PostgreSQL索引扫描时为什么index only scan不返回ctid

我们都知道在PostgreSQL中使用索引扫描时，是通过索引中存储的ctid去表中得到数据的。同时在PostgreSQL中如果要查询的列都在索引中，我们还可以使用index only scan。

既然如此，当我们在查询中用到ctid时，是否还能使用index only scan呢？

按理来说是没有问题的，例如在Oracle中：

SQL> select rowid,id from t1 where id = 1;
---------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation        | Name   | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
---------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT |        |     1 |    25 |     1   (0)| 00:00:01 |
|*  1 |  INDEX RANGE SCAN| IDX_T1 |     1 |    25 |     1   (0)| 00:00:01 |
---------------------------------------------------------------------------

我们的查询包含了rowid，仍然不需要回表TABLE ACCESS BY INDEX ROWID BATCHED的步骤。但是在PostgreSQL似乎并不是这样。

index only scan：

bill=# explain analyze select c1 from t1 where c1 = 10;
                                                     QUERY PLAN
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 Index Only Scan using idx_t1 on t1  (cost=0.29..10.74 rows=523 width=4) (actual time=0.021..0.117 rows=523 loops=1)
   Index Cond: (c1 = 10)
   Heap Fetches: 0
 Planning Time: 0.076 ms
 Execution Time: 0.196 ms
(5 rows)

带上ctid后：

bill=# explain analyze select ctid,c1 from t1 where c1 = 10;
                                                   QUERY PLAN
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 Index Scan using idx_t1 on t1  (cost=0.29..81.71 rows=523 width=10) (actual time=0.038..0.447 rows=523 loops=1)
   Index Cond: (c1 = 10)
 Planning Time: 0.098 ms
 Execution Time: 0.537 ms
(4 rows)

可以看到没有再去使用index only scan，取而代之的是普通的索引扫描。

为什么会这样呢？ctid必然是包含在任何btree索引中的，为什么用到ctid的时候就不能用index only scan？

在网上看到类似的问题：

传送门

解答是说和HOT有关，乍一看似乎有点道理，但是仔细想想，如果是HOT那么也会通过vm文件去判断多版本，那么对于ctid我们只要通过vm文件判断其可见性不是就可以了，至少当表中没有任何不可见的行时应该要使用index only scan啊。

这其实因为在使用vm文件进行可见性判断前，优化器在parse阶段就已经决定了是使用index scan还是index only scan，通过check_index_only函数来判断是否使用index only scan：

for (i = 0; i < index->ncolumns; i++)
{
	int			attno = index->indexkeys[i];
	/*
	 * For the moment, we just ignore index expressions.  It might be nice
	 * to do something with them, later.
	 */
	if (attno == 0)
		continue;
	if (index->canreturn[i])
		index_canreturn_attrs =
			bms_add_member(index_canreturn_attrs,
						   attno - FirstLowInvalidHeapAttributeNumber);
	else
		index_cannotreturn_attrs =
			bms_add_member(index_cannotreturn_attrs,
						   attno - FirstLowInvalidHeapAttributeNumber);
}
index_canreturn_attrs = bms_del_members(index_canreturn_attrs,
										index_cannotreturn_attrs);
/* Do we have all the necessary attributes? */
result = bms_is_subset(attrs_used, index_canreturn_attrs);

简单解释下上面这段代码的逻辑，pg在判断是否使用index only scan时，就是将索引列取出放到一个bitmap位图index_canreturn_attrs中，将查询用到的列放到一个bitmap位图attrs_used中，然后判断attrs_used位图是否是index_canreturn_attrs的子集，如果是则使用index only scan，而这里的index_canreturn_attrs信息是从pg_index中去获取的，自然是不会存放ctid的信息。

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