Postgresql源码（63）查询执行——子模块Executor（1）

mingjie

发布于 2022-07-14 13:49:59

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发布于 2022-07-14 13:49:59

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相关《Postgresql源码（61）查询执行——最外层Portal模块》《Postgresql源码（62）查询执行——子模块ProcessUtility》《Postgresql源码（63）查询执行——子模块Executor（1）》

因为时间关系Executor分析拆成几篇，这是第一篇。

1 查询执行整体

PG中的SQL在经过语法解析、查询编译后，进入执行模块，整形模块的分三个子模块：

入口：portal子模块（下图蓝色）

处理DML的Executor子模块（下图绿色）

处理DDL的ProcessUtility子模块（下图橙色）

SQL会在查询编译阶段得到plantree_list，在portal模块启动时（函数PortalStart），根据plantree_list中具体情况（函数ChoosePortalStrategy），来决定PortalStrategy的值，后面执行根据PortalStrategy来决定进入Executor还是ProcessUtility。

本篇重点分析Executor子模块。

2 分析案例

测试SQL

drop table course;drop table teacher;drop table teach_course;
create table course(no serial, name varchar, credit int,primary key(no));
insert into course(name, credit) values('Natural', 50);
insert into course(name, credit) values('Math', 30);
insert into course(name, credit) values('Database System', 20);

create table teacher(no serial, name varchar, sex char(1), age int);
insert into teacher(name, sex, age) values('Jack', 'm', 33);
insert into teacher(name, sex, age) values('Jennifer', 'f', 30);

create table teach_course(tno int, cno int, stu_num int);
insert into teach_course(tno, cno, stu_num) values(1, 2, 60);
insert into teach_course(tno, cno, stu_num) values(2, 3, 50);



select t.name, c.name, stu_num
from course as c, teach_course as tc, teacher as t
where c.no = tc.cno and tc.tno = t.no and c.name = 'Database System' and t.name = 'Jennifer';

执行计划

explain select t.name, c.name, stu_num
from course as c, teach_course as tc, teacher as t
where c.no = tc.cno and tc.tno = t.no and c.name = 'Database System' and t.name = 'Jennifer';
                                    QUERY PLAN                                     
-----------------------------------------------------------------------------------
 Nested Loop  (cost=24.10..74.58 rows=1 width=68)
   ->  Hash Join  (cost=23.95..62.61 rows=61 width=40)
         Hash Cond: (tc.tno = t.no)
         ->  Seq Scan on teach_course tc  (cost=0.00..30.40 rows=2040 width=12)
         ->  Hash  (cost=23.88..23.88 rows=6 width=36)
               ->  Seq Scan on teacher t  (cost=0.00..23.88 rows=6 width=36)
                     Filter: ((name)::text = 'Jennifer'::text)
   ->  Index Scan using course_pkey on course c  (cost=0.15..0.20 rows=1 width=36)
         Index Cond: (no = tc.cno)
         Filter: ((name)::text = 'Database System'::text)

3 Portal驱动Executor

Executor执行由完成Portal模块拉动，核心函数：

ExecutorStart：初始化，构造运行状态存储结构estate
ExecutorRun：执行，调用ExecInitNode（函数）、ExecProcNode（函数指针）、ExecEndNode（函数）
ExecutorEnd：清理

需要的全部数据全部封装在QueryDesc中，包括计划树。

4 Executor驱动ExecProcNode

我们先看下执行计划和下图中的node树：

                                    QUERY PLAN                                     
-----------------------------------------------------------------------------------
 Nested Loop  (cost=24.10..74.58 rows=1 width=68)
   ->  Hash Join  (cost=23.95..62.61 rows=61 width=40)
         Hash Cond: (tc.tno = t.no)
         ->  Seq Scan on teach_course tc  (cost=0.00..30.40 rows=2040 width=12)
         ->  Hash  (cost=23.88..23.88 rows=6 width=36)
               ->  Seq Scan on teacher t  (cost=0.00..23.88 rows=6 width=36)
                     Filter: ((name)::text = 'Jennifer'::text)
   ->  Index Scan using course_pkey on course c  (cost=0.15..0.20 rows=1 width=36)
         Index Cond: (no = tc.cno)
         Filter: ((name)::text = 'Database System'::text)

Executor执行时，在ExecutePlan内循环调用ExecProcNode，每一次拿出来一行元组，直到拿到所有所需元组位置。
ExecProcNode每次调用时：
- 【1】首先拉动语法树根节点：例如上面例子中，会先执行ExecNestLoop，在执行ExecNestLoop时，该节点因为缺数据无法循环嵌套链接，所以肯定要拉动outter plan（hash join）和inner plan（index scan）把需要循环嵌套连接的两个数据拿回来，才能执行连接。
- 【2】然后hash join在执行时，又会拉动seqscan节点去扫描拿到元组。
所以就是这样由根节点驱动，逐层返回数据，最终拼出一条结果返回给ExecProcNode，ExecProcNode拿到一条结果后，ExecutePlan继续循环调用ExecutePlan拿到后面的结果。

5 总结

我们发现PG执行计划每个节点都是由两个子节点返回数据的（实际上计划树的每个node都是0-2进1出的结构）。在拿到一条执行计划后，直观上可以理解为上层节点（Nested Loop）首先执行，执行是通过自己的两个子节点（Hash Join、Index Scan）拿到数据，子节点又通过自己的子节点拿到数据。这样层层驱动整个计划树的运行。

                                    QUERY PLAN                                     
-----------------------------------------------------------------------------------
 Nested Loop  (cost=24.10..74.58 rows=1 width=68)
   ->  Hash Join  (cost=23.95..62.61 rows=61 width=40)
         Hash Cond: (tc.tno = t.no)
         ->  Seq Scan on teach_course tc  (cost=0.00..30.40 rows=2040 width=12)
         ->  Hash  (cost=23.88..23.88 rows=6 width=36)
               ->  Seq Scan on teacher t  (cost=0.00..23.88 rows=6 width=36)
                     Filter: ((name)::text = 'Jennifer'::text)
   ->  Index Scan using course_pkey on course c  (cost=0.15..0.20 rows=1 width=36)
         Index Cond: (no = tc.cno)
         Filter: ((name)::text = 'Database System'::text)

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原始发表：2022-07-13，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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