1
0
Fork 0
arangodb/arangod/Aql/ExecutionPlan.h

528 lines
22 KiB
C++

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// DISCLAIMER
///
/// Copyright 2014-2016 ArangoDB GmbH, Cologne, Germany
/// Copyright 2004-2014 triAGENS GmbH, Cologne, Germany
///
/// Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
/// you may not use this file except in compliance with the License.
/// You may obtain a copy of the License at
///
/// http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
///
/// Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
/// distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
/// WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
/// See the License for the specific language governing permissions and
/// limitations under the License.
///
/// Copyright holder is ArangoDB GmbH, Cologne, Germany
///
/// @author Jan Steemann
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#ifndef ARANGOD_AQL_EXECUTION_PLAN_H
#define ARANGOD_AQL_EXECUTION_PLAN_H 1
#include "Basics/Common.h"
#include "Aql/CollectOptions.h"
#include "Aql/ExecutionNode.h"
#include "Aql/ModificationOptions.h"
#include "Aql/Query.h"
#include "Aql/types.h"
#include "Basics/json.h"
namespace arangodb {
namespace aql {
class Ast;
struct AstNode;
class CalculationNode;
class CollectNode;
class ExecutionNode;
class ExecutionPlan {
public:
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create the plan
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
explicit ExecutionPlan(Ast*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief destroy the plan, frees all assigned nodes
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
~ExecutionPlan();
public:
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create an execution plan from an AST
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
static ExecutionPlan* instantiateFromAst(Ast*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief process the list of collections in a VelocyPack
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
static void getCollectionsFromVelocyPack(Ast* ast,
arangodb::velocypack::Slice const);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create an execution plan from VelocyPack
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
static ExecutionPlan* instantiateFromVelocyPack(
Ast* ast, arangodb::velocypack::Slice const);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief clone the plan by recursively cloning starting from the root
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionPlan* clone();
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create an execution plan identical to this one
/// keep the memory of the plan on the query object specified.
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionPlan* clone(Query const&);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief export to JSON, returns an AUTOFREE Json object
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
arangodb::basics::Json toJson(Ast* ast, TRI_memory_zone_t* zone,
bool verbose) const;
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief export to VelocyPack
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
std::shared_ptr<arangodb::velocypack::Builder> toVelocyPack(Ast*, bool) const;
void toVelocyPack(arangodb::velocypack::Builder&, Ast*, bool) const;
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief check if the plan is empty
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
inline bool empty() const { return (_root == nullptr); }
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief note that an optimizer rule was applied
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
inline void addAppliedRule(int level) { _appliedRules.emplace_back(level); }
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief get a list of all applied rules
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
std::vector<std::string> getAppliedRules() const;
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief return the next value for a node id
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
inline size_t nextId() { return ++_nextId; }
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief get a node by its id
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* getNodeById(size_t id) const;
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief check if the node is the root node
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
inline bool isRoot(ExecutionNode const* node) const { return _root == node; }
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief get the root node
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
inline ExecutionNode* root() const {
TRI_ASSERT(_root != nullptr);
return _root;
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief set the root node
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
inline void root(ExecutionNode* node, bool force = false) {
if (!force) {
TRI_ASSERT(_root == nullptr);
}
_root = node;
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief invalidate all cost estimations in the plan
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
inline void invalidateCost() {
TRI_ASSERT(_root != nullptr);
return _root->invalidateCost();
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief get the estimated cost . . .
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
inline double getCost() {
TRI_ASSERT(_root != nullptr);
size_t nrItems;
return _root->getCost(nrItems);
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief returns true if a plan is so simple that optimizations would
/// probably cost more than simply executing the plan
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
bool isDeadSimple() const;
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief show an overview over the plan
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#ifdef ARANGODB_ENABLE_MAINTAINER_MODE
void show();
#endif
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief get the node where variable with id <id> is introduced . . .
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* getVarSetBy(VariableId id) const {
auto it = _varSetBy.find(id);
if (it == _varSetBy.end()) {
return nullptr;
}
return (*it).second;
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief find nodes of a certain type
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
std::vector<ExecutionNode*> findNodesOfType(ExecutionNode::NodeType,
bool enterSubqueries);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief find nodes of a certain types
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
std::vector<ExecutionNode*> findNodesOfType(
std::vector<ExecutionNode::NodeType> const&, bool enterSubqueries);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief find all end nodes in a plan
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
std::vector<ExecutionNode*> findEndNodes(bool enterSubqueries) const;
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief check linkage
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#if 0
void checkLinkage();
#endif
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief determine and set _varsUsedLater and _valid and _varSetBy
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void findVarUsage();
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief determine if the above are already set
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
bool varUsageComputed() const;
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief determine if the above are already set
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void setVarUsageComputed() { _varUsageComputed = true; }
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief flush var usage calculation
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void clearVarUsageComputed() { _varUsageComputed = false; }
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief static analysis
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void planRegisters() { _root->planRegisters(); }
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief unlinkNodes, note that this does not delete the removed
/// nodes and that one cannot remove the root node of the plan.
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void unlinkNodes(std::unordered_set<ExecutionNode*> const& toUnlink);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief unlinkNode, note that this does not delete the removed
/// node and that one cannot remove the root node of the plan.
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void unlinkNode(ExecutionNode*, bool = false);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief add a node to the plan, will delete node if addition fails and
/// throw an exception, in addition, the pointer is set to nullptr such
/// that another delete does not hurt
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* registerNode(ExecutionNode*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief replaceNode, note that <newNode> must be registered with the plan
/// before this method is called, also this does not delete the old
/// node and that one cannot replace the root node of the plan.
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void replaceNode(ExecutionNode* oldNode, ExecutionNode* newNode);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief insert <newNode> as a new (the first!) dependency of
/// <oldNode> and make the former first dependency of <oldNode> a
/// dependency of <newNode> (and no longer a direct dependency of
/// <oldNode>).
/// <newNode> must be registered with the plan before this method is called.
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void insertDependency(ExecutionNode* oldNode, ExecutionNode* newNode);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief get ast
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
inline Ast* getAst() const { return _ast; }
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief creates an anonymous calculation node for an arbitrary expression
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* createTemporaryCalculation(AstNode const*, ExecutionNode*);
private:
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief creates a calculation node
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* createCalculation(Variable*, Variable const*, AstNode const*,
ExecutionNode*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief get the subquery node from an expression
/// this will return a nullptr if the expression does not refer to a subquery
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
SubqueryNode* getSubqueryFromExpression(AstNode const*) const;
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief get the output variable from a node
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
Variable const* getOutVariable(ExecutionNode const*) const;
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief creates an anonymous COLLECT node (for a DISTINCT)
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
CollectNode* createAnonymousCollect(CalculationNode const*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create modification options from an AST node
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ModificationOptions createModificationOptions(AstNode const*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create COLLECT options from an AST node
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
CollectOptions createCollectOptions(AstNode const*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief adds "previous" as dependency to "plan", returns "plan"
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* addDependency(ExecutionNode*, ExecutionNode*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create an execution plan element from an AST FOR node
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* fromNodeFor(ExecutionNode*, AstNode const*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create an execution plan element from an AST TRAVERAL node
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* fromNodeTraversal(ExecutionNode*, AstNode const*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create an execution plan element from an AST FILTER node
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* fromNodeFilter(ExecutionNode*, AstNode const*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create an execution plan element from an AST LET node
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* fromNodeLet(ExecutionNode*, AstNode const*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create an execution plan element from an AST SORT node
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* fromNodeSort(ExecutionNode*, AstNode const*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create an execution plan element from an AST COLLECT node
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* fromNodeCollect(ExecutionNode*, AstNode const*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create an execution plan element from an AST COLLECT node, COUNT
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* fromNodeCollectCount(ExecutionNode*, AstNode const*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create an execution plan element from an AST COLLECT node,
/// AGGREGATE
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* fromNodeCollectAggregate(ExecutionNode*, AstNode const*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create an execution plan element from an AST LIMIT node
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* fromNodeLimit(ExecutionNode*, AstNode const*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create an execution plan element from an AST RETURN node
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* fromNodeReturn(ExecutionNode*, AstNode const*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create an execution plan element from an AST REMOVE node
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* fromNodeRemove(ExecutionNode*, AstNode const*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create an execution plan element from an AST INSERT node
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* fromNodeInsert(ExecutionNode*, AstNode const*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create an execution plan element from an AST UPDATE node
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* fromNodeUpdate(ExecutionNode*, AstNode const*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create an execution plan element from an AST REPLACE node
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* fromNodeReplace(ExecutionNode*, AstNode const*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create an execution plan element from an AST UPSERT node
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* fromNodeUpsert(ExecutionNode*, AstNode const*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create an execution plan from an abstract syntax tree node
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* fromNode(AstNode const*);
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief create an execution plan from JSON
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* fromJson(arangodb::basics::Json const& Json);
private:
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief map from node id to the actual node
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
std::unordered_map<size_t, ExecutionNode*> _ids;
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief root node of the plan
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* _root;
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief get the node where a variable is introducted.
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
std::unordered_map<VariableId, ExecutionNode*> _varSetBy;
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief which optimizer rules were applied for a plan
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
std::vector<int> _appliedRules;
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief flag to indicate whether the variable usage is computed
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
bool _varUsageComputed;
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief auto-increment sequence for node ids
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
size_t _nextId;
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief the ast
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
Ast* _ast;
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief whether or not the next LIMIT node will get its fullCount attribute
/// set
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ExecutionNode* _lastLimitNode;
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/// @brief a lookup map for all subqueries created
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
std::unordered_map<VariableId, ExecutionNode*> _subqueries;
};
}
}
#endif