PG:表訪問方法API如何進行順序掃描?
引言
PG中有很多方法檢索數(shù)據(jù)并返回給用戶。依賴于用戶的SQL語句,查詢計劃模塊生成最有方法以檢索請求的數(shù)據(jù)。順序掃描是用戶請求大量數(shù)據(jù)時或者當表沒有索引時使用的一種檢索方法(例如select * from tablename;);順序掃描方法由表的表訪問方法APIchuli,heap表訪問方法時當前版本中默認的方法。本文中,將會介紹表訪問方法API如何進行順序掃描。
PG中表訪問方法APIs
PG12中引入了可拔插表訪問方法,允許開發(fā)者重定義存儲/檢索表數(shù)據(jù)的方法。這個API包含42個函數(shù)。定義在tableam.h中,這些接口函數(shù)在typedef struct TableAmRoutine中。下面介紹關(guān)于順序掃描的routine,幫助開發(fā)這了解如何創(chuàng)建自己的表訪問方法。
順序掃描的調(diào)用棧
42個routines中很少由一個會被執(zhí)行器調(diào)用來完成順序掃描的請求。本節(jié)按調(diào)用順序描述這些接口。
relation_size
函數(shù)聲明:uint64 (*relation_size) (Relation rel, ForkNumberforkNumber);
Relation_size函數(shù)是第一個被調(diào)用的函數(shù),相對簡單。通過rel和forkNumber,返回對于文件的大學。默認heap表訪問方法會調(diào)用存儲管理器smgr,計算出對于表文件的頁數(shù),然后成語每個頁大小BLCKSZ默認8KB。如果不確定表和forknumber之間的關(guān)系,可以查詢網(wǎng)址https://www.highgo.ca/2020/10/23/free-space-mapping-file-in-details/了解更多信息。
返回的大小設(shè)置順序掃描的邊界。
slot_callbacks
函數(shù)聲明:const TupleTableSlotOps*(*slot_callbacks) (Relation rel);
下一步,執(zhí)行器需要找出此表訪問方法與哪一個tuple table slot(TTS)回調(diào)操作的集合兼容。TTS是routines集合,確保tuple存儲在執(zhí)行器和訪問方法之間兼容。執(zhí)行器執(zhí)行TTS回調(diào)以TupleTableSlot結(jié)構(gòu)傳輸tuple,該結(jié)構(gòu)執(zhí)行器可以認識。默認的heap訪問方法使用execTuples.c中定義的TTSOpsBufferHeapTuple來處理這個操作。
scan_begin
函數(shù)聲明:TableScanDesc (*scan_begin) (Relationrel,
Snapshotsnapshot,
int nkeys,struct ScanKeyData *key,
ParallelTableScanDesc pscan,
uint32flags);
現(xiàn)在可以開始掃描。這個函數(shù)是順序掃描的初始化函數(shù),將使用執(zhí)行器傳輸?shù)膮?shù)分配一個新的scan描述符。Scan描述符結(jié)構(gòu)的目的在于執(zhí)行順序掃描時進行跟蹤。例如,要跟蹤從哪里開始掃描,上次掃描塊號是什么時候,應(yīng)該回復掃描哪個塊,以及掃描了多少塊等等。一旦順序掃描完成,scan描述符會被銷毀。
執(zhí)行器希望接口返回指向TableScanDesc結(jié)構(gòu)的指針。
scan_getnextslot
函數(shù)聲明:bool (*scan_getnextslot) (TableScanDescscan,
ScanDirection direction,
TupleTableSlot *slot);
這個函數(shù)是順序掃描的主要函數(shù),從buffer管理器中獲取一個tuple,轉(zhuǎn)換成TTS格式并將它存儲到slot指針中。每次調(diào)用返回一個tuple。如果表由1000個tuple,這個函數(shù)會調(diào)用1000次。返回true表示需要再次調(diào)用獲取下一個tuple,返回false表示獲取了所有元組,不用再調(diào)用這個函數(shù)了。
通常情況下順序掃描以per-page模式進行工作。也就是說從buffer管理器中加載并讀入一個block到內(nèi)存,然后從這個頁中一個元組一個元組地進行返回,獲取完一頁,再加載另一頁進行掃描。
Scan描述符起著重要作用,因為這個結(jié)構(gòu)體中存有大量控制信息,調(diào)用scan_getnextslot會更新。
scan_end
函數(shù)聲明:void (*scan_end) (TableScanDesc scan);
順序掃描調(diào)用的最后一個函數(shù),用于清理scan描述符。此時執(zhí)行器已經(jīng)通過順序掃描方法獲取了所有元組信息。
準備返回的數(shù)據(jù)
現(xiàn)在執(zhí)行器通過表訪問方法掃描了所有元組,需要進入過濾流程決定哪些元組符合返回的條件(例如使用WHERE限制掃描結(jié)果)。由execScan.c中的for循環(huán)在每個TTS上執(zhí)行ExecQual,最終結(jié)果發(fā)送給用戶。
總結(jié)
流程圖如下:
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