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概述
算子分类
扫描算子（Scan Plan Node）
控制算子（Control Plan Node）
物化算子（Materialize Plan Node）
连接算子（Join Plan Node）
Seqscan算子
ExecInitSeqScan
ExecSeqScan
ExecEndSeqScan
概述
执行引擎位于优化器和存储引擎之间，负责将数据从存储引擎读取出来，根据计划将数据处理加工返回给客户端。执行器接收到的指令就是优化器应对SQL查询而翻译出来的关系代数运算符所组成的执行树，如下图所示
图中每一个方块代表一个具体关系运算代数符，我们称之为算子，每个算子有统一的接口，从下层的一个或者多个算子获得输入，然后将运算结果返回给上层算子。整个查询执行过程主要是两个流，驱动流和数据流。
向上的流代表数据流，是指下层算子将数据返回给上层算子的过程，这是一个从下至上、从叶节点到跟节点的过程。在openGauss中，所有的叶子节点都是表数据扫描算子，这些节点是所有计算的数据源头。数据从叶子节点，通过逐层计算，然后从根节点返回给用户
向下的流代表控制流，是指上层算子驱动下层算子执行的过程，这是一个从上至下、由根节点到叶节点的过程。从代码层面来看，即上层算子会根据需要调用下层算子的函数接口，去获取下层算子的输入。驱动流是从根节点逐层传递到叶子节点。
执行器的整体目标就是在每一个由优化器构建出来的执行树上，通过控制流驱动数据流在执行树上高效的流动，其流动的速度决定了执行器的处理效率。
算子分类
关系数据库本身是对关系集合Relation的运算操作，执行引擎作为运算的控制逻辑主体也是围绕着关系运算来实现的，在传统数据库实现理论中，算子的分类可以分成以下几类：
扫描算子（Scan Plan Node）
扫描节点负责从底层数据来源抽取数据，数据来源可能是来自文件系统，也可能来自网络（分布式查询）。一般而言扫描节点都位于执行树的叶子节点，作为执行树PlanTree的数据输入来源。
关键特征：输入数据、叶子节点、表达式过滤
控制算子（Control Plan Node）
控制算子一般不映射代数运算符，通常是为了执行器完成一些特殊的流程引入的算子。
关键特征：用于控制数据流程
物化算子（Materialize Plan Node）
物化算子一般指算法要求，在做算子逻辑处理的时候，要求把下层的数据进行缓存处理，因为对于下层算子返回的数据量不可提前预知，因此需要在算法上考虑数据无法全部放置到内存的情况。
关键特征：需要扫描所有数据之后才返回
连接算子（Join Plan Node）
这类算子是为了应对数据库中最常见的关联操作。
关键特征：多个输入
按照实现方式有3种关联算子。
按照连接类型有6种关联算子
下面重点分析Seqscan算子的代码流程。
Seqscan算子
ExecInitSeqScan
ExecInitSeqScan函数初始化SeqScan状态节点，负责节点状态结构构造
SeqScanState* ExecInitSeqScan(SeqScan* node, EState* estate, int eflags)
{
……
/*
* create state structure
*/
SeqScanState* scanstate = makeNode(SeqScanState); // SeqScan状态节点
scanstate->ps.plan = (Plan*)node;
scanstate->ps.state = estate;
scanstate->isPartTbl = node->isPartTbl;
scanstate->currentSlot = 0;
scanstate->partScanDirection = node->partScanDirection;
scanstate->rangeScanInRedis = {false,0,0};
……
/*
* tuple table initialization
*/
InitScanRelation(scanstate, estate, eflags); // 初始化扫描表
……
/*
* initialize scan relation
*/
InitSeqNextMtd(node, scanstate); // 设定获取元组的函数
……
return scanstate;
}
InitSeqNextMtd函数设定获取元组的函数为SeqNext
static inline void InitSeqNextMtd(SeqScan* node, SeqScanState* scanstate)
{
if (!node->tablesample) {
scanstate->ScanNextMtd = SeqNext;
……
}
ExecSeqScan
ExecutePlan函数循环调用ExecProcNode获取元组
static void ExecutePlan(EState *estate, PlanState *planstate, CmdType operation, bool sendTuples, long numberTuples,
ScanDirection direction, DestReceiver *dest, JitExec::JitContext* motJitContext)
{
TupleTableSlot *slot = NULL;
long current_tuple_count = 0; // 初始化
……
/*
* Loop until we've processed the proper number of tuples from the plan.
*/
for (;;) { // 循环调用ExecProcNode
……
if (unlikely(recursive_early_stop)) {
slot = NULL;
} else if (motJitContext && !IS_PGXC_COORDINATOR && JitExec::IsMotCodegenEnabled()) {
// MOT LLVM
int scanEnded = 0;
if (!motFinishedExecution) {
// previous iteration has not signaled end of scan
slot = planstate->ps_ResultTupleSlot;
uint64_t tuplesProcessed = 0;
int rc = JitExec::JitExecQuery(
motJitContext, estate->es_param_list_info, slot, &tuplesProcessed, &scanEnded);
if (scanEnded || (tuplesProcessed == 0) || (rc != 0)) {
// raise flag so that next round we will bail out (current tuple still must be reported to user)
motFinishedExecution = true;
}
} else {
(void)ExecClearTuple(slot);
}
} else {
slot = ExecProcNode(planstate); // 调用ExecProcNode
}
…….
/*
* if the tuple is null, then we assume there is nothing more to
* process so we just end the loop...
*/
if (TupIsNull(slot)) { // 元组为空即中止循环
if(!is_saved_recursive_union_plan_nodeid) {
break;
}
ExecEarlyFreeBody(planstate);
break;
}
……
{
(*dest->receiveSlot)(slot, dest); // 简单select语句调用printtup函数
}
……
/*
* check our tuple count.. if we've processed the proper number then
* quit, else loop again and process more tuples. Zero numberTuples
* means no limit.
*/
current_tuple_count++; // 计数元组数
if (numberTuples == current_tuple_count) {
break;
}
}
……
}
ExecProcNode函数根据nodeTag执行g_execProcFuncTable对应的函数
TupleTableSlot* ExecProcNode(PlanState* node)
{
TupleTableSlot* result = NULL;
……
{
int index = (int)(nodeTag(node))-T_ResultState;
Assert(index >= 0 && index <= T_StreamState - T_ResultState);
result = g_execProcFuncTable[index](node);
}
……
return result;
}
ExecProcFuncType g_execProcFuncTable[] = {
ExecResultWrap,
……
ExecSeqScanWrap,
ExecIndexScanWrap,
ExecIndexOnlyScanWrap,
…..
};
ExecSeqScanWrap->ExecSeqScan->ExecScan->ExecScanFetch，ExecScanFetch函数回调SeqNext获取元组
static TupleTableSlot* ExecScanFetch(ScanState* node, ExecScanAccessMtd access_mtd, ExecScanRecheckMtd recheck_mtd)
{
……
/*
* Run the node-type-specific access method function to get the next tuple
*/
return (*access_mtd)(node); // 回调SeqNext
}
ExecEndSeqScan
ExecEndSeqScan完成清理工作。
openGauss: 一款高性能、高安全、高可靠的企业级开源关系型数据库。
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