10.2　只读事务

只读事务（SELECT语句），经过词法分析、语法分析，预处理后，转化为逻辑查询计划和物理查询计划。以SQL语句select c1，c2 from t1 where id=1 group by c1 order by c2为例，MergeServer收到该语句后将调用ObSql类的静态方法direct_execute，执行步骤如下：

1）调用flex、bison解析SQL语句生成一个语法树。

2）解析语法树，生成逻辑执行计划ObSelectStmt。ObSelectStmt结构中记录了SQL语句扫描的表格名（t1），投影列（c1，c2），过滤条件（id=1），分组列（c1）以及排序列（c2）。

3）根据逻辑执行计划生成物理执行计划。ObSelectStmt只是表达了一种意图，但并不知道实际如何执行，ObTransformer类的generate_physical_plan将ObSelectStmt转化为物理执行计划。

逻辑查询计划的改进以及物理查询计划的选择，即查询优化器，是关系数据库最难的部分，OceanBase目前在这一部分的工作不多。因此，本节不会涉及太多关于如何生成物理查询计划的内容，下面仅以两个例子说明OceanBase的物理查询计划。

例10-1　假设有一个单表SQL语句如图10-2所示。

图　10-2　单表物理查询计划示例

单表SQL语句执行过程如下：

1）调用TableScan操作符，读取子表t1中的数据，该操作符还将执行投影（Project）和过滤（Filter），返回的结果只包含c3=10的数据行，且每行只包含c1、c2、c3三列。

2）调用HashGroupBy操作符（假设采用基于哈希的分组算法），按照c1对数据分组，同时计算每个分组内c2列的总和。

3）调用Filter操作符，过滤分组后生成的结果，只返回上一层sum（c2）＞=10的行。

4）调用Sort操作符将结果按照c1排序。

5）调用Project操作符，只返回c1和sum（c2）这两列数据。

6）调用Limit操作符执行分页操作，只返回前20条数据。

例10-2　假设有一个需要联表的SQL语句如图10-3所示。

图　10-3　多表物理查询计划示例

多表SQL语句执行过程如下：

1）调用TableScan分别读取t1和t2的数据。对于t1，使用条件c3=10对结果进行过滤，t1和t2都只需要返回c1，c2，c3这三列数据。

2）假设采用基于排序的表连接算法，t1和t2分别按照t1.c2和t2.c2排序后，调用Merge Join运算符，以t1.c2=t2.c2为条件执行等值连接。

3）调用HashGroupBy运算符（假设采用基于哈希的分组算法），按照t1.c1对数据分组，同时计算每个分组内t2.c3列的总和。

4）调用Filter运算符，过滤分组后的生成的结果，只返回上一层sum（t2.c3）＞=10的行。

5）调用Sort操作符将结果按照t1.c1排序。

6）调用Project操作符，只返回t1.c1和sum（t2.c3）这两列数据。

7）调用Limit操作符执行分页操作，只返回前20条数据。

10.2.1　物理操作符接口

9.4.2节介绍一期分布式存储引擎中的迭代器接口为ObIterator，通过它，可以将读到的数据以cell为单位逐个迭代出来。然而，数据库操作总是以行为单位的，因此，二期实现数据库功能层时考虑将基于cell的迭代器修改为基于行的迭代器。

行迭代器接口如下：

//ObRow表示一行数据内容

class ObRow

{

public:

//根据表ID以及列ID获得指定cell

//@param[in]table_id表格ID

//@param[in]column_id列ID

//@param[out]cell读到的cell

int get_cell(const uint64_t table_id,const uint64_t column_id,ObObj*＆cell);

//获取第cell_idx个cell

int raw_get_cell(const int64_t cell_idx,const ObObj*＆cell,uint64_t＆table_id，

uint64_t＆column_id);

//获取本行的列数

int64_t get_column_num()const;

};

每一行数据（ObRow）包括多个列，每个列的内容包括所在的表ID（table_id），列ID（column_id）以及列内容（cell）。ObRow提供两种访问方式：根据table_id和column_id随机访问某个列，以及根据列下标（cell_idx）获取某个指定列。

物理运算符接口如下：

//物理运算符接口

class ObPhyOperator

{

public:

//添加子运算符，所有非叶子节点物理运算符都需要调用该接口

virtual int set_child(int32_t child_idx,ObPhyOperator＆child_operator);

//打开物理运算符。申请资源，打开子运算符等

virtual int open()=0;

//关闭物理运算符。释放资源，关闭子运算符等

virtual int close()=0;

//获得下一行数据内容

//@param[out]row下一行数据内容的引用

//@return返回码，包括成功、迭代过程中出现错误以及迭代完成

virtual int get_next_row(const ObRow*＆row)=0;

};

ObPhyOperator每次获取一行数据，使用方法如下：

ObPhyOperator rootoperator=root_operator;//根运算符

root_operator-＞open();

ObRow*row=NULL;

while(OB_SUCCESS==root_operator-＞get_next_row(row))

{

Output(row);//输出本行

}

root_operator-＞close();

为什么ObPhyOperator类中有一个set_child接口呢？这是因为所有的物理运算符构成一个树，每个物理运算的输出结果都可以认为是一个临时的二维表，树中孩子节点的输出总是作为它的父亲节点的输入。例10-1中，叶子节点为一个TableScan类型的物理运算符（称为table_scan_op），它的父亲节点为一个HashGroupBy类型的物理运算符（称为hash_group_by_op），接下来依次为Filter类型物理运算符filter_op,Sort类型物理运算符sort_op,Project类型物理运算符project_op,Limit类型物理运算符limit_op。其中，limit_op为根运算符。那么，生成物理运算符时将执行如下语句：

limit_op-＞set_child(0，project_op);

project_op-＞set_child(0，sort_op);

sort_op-＞set_child(0，filter_op);

filter_op-＞set_child(0，hash_group_by_op);

hash_group_by_op-＞set_child(0，table_scan_op);

root_op=limit_op;

SQL最终执行时，只需要迭代root_op（即limit_op）就能够把需要的数据依次迭代出来。limit_op发现前一批数据迭代完成则驱动下层的project_op获取下一批数据，project_op发现前一批数据迭代完成则驱动下层的sort_op获取下一批数据。以此类推，直到最底层的table_scan_op不断地从原始表t1中读取数据。