PostgreSQL內(nèi)核-Portal策略選擇機(jī)制詳解

1、PostgreSQL內(nèi)核-Portal策略選擇機(jī)制詳解技術(shù)創(chuàng)新，變革未來Portal模塊介紹Portal模塊運(yùn)行流程Portal模塊策略劃分原則分析查詢執(zhí)行器框架Portal策略選擇模塊根據(jù)sql語句類型選擇 不同執(zhí)行模塊Portal策略選擇模塊ProcessUtility數(shù)據(jù)定 義語句執(zhí)行模塊Executor可優(yōu)化語句 (DML)執(zhí)行模塊特定功能子 模塊Portal模塊也稱為策略選擇模塊，根據(jù)sql語句類型選擇不同執(zhí)行模塊 (ProcessUtility和Executor模塊)該部分完成了對于查詢編譯器輸出數(shù)據(jù)的解析，選擇預(yù)先設(shè)定好的執(zhí)行流程。Sql語句的分類： 可優(yōu)化語句 數(shù)據(jù)定義語 句一

2、般可優(yōu)化語句被轉(zhuǎn)換為 非可優(yōu)化語句被轉(zhuǎn)換為特殊的會(huì)被轉(zhuǎn)換為，操 作集合，比selectinto 包含select和創(chuàng)建表操作可優(yōu)化語句：主要包括DML語句，這類語句特點(diǎn)是需要查詢滿足條件的元組 ， 然后返回給用戶或者在元組上進(jìn)行某些操作后寫回到磁盤上。由于在執(zhí)行計(jì)劃樹的生成過程中會(huì)根據(jù)查詢優(yōu)化理論進(jìn)行重寫和優(yōu)化，以 加快查詢速度，因此，這類語句被稱為可優(yōu)化語句。DML：insert/update/delete/select語句數(shù)據(jù)定義語句：主要是功能性語句，這類語句包含查詢數(shù)據(jù)元組以外的各種 操作 DDL：Create table、Drop table、Alter table等 DCL：Gra

3、nt語句、Revoke語句等兩者編譯后輸入到執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)不同：可優(yōu)化語句編譯后輸入到執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)為執(zhí)行計(jì)劃樹PlannedStmt數(shù)據(jù)定義語句編譯后輸入到執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)為非計(jì)劃樹類型（如T_ViewStmt)SQL語句類型根據(jù)查詢編譯器給出的查詢計(jì)劃樹鏈表來為當(dāng)前查詢選擇五種執(zhí)行策略。在這個(gè)過程中，執(zhí)行策略 選擇器會(huì)使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)PortalData來存儲(chǔ)查詢計(jì)劃樹鏈表以及最后選中的執(zhí)行策略等信息，我們通 常也把這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為“Portal”。Const char*sourceTextList*stmtsPortalStrategystrategyPortalStatusstatusTuples

4、toreStateholdStoreQueryDescqueryDesc查詢計(jì)劃樹鏈表Portal執(zhí)行策略查詢描述符，存儲(chǔ)執(zhí)行查 詢需要的所有信息暫存的查詢結(jié)果portal執(zhí)行狀態(tài)原始SQL語句PlannedStmtQuery策略選擇器的工作原理是根據(jù)查詢編譯器給出的查詢計(jì)劃 樹來為當(dāng)前查詢選擇執(zhí)行策略中的一種，如下圖所示：根據(jù)命令類型，原子操作個(gè)數(shù) 以及查詢樹、計(jì)劃樹上的某些 字段(比如hasModifyingCTE、 utilityStmt等等)來選擇策略兩種原子操作PlannedStmt和Query命令類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)typedef enum CmdTypeCMD_UNKNOWN,CMD_

5、SELECT, /* select stmt */CMD_UPDATE, /* update stmt */CMD_INSERT, /* insert stmt */CMD_DELETE,CMD_UTILITY, /* cmds like create, destroy, copy, vacuum,* etc. */CMD_NOTHING /* dummy command for instead nothing rules* with qual */ CmdType;由查詢編譯輸出的每一個(gè)查詢計(jì)劃樹都包含一個(gè)類 型為CmdType的字段，用于標(biāo)識該原子操作對應(yīng)的 命令類型。命令類型分為六類：C

6、MD_UNKNOW 表示沒有定義CMD_SELECT表示查詢操作CMD_UPDATE表示更新操作 CMD_INSERT表示插入操作 CMD_DELETE表示刪除操作 CMD_UTILITY表示功能性操作（數(shù)據(jù)定義語句） CMD_NOTHING用于由查詢編譯器新生成的操作Portal執(zhí)行過程對portal進(jìn) 行初始化執(zhí)行portal 中的查詢釋放Portal運(yùn) 行中占用的 資源，從 PortalHashTable中刪除 portalPortal執(zhí)行策略PORTAL_ONE_SELECT：處理用戶提交的SQL語句僅包含一個(gè)SELECT類型查詢的情況。該策略 調(diào)用Executor模塊進(jìn)行處理，最后返

7、回查詢結(jié)果 如：SELECT * FROM s;stmts鏈表中只有一個(gè)PlannedStmt類型或是Query類型的節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)是CMD_SELECT類型的操作。節(jié)點(diǎn)的utilityStmt字段和intoClause字段為空。處理流程如下：初始化過程：直接調(diào)用ExecutorStart進(jìn)行執(zhí)行計(jì)劃的初始化過程 ，接著設(shè)置portal返回元組的屬性描述信息執(zhí)行過程：使用PortalRunSelect直接調(diào)用ExecutorRun獲取查詢結(jié)果清理過程：最后在執(zhí)行完畢后釋放所占用的資源將結(jié)果返回 給用戶Portal執(zhí)行過程PORTAL_ONE_RETURNING：處理帶有RETURNING子句的IN

8、SERT/UPDATE/DELETE語句。如： INSERT INTO sc VALUES(1,1) RETURNING *；滿足條件：stmts鏈表中只有一個(gè)包含RETURNING字句（returningList不為空）的原子操作。PORTAL_UTIL_SELECT：處理一些需要返回結(jié)果的數(shù)據(jù)定義語句（FETCH、EXECUTE、EXPLAIN和SHOW）。如：EXPLAIN INSERT INTO sc VALUES(1,1) ；在第一次執(zhí)行時(shí)，運(yùn)行Portal來完成并將主查詢的結(jié)果轉(zhuǎn)儲(chǔ)到Portal的tuplestore中; 然后根據(jù)需要將結(jié)果返回給客戶端。滿足條件：1.stmts鏈表

9、僅有一個(gè)Query類型的節(jié)點(diǎn)。2.節(jié)點(diǎn)是CMD_UTILITY類型操作。3.節(jié)點(diǎn)的utilityStmt字段保存的是FETCH語句（類型為T_FetchStmt）、EXECUTE語句（類 型為T_ExecuteStmt）、EXPLAIN語句（類型為T_ExplainStmt）或是SHOW語句（類型為 T_VariableShowStmt）之一。Portal執(zhí)行策略select * from T_Personwhere FAge=(select FAge from T_Person where FName=Sun) OR FSalary=(select FSalary from T_Person

10、 where FName=Sun)使用With子句后RETURNING子句的輸出，不是數(shù)據(jù)修改語句的目標(biāo)表，它形成了剩余查詢可以引用的臨時(shí)表。WITH person_Sun ASselect * from T_Person where FName=Sunselect * from T_Personwhere FAge=person_Sun .FAge OR FSalary=person_Sun .FSalaryWith子查詢，也稱為公共表表達(dá)式，目的是通過查詢語句定義一 個(gè) 臨時(shí)集合，避免語句中多層嵌套查詢的情況。WITH中的數(shù)據(jù)修改語句通常具有RETURNING子句，而RETURNING子句

11、的輸出，不是數(shù)據(jù)修改語句的目標(biāo)表，它形成了剩余查詢可以引用的臨時(shí)表。對于帶有INSERT/UPDATE/DELETE的WITH子句，會(huì)在公共表表達(dá)式中修改數(shù)據(jù)。我們 需要進(jìn)行特事特辦，特殊處理形成PORTAL_ONE_MOD_WITH策略PORTAL_ONE_MOD_WITH：處理包含WITH子句查詢，其中包含修改數(shù)據(jù)的操作。如：WITH moved_rows AS ( DELETE FROM products WHEREdate = 2010-10-01 AND date 2010-11-01 RETURNING *)INSERT INTO products_log SELECT * FRO

12、M moved_rows; 滿足條件：Portal包含一個(gè)SELECT查詢，同時(shí)存在修改數(shù)據(jù)的公共表表達(dá)式。以上三種策略執(zhí)行流程如下：初始化過程：選擇執(zhí)行策略，并對返回元組類型描述進(jìn)行初始化 執(zhí)行過程：用FillPortalStore創(chuàng)建緩存，根據(jù)策略調(diào)用PortalRunMulti或 PortalRunUtility，把執(zhí)行結(jié)果存放在緩存中，然后用PortalRunSelect調(diào)用 RunFromStore從緩存中獲取元組返回給用戶 清理過程：執(zhí)行完成后對 占用資源進(jìn)行釋放Portal執(zhí)行策略執(zhí)行查詢 創(chuàng)建緩存存儲(chǔ) 用于返回給用 戶的處理結(jié)果將結(jié)果返回 給用戶Portal執(zhí)行過程PORTAL

13、_MULTI_QUERY：處理以上幾種策略以外的所有情況，一個(gè)或多個(gè)原子操作， 并根據(jù)操作類型選擇合適的處理部件。前面幾種策略的混合，可以處理多個(gè)原子操作。執(zhí)行流程如下：初始化過程：不進(jìn)行任何處理，因?yàn)镻ORTAL_MULTI_QUERY策 略往往包含多個(gè)查詢計(jì)劃樹 執(zhí)行過程：調(diào)用 ProtalRunMulti根據(jù)執(zhí)行計(jì)劃的類型選擇Executor或ProcessUtility模塊清理過程：執(zhí)行完成后釋放占用資源Portal執(zhí)行策略PORTAL_MULTI_QUERY：處理以上幾種策略以外的所有情況，一個(gè)或多個(gè)原子操作，并根據(jù) 操作類型選擇合適的處理部件。執(zhí)行流程如下：初始化過程：不進(jìn)行任何處理，因?yàn)镻ORTAL_MULTI_QUERY策略往往 包含多個(gè)查詢計(jì)劃樹執(zhí)行過程：調(diào)用ProtalRunMulti根據(jù)