执行计划PlanExecutor

最新推荐文章于 2025-04-22 14:33:42 发布

baijiwei

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分类专栏： Mongodb 文章标签：查询引擎

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/baijiwei/article/details/78195766

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本文介绍MongoDB中PlanExecutor的工作原理，包括如何选择最优查询方案并执行。通过MultiPlanStage示例展示PlanRanker如何评估不同方案，以提高查询效率。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

PlanExecutor的主要作用是选出最佳的QuerySolution，并且执行该solution。
整个PlanExecutor 对象的结构如下图：

这里写图片描述

1. 生成PlanExecutor对象

 这里采用了工厂模式， PlanExecutor::make产生指定的PlanExecutor对象；

2. 选择最佳计划

从上图可见，这里分成4中情况：
SubplanStage, 主要是针对$or 的处理， CachedPlanStage是从Cache里得到的solution的处理阶段， 
MultiPlanStage以及普通的stage， 相关的代码都放在： src/mongo/db/exec 目录， 
根据stage的类型可以找到相关的代码。

Status PlanExecutor::pickBestPlan(YieldPolicy policy) {
    ...

    // First check if we need to do subplanning.
    PlanStage* foundStage = getStageByType(_root.get(), STAGE_SUBPLAN);
    if (foundStage) {
        SubplanStage* subplan = static_cast<SubplanStage*>(foundStage);
        return subplan->pickBestPlan(_yieldPolicy.get());
    }

    // If we didn't have to do subplanning, we might still have to do regular
    // multi plan selection...
    foundStage = getStageByType(_root.get(), STAGE_MULTI_PLAN);
    if (foundStage) {
        MultiPlanStage* mps = static_cast<MultiPlanStage*>(foundStage);
        return mps->pickBestPlan(_yieldPolicy.get());
    }

    foundStage = getStageByType(_root.get(), STAGE_CACHED_PLAN);
    if (foundStage) {
        CachedPlanStage* cachedPlan = static_cast<CachedPlanStage*>(foundStage);
        return cachedPlan->pickBestPlan(_yieldPolicy.get());
    }

    // Either we chose a plan, or no plan selection was required. In both cases,
    // our work has been successfully completed.
    return Status::OK();
}

我们以MultiPlanStage为例， 通过MultiPlanStage::pickBestPlan的得到最佳的Plan， 
PlanRanker::pickBestPlan会为每一个plan打分， 并且找到分数最高的一个。


Status MultiPlanStage::pickBestPlan(PlanYieldPolicy* yieldPolicy) {
    ...
        // 得到Candidate stage
        bool moreToDo = workAllPlans(numResults, yieldPolicy);
    ...


    std::unique_ptr<PlanRankingDecision> ranking(new PlanRankingDecision);
    _bestPlanIdx = PlanRanker::pickBestPlan(_candidates, ranking.get());

    CandidatePlan& bestCandidate = _candidates[_bestPlanIdx];
    std::list<WorkingSetID>& alreadyProduced = bestCandidate.results;
    const auto& bestSolution = bestCandidate.solution;

3. 执行计划的详情查询

每一个stage都会记录一些统计的数据，包含CommonStats，和该中类型特定的stats，例如， FetchStats，记录这些，主要是为了在explain命令或者stats 命令中使用。例如，我们可以看到某一次查询的一些详细信息： parsedQuery, winningPlan，executionStats 以及他们的详细信息，透过这些信息，我们可以知道当前的查询操作，我们是否使用索引，或者使用了那个索引；我们还可以知道我们最终得到的plan的执行的统计信息，例如，执行的时间，查询的文档，索引等。

"queryPlanner" : {
        "plannerVersion" : 1,
        "namespace" : "test.test",
        "indexFilterSet" : false,
        "parsedQuery" : {
            "key1" : {
                "$eq" : "value1"
            }
        },
        "winningPlan" : {
            "stage" : "FETCH",
            "inputStage" : {
                "stage" : "IXSCAN",
                "keyPattern" : {
                    "key1" : 1
                },
                "indexName" : "key1_1",
                "isMultiKey" : false,
                "isUnique" : false,
                "isSparse" : false,
                "isPartial" : false,
                "indexVersion" : 1,
                "direction" : "forward",
                "indexBounds" : {
                    "key1" : [
                        "[\"value1\", \"value1\"]"
                    ]
                }
            }
        },
        "rejectedPlans" : [ ]
    }，
    "executionStats" : {
        "executionSuccess" : true,
        "nReturned" : 1,
        "executionTimeMillis" : 0,
        "totalKeysExamined" : 1,
        "totalDocsExamined" : 1,
        "executionStages" : {
            "stage" : "FETCH",
            "nReturned" : 1,
            "executionTimeMillisEstimate" : 0,
            "works" : 2,
            "advanced" : 1,
            "needTime" : 0,
            "needYield" : 0,
            "saveState" : 0,
            "restoreState" : 0,
            "isEOF" : 1,
            "invalidates" : 0,
            "docsExamined" : 1,
            "alreadyHasObj" : 0,
            "inputStage" : {
                "stage" : "IXSCAN",
                "nReturned" : 1,
                "executionTimeMillisEstimate" : 0,
                "works" : 2,
                "advanced" : 1,
                "needTime" : 0,
                "needYield" : 0,
                "saveState" : 0,
                "restoreState" : 0,
                "isEOF" : 1,
                "invalidates" : 0,
                "keyPattern" : {
                    "key1" : 1
                },
                "indexName" : "key1_1",
                "isMultiKey" : false,
                "isUnique" : false,
                "isSparse" : false,
                "isPartial" : false,
                "indexVersion" : 1,
                "direction" : "forward",
                "indexBounds" : {
                    "key1" : [
                        "[\"value1\", \"value1\"]"
                    ]
                },
                "keysExamined" : 1,
                "dupsTested" : 0,
                "dupsDropped" : 0,
                "seenInvalidated" : 0
            }
        }
    }