【MySQL·8.0·源码】MySQL 语法树基础知识

基础

我们都知道 SQL 语句经过词法分析器时，识别扫描输入的 SQL 语句，将关键词、标识符、常量等分解转换成独立的 tokens，进一步在语法分析阶段根据语法规则检查 tokens 序列的结构并不断 shift 、reduce 构建成 SQL 语法解析树。

在 MySQL 中，撇去解析树构建过程中的结构，最终生成语法树最重要的两个结构就是 Query_expression 和 Query_block，

Query_expression 对应 <query expression> 用于描述查询表达式

(SELECT column1 FROM table1 WHERE condition1)
UNION
(SELECT column2 FROM table2 WHERE condition2);

Query_block 则对应 <query specification> 用以描述查询规范或定义，表示一个 SELECT 主体部分，通常包括查询的各个组成部分，例如要选择的列、查询的表、过滤条件等。

SELECT
  [DISTINCT | ALL] select_list
FROM
  table_reference
[WHERE
  search_condition]
[GROUP BY
  grouping_column_reference,...]
[HAVING
  search_condition]
[ORDER BY
  order_column_reference [ASC | DESC],...];

SQL 表达式可能是一条简单的 SELECT：
select * from t1;

也可能是多条 SELECT 的代数运算，例如: UNION、INTERSET 或者 EXCEPT 运算。
select * from t1 union select * from t2 union select * from t3 order by 1;

所以 Query_expression 的数据结构中主要维护的是表达式或者语句之间关系

class Query_expression {
  Query_expression *next;
  Query_expression **prev;
  Query_block *master;
  Query_block *slave;
}

而 Query_block 代表的是某条具体的 SQL，所以SELECT 语句中的所有 Clause 都在 Query_block 中

• <select list>
• <table expression>、<from clause>、<table reference>
• <where clause>
• <group by clause>
• <having clause>
• <order by clause>
• <rollup clause>
• …

class Query_block : public Query_term
    mem_root_deque<Item*> fields;
    SQL_I_List<Table_ref> m_table_list;
    Item *m_where_cond;
    Item *m_having_cond;
    SQL_I_List<ORDER> order_list;
    SQL_I_List<ORDER> group_list;
    Item *select_limit;
    Item *offset_limit;
    Prealloced_array<Item_rollup_group_item*, 4> rollup_group_items;
    Prealloced_array<Item_rollup_sum_switcher*, 4> rollup_sums;
    LEX *parent_lex;
    Query_block *next;
    Query_expression *master;
    Query_expression *slave;
    Query_block *link_next;
    Query_block **link_prev;
    Query_result *m_query_result;
}

一些常见 SQL 语法树中 Query_expression 和 Query_bloack 之间的关系可以阅读【MySQL·8.0·源码】MySQL 语法树结构

Item

从上面的 Query_block 中的各个子句上看到大量的 Item 结构
MySQL 源码使用一个 Item 基类来表示在关系查询中出现的任意类型的 expression (表达式)

• 从类的继承关系角度来看，下面一些常见的继承 Item 的子类

  class Item
  	+--Item_row
  	+--Item_basic_constant
       +--Item_num
          +--Item_int
          +--Item_decimal
          +--Item_float
       +--Item_null
       +--Item_string
       +--Item_json
       +--..
  	+--Item_ident
       +--Item_field
       +--Item_ref
  	+--Item_param
  	+--Item_result_field
       +--Item_subselect
          +--Item_singlerow_subselect
          +--Item_exists_subselect
       +--Item_func
          +--Item_str_func
          +--Item_sum
          +--Item_timeval_func
          +--...
    +--...
  

• 从 SQL 语句各表达式的角度来看

  • lieral（constant）values 字面值、常量值
  • <column references> 列引用
  • <variable references> 变量引用
  • 表达式
    • <predicates> 谓词表达式
      • <comparison predicate> 比较谓词
      • <between predicate>
      • <in predicate>
      • <like predicate>
      • <exists predicate>
      • <match predicate>
      • …
    • <numeric value function>和<string value function>算术和字符串函数
    • <row value expressiion>行对象
    • <mathod reference>函数引用
    • <subquery>子查询
    • …

常见表达式对应的 Item

• <select list>

   class Query_block : public Query_term
      mem_root_deque<Item*> fields;
  

  Q1:

  select c1,c2,c3 from t1;
  

  

  Q2:

  select c1+3, "joy", max(c2) from t1;
  

  

• <where clause>

  select * from t1 where c1 > 20 and c1 <= 30 or c1 + c2 > c3;
  

  

• <group by clause>

  SELECT c1, c2, COUNT(*) AS count_rows
  FROM t1
  GROUP BY c1, c2;
  

  

• <rollup clause>

  select * from t1 group by c1 with rollup;
  

  

• <having clause>

  select c1, sum(c2) as total from t1 group by c1 having total < 5;
  

  

• <order by clause>

  select * from t1 order by c1, c2 desc;
  

  

• <subquery>

select * from t1 where c1 in (select c2 from t2);

SELECT *
FROM t1
WHERE EXISTS (SELECT 1 FROM t2 WHERE t1.c1 = t2.c2);