PostgreSQL服务过程中的那些事二：Pg服务进程处理简单查询六：执行器执行

       话说查询“select cname, comp from test1, test2 wheretest1.id=test2.id;”发送到服务器端，走查询分支exec_simple_query，先调用start_xact_command初始化了事务管理相关对象和资源，接着调用pg_parse_query，通过Lex和Yacc对传入SQL语句进行词法语法解析，生成解析树。下来调用GetTransactionSnapshot方法做内存快照，然后调用pg_analyze_and_rewrite方法，进行语义分析把parsetree转换成querytree，然后对该querytree进行重写。接着调用pg_plan_queries方法，根据querytree做查询规划，生成查询计划树plantree。然后调用了一系列方法CreatePortal、PortalStart、PortalSetResultFormat、CreateDestReceiver、PortalRun、PortalDrop，创建portal、初始化portal、设置结果列格式、创建目的地接收者、运行portal执行查询并返回结果，然后释放portal相关资源，再调用finish_xact_command释放事务相关资源。这个例子终于执行完了。

 

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下面是执行plantree的调用序列图。
 

执行plantree的调用序列图

上图红色方框中显示了执行plantree的过程，主要分为portal创建和初始化（CreatePortal、PortalStart）、执行（PortalRun）、释放资源（PortalDrop）三个部分。portal是个抽象概念，它表示一个正在运行或可运行query的执行状态。Portal支持SQL层的CURSOR和协议层的portal。从上图中可以看出，在各个部分，portal调用了执行器executor的对应方法ExecutorStart、ExecutorRun、ExecutorDrop完成了相关操作。

简单描述一下执行过程，方法CreatePortal在内存上下文PortalMemory里创建portal，并在portal管理器"Portal hash"中注册（参见《PostgreSQL服务过程中的那些事一：启动postgres服务进程一.七：初始化portal管理环境》）；调用PortalDefineQuery为新建的portal设置sourceText（就是例子里的源SQL语句）、stmts（就是上一节讨论的plantree列表）等字段，将portal状态设置为PORTAL_DEFINED；再调用PortalStart初始化portal，在该例子里选择PORTAL_ONE_SELECT策略，调用CreateQueryDesc方法，为portal创建查询描述符，将portal状态设置为PORTAL_READY；调用方法PortalRun，根据选择策略调用相应方法，根据portal相关由plantree转化来的各节点结构由下至上逐层进行处理，涉及扫描数据、进行投射、结果缓存等；最后调用PortalDrop释放portal相关资源。

portal有多个执行策略，依赖于执行什么样的query（其实就是根据不同的SQL语句调用不同的方法以完成相应操作）。（注意：在所有情况下，一个portal仅执行一个源SQL query，并且从用户的视点，仅产生一个结果。但是，规则重写器可以扩展一个源query成0或多个实际的query。）下面是portal的四种策略

PORTAL_ONE_SELECT：这个portal包含一个SELECT查询。我们增加运行一个执行器作为被要求的结果。这个策略还支持可持有的cursor（为了事务结束后访问结果，执行器结果可以被转储到一个tuplestore里）。

         PORTAL_ONE_RETURNING：这个portal包含一个伴有RETURNING子句的INSERT/UPDATE/DELETE查询（由规则重写器重写增加的可能的辅助查询/query）。在第一次执行时，我们运行portal以完成和转储主query的结果到portal的tuplestore里；然后这个结果按要求返回给用户。（我们不支持query的部分遍历悬挂，因为AFTER触发器代码不能处理，并且还因为我们不想在执行所有辅助query时冒失败风险。）

         PORTAL_ONE_MOD_WITH： portal包含一个SELECT qiery，但它包含数据修改CTE。这个目前和处理PORTAL_ONE_RETURNING的情况一样，因为需要触发触发器的可能性。将来处理这种情况的行为可以更像PORTAL_ONE_SELECT。

         PORTAL_UTIL_SELECT：portal包含一个utility语句，其返回一个象SELECT那样的结果（例如，WXPLAIN或者SHOW）。在第一次执行时，我们运行这个语句任何转储其结果到portal的tuplestore里；然后这个结果按要求的返回给客户端。

         PORTAL_MULTI_QUERY：所有其它情况。这儿，我们不支持portal执行：portal的query会被运行以完成第一次调用。

 

下面是portal和其执行状态、策略的类型定义及执行器状态结构定义，其他涉及到节点结构定义略去。

typedefenum PortalStrategy

{

    PORTAL_ONE_SELECT,

    PORTAL_ONE_RETURNING,

    PORTAL_ONE_MOD_WITH,

    PORTAL_UTIL_SELECT,

    PORTAL_MULTI_QUERY

} PortalStrategy;

 

typedefenum PortalStatus

{

    PORTAL_NEW,                 /* freshly created */

    PORTAL_DEFINED,             /* PortalDefineQuery done */

    PORTAL_READY,            /* PortalStart complete, can run it */

    PORTAL_ACTIVE,              /* portal is running (can't delete it) */

    PORTAL_DONE,             /* portal is finished (don't re-run it) */

    PORTAL_FAILED            /* portal got error (can't re-run it) */

} PortalStatus;

 

 

typedefstruct PortalData *Portal;

 

typedefstruct PortalData

{

    /* Bookkeeping data */

    constchar *name;           /* portal's name */

    constchar *prepStmtName;   /* source prepared statement (NULLif none) */

    MemoryContextheap;         /* subsidiary memory for portal */

    ResourceOwnerresowner;     /* resources owned by portal */

    void        (*cleanup) (Portal portal);     /* cleanup hook */

    SubTransactionIdcreateSubid;       /* the ID of the creating subxact */

 

    /*

     * ifcreateSubid is InvalidSubTransactionId, the portal is held over from

     * aprevious transaction

     */

 

    /* The query or queries the portal will execute */

    constchar *sourceText;     /* text of query (as of 8.4, neverNULL) */

    constchar *commandTag;     /* command tag for original query*/

    List      *stmts;          /* PlannedStmts and/or utilitystatements */

    CachedPlan *cplan;          /* CachedPlan, if stmts are from one */

 

    ParamListInfoportalParams; /* params to pass to query*/

 

    /* Features/options */

    PortalStrategystrategy;    /* see above */

    int         cursorOptions;  /* DECLARE CURSOR option bits */

 

    /* Status data */

    PortalStatusstatus;        /* see above */

    bool        portalPinned;   /* a pinned portal can't bedropped */

 

    /* If not NULL, Executor is active; call ExecutorEndeventually: */

    QueryDesc  *queryDesc;      /* info needed for executorinvocation */

 

    /* If portal returns tuples, this is their tupdesc:*/

    TupleDesc   tupDesc;        /* descriptor for result tuples */

    /* and these are the format codes to use for the columns:*/

    int16     *formats;    /* a format code for each column*/

 

    /*

     *Where we store tuples for a held cursor or a PORTAL_ONE_RETURNING or

     *PORTAL_UTIL_SELECT query.  (A cursor heldpast the end of its

     *transaction no longer has any active executor state.)

     */

    Tuplestorestate *holdStore; /* store for holdablecursors */

    MemoryContextholdContext;  /* memory containing holdStore */

 

    /*

     *atStart, atEnd and portalPos indicate the current cursor position.

     *portalPos is zero before the first row, N after fetching N'th row of

     *query.  After we run off the end,portalPos = # of rows in query, and

     *atEnd is true.  If portalPos overflows,set posOverflow (this causes us

     * tostop relying on its value for navigation). Note that atStart

     *implies portalPos == 0, but not the reverse (portalPos could have

     *overflowed).

     */

    bool        atStart;

    bool        atEnd;

    bool        posOverflow;

    long        portalPos;

 

    /* Presentation data, primarily used by the pg_cursorssystem view */

    TimestampTzcreation_time;  /* time at which this portal wasdefined */

    bool        visible;        /* include this portal inpg_cursors? */

}   PortalData;

 

执行器调用的主工作状态

typedefstruct EState

{

    NodeTag     type;

 

    /* Basic state for all query types: */

    ScanDirectiones_direction; /* current scan direction */

    Snapshot    es_snapshot;    /* time qual to use */

    Snapshot    es_crosscheck_snapshot; /* crosscheck time qual forRI */

    List      *es_range_table; /* List of RangeTblEntry */

    PlannedStmt *es_plannedstmt;    /* link to top of plan tree */

 

    JunkFilter *es_junkFilter;  /* top-level junk filter, if any*/

 

    /* If query can insert/delete tuples, the command ID tomark them with */

    CommandId   es_output_cid;

 

    /* Info about target table(s) for insert/update/deletequeries: */

    ResultRelInfo *es_result_relations; /* array ofResultRelInfos */

    int         es_num_result_relations;        /* length of array */

    ResultRelInfo *es_result_relation_info;     /* currently active array elt */

 

    /* Stuff used for firing triggers: */

    List      *es_trig_target_relations;       /* trigger-only ResultRelInfos */

    TupleTableSlot *es_trig_tuple_slot; /* fortrigger output tuples */

    TupleTableSlot *es_trig_oldtup_slot;        /* for TriggerEnabled */

 

    /* Parameter info: */

    ParamListInfoes_param_list_info;   /* values of external params */

    ParamExecData *es_param_exec_vals;  /* values of internal params */

 

    /* Other working state: */

    MemoryContextes_query_cxt; /* per-query context in whichEState lives */

 

    List      *es_tupleTable;  /* List of TupleTableSlots */

 

    List      *es_rowMarks; /* List of ExecRowMarks */

 

    uint32      es_processed;   /* # of tuples processed */

    Oid         es_lastoid;     /* last oid processed (byINSERT) */

 

    int         es_top_eflags;  /* eflags passed toExecutorStart */

    int         es_instrument;  /* OR of InstrumentOption flags */

    bool        es_select_into; /* true if doing SELECT INTO */

    bool        es_into_oids;   /* true to generate OIDs in SELECTINTO */

    bool        es_finished;    /* true when ExecutorFinish isdone */

 

    List      *es_exprcontexts; /* List of ExprContexts withinEState */

 

    List      *es_subplanstates;       /* List of PlanState for SubPlans*/

 

    List      *es_auxmodifytables;     /* List of secondaryModifyTableStates */

 

    /*

     *this ExprContext is for per-output-tuple operations, such as constraint

     *checks and index-value computations.  Itwill be reset for each output

     *tuple.  Note that it will be created onlyif needed.

     */

    ExprContext *es_per_tuple_exprcontext;

 

    /*

     *These fields are for re-evaluating plan quals when an updated tuple is

     *substituted in READ COMMITTED mode.  es_epqTuple[]contains tuples that

     *scan plan nodes should return instead of whatever they'd normally

     *return, or NULL if nothing to return; es_epqTupleSet[] is true if a

     *particular array entry is valid; and es_epqScanDone[] is state to

     *remember if the tuple has been returned already.  Arrays are of size

     *list_length(es_range_table) and are indexed by scan node scanrelid - 1.

     */

    HeapTuple  *es_epqTuple; /* array of EPQ substitute tuples*/

    bool      *es_epqTupleSet; /* true if EPQ tuple is provided */

    bool      *es_epqScanDone; /* true if EPQ tuple has been fetched */

 

    /*

     *this field added at end of struct to avoid post-release ABI breakage in

     *existing release branches.  It'll be in amore logical place in 9.2.

     */

    TupleTableSlot *es_trig_newtup_slot;        /* for TriggerEnabled */

} EState;

 

         下面是执行这个查询的portal相关内存结构图：

 portal相关内存结构图

 

 

就到这儿吧。

 

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