Home > Database > Mysql Tutorial > 淘宝数据库OceanBase SQL编译器部分 源码阅读

淘宝数据库OceanBase SQL编译器部分 源码阅读

WBOY
Release: 2016-06-07 15:11:42
Original
1320 people have browsed it

淘宝数据库OceanBase SQL编译器部分 源码阅读--生成逻辑计划 淘宝数据库OceanBase SQL编译器部分 源码阅读--解析SQL语法树里做了介绍,这篇博客主要研究第二步,生成逻辑计划。 一、 什么是逻辑计划? 我们已经知道,语法树就是一个树状的结构组织,每个节点

淘宝数据库OceanBase SQL编译器部分 源码阅读--生成逻辑计划

淘宝数据库OceanBase SQL编译器部分 源码阅读--解析SQL语法树里做了介绍,这篇博客主要研究第二步,生成逻辑计划。

一、 什么是逻辑计划?

我们已经知道,语法树就是一个树状的结构组织,每个节点代表一种类型的语法含义。如
update student set sex="M" where name ="小明";
这条SQL的语法树形状为:

|Update Stmt
|----Table:student
|----TargeList:
|--------sex = "M"
|----Qualifications:
|--------name="小明"

但是仅仅语法树并不能知道数据库中是否存在student这张表,这张表是否有sex,name这两个字段,我们是否有权限修改这条记录等。语法树只能判断这条SQL的写法是否正确,不能确定这条SQL是否可以执行。

逻辑计划需要明确SQL语句中所涉及到的表,字段,表达式等是否有效。这个的逻辑计划与在《数据库系统实现》等书中描述的逻辑查询计划不同。逻辑查询计划将SQL语句直接转为可运算的关系表达式。在OceanBase中,逻辑计划则只是查找或生成涉及到的表的ID,涉及字段的ID,涉及表达式的ID等,逻辑计划是不可运算的。

二、逻辑计划包含哪些内容?

简单来说,逻辑计划要弄清楚,这条SQL可以分解为几条stmt,每条stmt包含了哪些表,字段和表达式。在此基础上,如果是insert的Stmt,要加上设置哪些值;如果是update的stmt,要加上需要更新的列和对应的值,等等。

在一个逻辑计划中,每一个查询有一个唯一标识qid,每一张表有一个唯一的标识tid,每一个列有一个唯一的标识cid,每一个表达式有一个唯一的标识eid

来看OceanBase中的逻辑计划的结构(省略无关方法和变量).

<code> <span>class</span> ObLogicalPlan
    {
      <span>//...  </span>
      oceanbase::common::ObVector<obstmt> stmts_; <span>//存储该逻辑计划的所有stmt</span>
      oceanbase::common::ObVector<obsqlrawexpr> exprs_; <span>//逻辑计划的所有表达式</span>
      oceanbase::common::ObVector<obrawexpr> raw_exprs_store_;<span>//存储逻辑计划的所有表达式</span>
      uint64_t  new_gen_tid_;<span>//用于生成新的tid</span>
      uint64_t  new_gen_cid_;<span>//用于生成新的cid</span>
      uint64_t  new_gen_qid_;<span>//用于生成新的qid</span>
      uint64_t  new_gen_eid_;<span>//用于生成新的eid</span>
    };
</obrawexpr></obsqlrawexpr></obstmt></code>
Copy after login

oceanbase::common::ObVector是OceanBase中自己实现的泛型容器之一,作用与STL的vector相同。
stmts_存储该逻辑计划的所有stmt;
raw_exprs_store_仅仅用于存储表达式,exprs_则引用raw_exprs_store_中的内容。
new_gen_tid_等4个变量是用来生成新的标识时使用,一个逻辑是可以用多个tid,多个cid,多个eid,多个qid的。这些标识分布于存储的stmt和表达式中

注:stmt实在不知道中文该怎么称呼,就不改中文名了。

2.1 逻辑计划中表的定义

<code>
<span>struct</span> TableItem
{
    uint64_t    table_id_;
    common::ObString    table_name_;
    common::ObString    alias_name_;
    TableType   type_;

    uint64_t     ref_id_;
};
</code>
Copy after login

table_id_唯一标识一个关系表,其类型分为基本表,引用表和子查询关系。
对同一个实体表,ref_id_table_id_相同; 如果是一个引用别名的表,则table_id_是新生成的,ref_id_与这个表真正的table_id_相同;如果是一个子查询,则table_id_是新生成的,ref_id_是对子查询的引用。

对同一个实体表,它在所有线程使用的table_id_都是相同的;如果是生成的标识,则仅在该线程会话期间是唯一的。

2.2 逻辑计划中列的定义

<code><span>struct</span> ColumnItem
{
    uint64_t    column_id_;
    common::ObString    column_name_;
    uint64_t    table_id_;
    uint64_t    query_id_;

    <span>bool</span>        is_name_unique_;
    <span>bool</span>        is_group_based_;

    common::ObObjType     data_type_;
};
</code>
Copy after login

column_id_唯一标识一个列,table_id_query_id_为该列所属的关系表和stmt。is_name_unique_仅用在解析逻辑计划期间,标记该列的名称是否在所有表的字段中都是唯一的。is_group_based_标记该列是否用于分组。data_type_标识该列的数据类型。

2.3 逻辑计划中的表达式的定义

逻辑计划的中表达式有多种类型,其基类为ObRawExpr.包括两个成员变量,type_表示表达式的类型,result_type_表示表达式值的类型。

<code> <span>class</span> <span>ObRawExpr</span>
 <span>{
 <span>//省略其他方法
 <span>private</span>:<span>
    ObItemType  type_</span></span>;
    <span><span>common</span>:<span>:ObObjType result_type_</span></span>;
 <span>}</span></span>
</code>
Copy after login

表达式分为常量表达式, 一元引用表达式,二元引用表达式,一元操作符表达式,二元操作符表达式,三元操作符表达式,多元操作符表达式,case操作符表达式,聚集函数表达式,系统函数表达式,SQL原生表达式等。继承关系如下。

<code>namespace sql
{
     <span>//原生表达式基类</span>
    class ObRawExpr
    <span>//常量表达式</span>
    class ObConstRawExpr        : <span>public</span> ObRawExpr
    //一元引用表达式
    <span>class</span> ObUnaryRefRawExpr     : <span>public</span> ObRawExpr
    //二元引用表达式
    <span>class</span> ObBinaryRefRawExpr    : <span>public</span> ObRawExpr
    //一元操作符表达式
    <span>class</span> ObUnaryOpRawExpr      : <span>public</span> ObRawExpr
    //二元操作符表达式
    <span>class</span> ObBinaryOpRawExpr     : <span>public</span> ObRawExpr
     //三元操作符表达式
    <span>class</span> ObTripleOpRawExpr     : <span>public</span> ObRawExpr
    //多元操作符表达式
    <span>class</span> ObMultiOpRawExpr      : <span>public</span> ObRawExpr
    //<span>case</span>操作符表达式
    <span>class</span> ObCaseOpRawExpr       : <span>public</span> ObRawExpr
    //聚集函数表达式
    <span>class</span> ObAggFunRawExpr       : <span>public</span> ObRawExpr
    //系统函数表达式
    <span>class</span> ObSysFunRawExpr       : <span>public</span> ObRawExpr
    //SQL原生表达式
    <span>class</span> ObSqlRawExpr          : <span>public</span> ObRawExpr
 };

 class ObRawExpr
 {

 };
</code>
Copy after login

在ObLogicalPlan中,存储使用的是vector<obrawexpr></obrawexpr>,使用时转为vector<obsqlrawexpr></obsqlrawexpr>.

2.4 逻辑计划中的Stmt的定义

Stmt表示一个单独的查询所包含的内容,一个逻辑计划可以包含多个Stmt.

<code>   <span><span>class</span> <span><em>ObStmt</em></span></span>
    {
    <span>/*省略部分内容...*/</span>
    <span>protected:</span>
      <span>common:</span><span>:ObVector<tableitem></tableitem></span>    table_items<span>_</span>;
      <span>common:</span><span>:ObVector<columnitem></columnitem></span>   column_items<span>_</span>;

    <span>private:</span>
      <span>StmtType</span>  type<span>_</span>;
      uint64_t  query_id<span>_</span>;
      <span>//uint</span>64_t  where_expr_id<span>_</span>;
      <span>common:</span><span>:ObVector<uint64_t></uint64_t></span>     where_expr_ids<span>_</span>;

    };
</code>
Copy after login

Stmt包括了一个查询所有的表table_items_,列column_items_,表达式where_expr_ids_和一个唯一的查询标识query_id_。注意这里存储的只有表达式的id,而不是表达式的实际内容。

从上述的定义总结来看,一个逻辑计划拥有多条查询实例Stmt和多个表达式,一个查询实例Stmt包含了多个表和多个列及所需表达式的引用。表,列,表达式,查询实例都有唯一的标识符进行标记。

ObLogicalPlan
----ObStmt : 1...n
--------TableItem : 0...n
--------ColnumItem : 0...n
--------expr_id_ref : 0...n
----ObRawExpr : 0...n

三、 如何制定逻辑计划?

3.1 reslove系列解析函数

制定逻辑计划的源码在build_plan.h和build_plan.cpp中,在OceanBase0.4中,则增加了dml_build_plan.h和dml_build_plan.cpp。制定逻辑对外提供的接口只有两个,解析函数resolove和销毁函数destroy_plan,其他的为自用,可以浏览下其函数声明及用途,基本的结构就是这样,因为目前OceanBase中支持的SQL语句不多,相应的解析函数也比较少,还有一些没有完成,可以想见未来还会添加更多的函数。

<code><span>//解析多重查询</span>
<span>int</span> resolve_multi_stmt(ResultPlan* result_plan, ParseNode* node)
<span>//解析独立表达式</span>
<span>int</span> resolve_independ_expr()
<span>//解析and表达式</span>
<span>int</span> resolve_and_exprs()
<span>//解析表达式</span>
<span>int</span> resolve_expr()
<span>//解析聚集函数</span>
<span>int</span> resolve_agg_func()
<span>//解析join表连接</span>
<span>int</span> resolve_joined_table()
<span>//解析表</span>
<span>int</span> resolve_table()
<span>//解析from子句</span>
<span>int</span> resolve_from_clause()
<span>//解析列</span>
<span>int</span> resolve_table_columns()
<span>//解析*</span>
<span>int</span> resolve_star()
<span>//解析select的投影列表</span>
<span>int</span> resolve_select_clause()
<span>//解析where子句</span>
<span>int</span> resolve_where_clause()
<span>//解析group by子句</span>
<span>int</span> resolve_group_clause()
<span>//解析having子句</span>
<span>int</span> resolve_having_clause()
<span>//解析order子句</span>
<span>int</span> resolve_order_clause()
<span>//解析limit子句</span>
<span>int</span> resolve_limit_clause()
<span>//解析select查询</span>
<span>int</span> resolve_select_stmt()
<span>//解析delete查询</span>
<span>int</span> resolve_delete_stmt()
<span>//解析insert的插入列</span>
<span>int</span> resolve_insert_columns()
<span>//解析intsert查询的插入值</span>
<span>int</span> resolve_insert_values()
<span>//解析insert查询</span>
<span>int</span> resolve_insert_stmt()
<span>//解析update查询</span>
<span>int</span> resolve_update_stmt()
<span>//解析函数。对外提供</span>
<span>int</span> resolve(ResultPlan* result_plan, ParseNode* node)
<span>//销毁函数,对外提供</span>
<span>extern</span> <span>void</span> destroy_plan(ResultPlan* result_plan)
</code>
Copy after login

resolve函数根据语法树node的类型调用不同的查询解析实例。以下是部分代码摘抄:

<code><span>int</span> resolve(ResultPlan* result_plan, ParseNode* node)
{
   <span>/*...*/</span>

  uint64_t query_id = OB_INVALID_ID;
  <span>if</span> (ret == OB_SUCCESS && node != NULL)
  {
    <span>switch</span> (node->type_)
    {
      <span>case</span> T_STMT_LIST:
      {
        ret = resolve_multi_stmt(result_plan, node);
        <span>break</span>;
      }
      <span>case</span> T_SELECT:
      {
        ret = resolve_select_stmt(result_plan, node, query_id);
        <span>break</span>;
      }
      <span>case</span> T_DELETE:
      {
        ret = resolve_delete_stmt(result_plan, node, query_id);
        <span>break</span>;
      }
      <span>case</span> T_INSERT:
      {
        ret = resolve_insert_stmt(result_plan, node, query_id);
        <span>break</span>;
      }
      <span>case</span> T_UPDATE:
      {
        ret = resolve_update_stmt(result_plan, node, query_id);
        <span>break</span>;
      }
      <span>default</span>:
        ret = OB_ERROR;
        <span>break</span>;
    };
  }
  <span>return</span> ret;
}
<span>int</span> resolve_update_stmt(ResultPlan* result_plan, ParseNode* node, uint64_t& query_id)
{
  <span>int</span>& ret = result_plan->err_stat_.err_code_ = OB_SUCCESS;
  uint64_t table_id = OB_INVALID_ID;

  query_id = OB_INVALID_ID;

  ObLogicalPlan* logical_plan  logical_plan = <span>new</span>(logical_plan) ObLogicalPlan(name_pool);

  result_plan->plan_tree_ = logical_plan;


  update_stmt = <span>new</span>(update_stmt) ObUpdateStmt(name_pool);

  query_id = logical_plan->generate_query_id();
  <span>//为update_stmt设置新的标识qid</span>
  update_stmt->set_query_id(query_id);

  logical_plan->add_query(update_stmt);

  ParseNode* table_node = node->children_[<span>0</span>];
  <span>//解析表  </span>
  ret = resolve_table(result_plan, update_stmt, table_node, table_id);

  update_stmt->set_update_table(table_id);

  ParseNode* assign_list = node->children_[<span>1</span>];

  uint64_t ref_id;
  ColumnItem *column_item = NULL;
  <span>//解析要更新的列表,如:update student set sex="M",grade="2" where name = "xiaoming";</span>
  <span>for</span> (int32_t i = <span>0</span>; ret == OB_SUCCESS && i num_child_; i++)
  {
      ParseNode* assgin_node = assign_list->children_[i];

      <span>/* resolve target column */</span>
      ParseNode* column_node = assgin_node->children_[<span>0</span>];

      ObString column_name;
            column_name.assign_ptr(
                (<span>char</span>*)(column_node->str_value_), 
                <span>static_cast</span><int32_t>(<span>strlen</span>(column_node->str_value_))
                );
      <span>//1 根据列名获取列</span>
      column_item = update_stmt->get_column_item(NULL, column_name);
      <span>//2 解析列到vector<columnitem></columnitem></span>
      ret = update_stmt->add_column_item(*result_plan, column_name, NULL, &column_item);
      <span>//3 增加列引用到update_stmt  </span>
      ret = update_stmt->add_update_column(column_item->column_id_);

            <span>/* resolve new value expression */</span>
      <span>//4 解析值表达式</span>
      ParseNode* expr = assgin_node->children_[<span>1</span>];
      ret = resolve_independ_expr(result_plan, update_stmt, expr, ref_id, T_UPDATE_LIMIT);
      <span>//5 添加值表达式引用到update_stmt</span>
      ret = update_stmt->add_update_expr(ref_id)
  }
  <span>//解析where子句</span>
  ret = resolve_where_clause(result_plan, update_stmt, node->children_[<span>2</span>]);

  <span>return</span> ret;
}
</int32_t></code>
Copy after login

我们仍旧以update语句为例。上面是根据源代码整理的逻辑,不是源码,主要是为了理清思路。

  1. 首先是创建一个新的查询update_stmt,并为其生成一个独立的查询标识qid
  2. 解析语句中的表,并将表的标识tid添加到update_stmt的引用列表
  3. 利用for循环逐个解析要更新的列-值对:
    (1). 根据列名获取列;
    (2). 将该列存储到update_stmtvector<columnitem></columnitem>中,并将列引用id添加到update_stmt的更新列列表ObArray<uint64_t> update_columns_</uint64_t>中;
    (3). 解析值表达式;
    (4). 将值表达式引用id添加到更新值列表ObArray<uint64_t> update_exprs_</uint64_t>中去;
  4. 解析where子句.

3.2 如何解析表和列?

通过上面我们知道,逻辑计划的解析的一个重要内容就是要确定查询stmt,表,列,表达式的标识.查询和表达式的标识id都可以在解析的时候生成。因为这两项不是线程共有的,但是表和列是持久的数据,可以跨线程使用同样的id。这些表和列的信息由谁来管理?

3.2.1 使用Schema

追根溯源,你会发现实体表和列的id是在ob_schema.cpp中获取的。什么是schema?schema就是数据库对象的一个集合。网上有一个很形象的比喻,我稍微做了点改动:

什么是Database,什么是Schema,什么是Table,什么是列,什么是行,什么是User?我们可以可以把Database看作是一个大仓库,仓库分了很多很多的房间,Schema就是其中的房间,一个Schema代表一个房间,Table可以看作是每个Schema中的柜子,行和列就是柜子中的格子。User就是房间的主人。

OceanBase要求schema强类型约束,也就是要预先定义好schema。这样可以方便的进行各种online ddl操作。

OceanBase的表和列信息存储在Schema的一个hash_map中。关于Schema 以后再深入了解。

四、总结

制定逻辑计划,最关键的是要理解逻辑计划的设计目标,其中最主要的内容就是确定逻辑计划中使用到的查询Stmt,表,列,表达式,并为它们生成或设置唯一标识,确保在同一个逻辑计划中是不相同的。制定逻辑计划的函数只要是reslove系列函数。而表和列的信息存储在Schema中一个hash_map中。


欢迎光临我的网站----我的博客园----我的CSDN。
如果阅读本文过程中有任何问题,请联系作者

source:php.cn
Statement of this Website
The content of this article is voluntarily contributed by netizens, and the copyright belongs to the original author. This site does not assume corresponding legal responsibility. If you find any content suspected of plagiarism or infringement, please contact admin@php.cn
Popular Tutorials
More>
Latest Downloads
More>
Web Effects
Website Source Code
Website Materials
Front End Template