How to implement join order optimization using dynamic programming in Python?

I am working on a project to optimize SQL queries by determining the optimal join order using dynamic programming in Python. My goal is to minimize the total cost of joins.

Context
I am connecting to a PostgreSQL database and need to calculate the join costs for different combinations of tables. I have already written functions to calculate the scan cost of a table and the join cost between two sets of tables.

Here is an excerpt of my current code:

import psycopg2
import json

conn = psycopg2.connect(
    dbname="job",
    user="postgres",
    password="ikram",
    host="localhost",
    port="5627"
)

def calculate_cost(solution, conn):
    total_cost = 0
    try:
        with conn.cursor() as cur:
            for table in solution:
                cur.execute(f"EXPLAIN (ANALYZE, FORMAT JSON) SELECT * FROM {table};")
                explain_result = cur.fetchone()[0]
                explain_json = json.loads(explain_result) if isinstance(explain_result, str) else explain_result
                total_cost += float(explain_json['Plan']['Total Cost'])
        conn.commit()
    except Exception as e:
        print(f"Error calculating cost: {e}")
        conn.rollback()
    return total_cost

def remove_lower_cost_equivalents(partial_solutions, conn):
    min_cost = float('inf')
    best_solutions = set()
    for solution in partial_solutions:
        total_cost = calculate_cost(solution, conn)
        if total_cost < min_cost:
            min_cost = total_cost
            best_solutions = {solution}
        elif total_cost == min_cost:
            best_solutions.add(solution)
    return best_solutions

def DynamicProgramming(Rels, conn):
    partialsolutions = {frozenset({rel}) for rel in Rels}
    for i in range(1, len(Rels)):
        new_partial_solutions = set()
        for partial_tree in partialsolutions:
            for rel in Rels:
                if rel not in partial_tree:
                    new_partial_tree = partial_tree.union({rel})
                    new_partial_solutions.add(new_partial_tree)
        partialsolutions = remove_lower_cost_equivalents(new_partial_solutions, conn)
    optimal_solution = next(iter(partialsolutions))
    optimal_cost = calculate_cost(optimal_solution, conn)
    optimal_order = list(optimal_solution)
    return len(Rels), optimal_cost, optimal_order

# Running the code
relations = ['title', 'movie_info', 'complete_cast']
nb_relations, cost, optimal_order = DynamicProgramming(relations, conn)
print(f"Number of relations: {nb_relations}")
print(f"Optimal cost: {cost}")
print(f"Optimal order: {optimal_order}")
conn.close()


I am encountering issues with the join costs being very high, and I am unsure how to improve the implementation to get more realistic costs. Additionally, I would like to know if there is a method to pre-calculate and store the join costs between all combinations of tables and then use them to optimize the join order.

New contributor

user25210056 is a new contributor to this site. Take care in asking for clarification, commenting, and answering.
Check out our Code of Conduct.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật