摘要：執行引擎一般負責查詢的執行，執行引擎在SQL執行棧中起到接收優化器生成的執行計劃Plan、並對通過存儲引擎提供的數據讀寫介面，實現對數據進行計算得到查詢的結果集。 本文分享自華為雲社區《openGauss內核分析（七）：SQL by pass & 經典執行器》，作者：Gauss松鼠會 。 執行 ...
摘要：執行引擎一般負責查詢的執行，執行引擎在SQL執行棧中起到接收優化器生成的執行計劃Plan、並對通過存儲引擎提供的數據讀寫介面，實現對數據進行計算得到查詢的結果集。
本文分享自華為雲社區《openGauss內核分析（七）：SQL by pass & 經典執行器》，作者：Gauss松鼠會 。
執行引擎一般負責查詢的執行，執行引擎在SQL執行棧中起到接收優化器生成的執行計劃Plan、並對通過存儲引擎提供的數據讀寫介面，實現對數據進行計算得到查詢的結果集。
在典型的OLTP場景中，簡單查詢占了很大一部分比例。這種查詢的特征是只涉及單表和簡單表達式的查詢，因此為了加速這類查詢，openGauss提出了SQL by pass框架，在parse層對這類查詢做簡單的模式判別後，進入到特殊的執行路徑里，跳過經典的執行器執行框架，包括運算元的初始化與執行、表達式與投影等經典框架，直接重寫一套簡潔的執行路徑，並且直接調用存儲介面，這樣可以大大加速簡單查詢的執行速度。
SQL by pass
enable_opfusion用於控制是否對簡單增刪改查進行優化，簡單insert語句在開啟enable_opfusion時的執行計劃如下
由於開啟SQL BY PASS，從exec_simple_query過來的語句，會判斷可以走SQL BY PASS，否則進入CreatePortal走經典執行流程。
static void exec_simple_query(const char* query_string, MessageType messageType, StringInfo msg = NULL) { … /* SQL bypass */ if (runOpfusionCheck) { // 進入SQL by pass (void)MemoryContextSwitchTo(oldcontext); void* opFusionObj = OpFusion::FusionFactory( OpFusion::getFusionType(NULL, NULL, plantree_list), oldcontext, NULL, plantree_list, NULL); if (opFusionObj != NULL) { ((OpFusion*)opFusionObj)->setCurrentOpFusionObj((OpFusion*)opFusionObj); if (OpFusion::process(FUSION_EXECUTE, NULL, completionTag, isTopLevel, NULL)) { CommandCounterIncrement(); finish_xact_command(); EndCommand(completionTag, dest); MemoryContextReset(OptimizerContext); break; } Assert(0); } (void)MemoryContextSwitchTo(t_thrd.mem_cxt.msg_mem_cxt); } /* * Create unnamed portal to run the query or queries in. If there * already is one, silently drop it. */ portal = CreatePortal("", true, true); // 經典執行流程 … }
進入InsertFusion::execute完成數據插入操作。
#0 InsertFusion::execute (this=0x7fd93a4104f8, max_rows=9223372036854775807, completionTag=0x7fd933e67020 "@p\346\063\331\177") at opfusion_insert.cpp:297 #1 0x0000000001ac00d9 in OpFusion::fusionExecute (this=0x7fd93a4104f8, msg=0x0, completionTag=0x7fd933e67020 "@p\346\063\331\177", isTopLevel=true, isQueryCompleted=0x0) at opfusion.cpp:453 #2 0x0000000001ac0389 in OpFusion::process (op=0, msg=0x0, completionTag=0x7fd933e67020 "@p\346\063\331\177", isTopLevel=true, isQueryCompleted=0x0) at opfusion.cpp:491 #3 0x000000000193a910 in exec_simple_query (query_string=0x7fd966ad2060 "insert into t1 values(1,200);", messageType=QUERY_MESSAGE, msg=0x7fd933e67210) at postgres.cpp:2624
SQL by pass適應的場景有：
- 只支持indexscan和indexonlyscan，且全部WHERE語句的過濾條件都在索引上。
- 只支持單表增刪改查，不支持join、using。
- 只支持行存表，不支持分區表，表不支持有觸發器。
- 不支持active sql、QPS等信息統計特性。
- 不支持正在擴容和縮容的表。
- 不支持查詢或者修改系統列。
- 只支持簡單SELECT語句，例如
SELECT c3 FROM t1 WHERE c1 = ? and c2 =10;
僅可以查詢目標表的列，c1和c2列為索引列，後邊可以是常量或者參數，可以使用 for update。
- 只支持簡單INSERT語句，例如：
INSERT INTO t1 VALUES (?,10,?);
僅支持一個VALUES，VALUES裡面的類型可以是常量和參數，不支持returning。
- 只支持簡單DELETE語句，例如：
DELETE FROM t1 WHERE c1 = ? and c2 = 10;
c1和c2列為索引列，後邊可以是常量或者參數。
- 只支持簡單UPDATE語句，例如：
UPDATE t1 SET c3 = c3+? WHERE c1 = ? and c2 = 10;
c3列修改的值可以是常量和參數，也可以是一個簡單的表達式，c1和c2列為索引列，後邊可以是常量或者參數。
經典的執行器
關閉enable_opfusion，簡單insert的執行計劃是這樣的
在這種執行流程中Portal是執行SQL語句的載體，每一條SQL對應唯一的Portal，不同的查詢類型對應的Portal類型也有區別。
typedef enum PortalStrategy { PORTAL_ONE_SELECT, // SQL語句包含單一的SELECT查詢 PORTAL_ONE_RETURNING, // INSERT/UPDATE/DELETE語句包含Returning PORTAL_ONE_MOD_WITH, // 查詢語句包含With PORTAL_UTIL_SELECT, // 工具類型查詢語句，如explain PORTAL_MULTI_QUERY // 所有其他類型查詢語句 } PortalStrategy;
Portal的生命周期管理在exec_simple_query函數中實現，該函數負責Portal創建、執行和清理。Portal執行的主要執行流程包括PortalStart函數、PortalRun函數、PortalDrop函數幾個部分。其中PortalStart函數負責進行Portal結構體初始化工作，包括執行運算元初始化、記憶體上下文分配等；PortalRun函數負責真正的執行和運算，它是執行器的核心；PortalDrop函數負責最後的清理工作，主要是數據結構、緩存的清理。
PortalRun函數根據查詢類型進入不同的處理函數
bool PortalRun( Portal portal, long count, bool isTopLevel, DestReceiver* dest, DestReceiver* altdest, char* completionTag) { … switch (portal->strategy) { case PORTAL_ONE_SELECT: … case PORTAL_MULTI_QUERY: // insert從這裡進入 PortalRunMulti(portal, isTopLevel, dest, altdest, completionTag); /* Prevent portal's commands from being re-executed */ MarkPortalDone(portal); /* Always complete at end of RunMulti */ result = true; break; … }
最終執行ExecInsertT完成數據插入。
#0 ExecInsertT (state=0x7fdbf1836060, slot=0x7fdbf0c86460, planSlot=0x7fdbf0c86460, estate=0x7fdbf0c74060, canSetTag=true, options=0, partitionList=0x7fdbf3125860) at nodeModifyTable.cpp:800 #1 0x0000000001a684cd in ExecModifyTable (node=0x7fdbf1836060) at nodeModifyTable.cpp:3043 #2 0x00000000019f3f93 in ExecModifyTableWrap (node=0x7fdbf1836060) at execProcnode.cpp:785 #3 0x00000000019f43b5 in ExecProcNode (node=0x7fdbf1836060) at execProcnode.cpp:1038 #4 0x00000000019ed9d5 in ExecutePlan (estate=0x7fdbf0c74060, planstate=0x7fdbf1836060, operation=CMD_INSERT, sendTuples=false, numberTuples=0, direction=ForwardScanDirection, dest=0x7fdbf13bb9c8, motJitContext=0x0) at execMain.cpp:2163 #5 0x00000000019ea25a in standard_ExecutorRun (queryDesc=0x7fdbf1558060, direction=ForwardScanDirection, count=0) at execMain.cpp:608 #6 0x000000000181d6ef in explain_ExecutorRun (queryDesc=0x7fdbf1558060, direction=ForwardScanDirection, count=0) at auto_explain.cpp:121 #7 0x00000000019e9dee in ExecutorRun (queryDesc=0x7fdbf1558060, direction=ForwardScanDirection, count=0) at execMain.cpp:486 #8 0x000000000194fed6 in ProcessQuery (plan=0x7fdbf0b7b2e0, sourceText=0x7fdbf13ba060 "insert into t1 values(1,200);", params=0x0, isMOTTable=false, motJitContext=0x0, dest=0x7fdbf13bb9c8, completionTag=0x7fdbf3126020 "") at pquery.cpp:292 #9 0x0000000001953fa1 in PortalRunMulti (portal=0x7fdbf0c7a060, isTopLevel=true, dest=0x7fdbf13bb9c8, altdest=0x7fdbf13bb9c8, completionTag=0x7fdbf3126020 "") at pquery.cpp:1889 #10 0x00000000019525e0 in PortalRun (portal=0x7fdbf0c7a060, count=9223372036854775807, isTopLevel=true, dest=0x7fdbf13bb9c8, altdest=0x7fdbf13bb9c8, completionTag=0x7fdbf3126020 "") at pquery.cpp:1191 #11 0x000000000193ac65 in exec_simple_query (query_string=0x7fdbf13ba060 "insert into t1 values(1,200);", messageType=QUERY_MESSAGE, msg=0x7fdbf3126210) at postgres.cpp:2720
以上分析了簡單insert語句的兩種執行流程，對於delete,update,select基本工作流程一致。
