PostgreSQL/GreenPlum Merge Inner Join解密

PostgreSQL/GreenPlum Merge Inner Join解密

1、什么是Merge Join

合并连接是一种匹配算法，其中外表的每个记录与内表的每个记录进行匹配，直到存在连接子句匹配的可能性为止。仅当两个表都已排序并且join子句的运算符是“=”时，才使用该算法。

如下图所示：merge join的字节点需要Sort节点对内外表进行排序，然后进行join。

2、Merge Inner Join状态机

状态机如下图所示：

EXEC_MJ_INITIALIZE_OUTER

该状态是初始状态，首先要从外表进行扫描。获取外表记录。根据外表扫描的记录进行判断：

1)外表为空，即扫描出来的记录为空，或者第一个join条件的左表值为NULL并且null排序后放在最后且为inner join，则结束join，返回NULL

2)左表值为NULL或者null排序后放在前面，则重新进入EXEC_MJ_INITIALIZE_OUTER状态，扫描左表

3)非上述两种条件，则进入EXEC_MJ_INITIALIZE_INNER状态，获取内表记录

EXEC_MJ_INITIALIZE_INNER

该状态下扫描内表。根据扫描的记录进行判断：

1)内表为空，即扫描出来的记录为空，或者第一个join条件的左表值为NULL并且null排序后放在最后且为inner join，则结束join，返回NULL

2)内表值为NULL或者null排序后放在前面，则重新进入EXEC_MJ_INITIALIZE_INNER状态，扫描右表

3)非上述两种条件，则进入EXEC_MJ_SKIP_TEST状态

EXEC_MJ_SKIP_TEST

该状态需要对左右表值进行join条件比较，根据比较结果判断：

1)左 = 右：标记内表排序后当前扫描位置；标记当前扫描的slot，进入EXEC_MJ_JOINTUPLES状态

2)左 < 右：进入EXEC_MJ_SKIPOUTER_ADVANCE状态，扫描左表下一条记录

3)左 > 右：进入EXEC_MJ_SKIPINNER_ADVANCE状态，扫描右表下一条记录

EXEC_MJ_SKIPOUTER_ADVANCE

该状态扫描外表下一条记录。根据扫描的记录进行判断：

1)外表扫描完，即扫描出来的记录为空，或者第一个join条件的左表值为NULL并且null排序后放在最后且为inner join，则结束join，返回NULL

2)左表值为NULL或者null排序后放在前面，则重新进入EXEC_MJ_SKIPOUTER_ADVANCE状态，扫描左表

3)非上述两种条件，则进入EXEC_MJ_SKIP_TEST状态，进行比较

EXEC_MJ_SKIPINNER_ADVANCE

该状态扫描内表下一条记录，根据扫描的记录进行判断：

1)内表扫描完，即扫描出来的记录为空，或者第一个join条件的左表值为NULL并且null排序后放在最后且为inner join，则结束join，返回NULL

2)内表值为NULL或者null排序后放在前面，则重新进入EXEC_MJ_SKIPINNER_ADVANCE状态，扫描内表

3)非上述两种条件，则进入EXEC_MJ_SKIP_TEST状态，进行比较

因为左 > 右才会进入该状态，右时一个NULL，那么左表后面的值肯定也比右的前一个值大，所以join结束。

EXEC_MJ_JOINTUPLES

该状态下，将左右表的值进行连接投影，输出结果。下个周期调用ExecMergeJoin函数时，直接进入EXEC_MJ_NEXTINNER状态。

EXEC_MJ_NEXTINNER

该状态下，扫描内表下一条记录。并根据扫描的记录进行判断：

1)内表扫描完，即扫描出来的记录为空，或者第一个join条件的左表值为NULL并且null排序后放在最后且为inner join，则进入EXEC_MJ_NEXTOUTER状态

2)内表值为NULL或者null排序后放在前面，则进入EXEC_MJ_NEXTOUTER状态

3)非上述两种条件，进行比较，根据比较值进行操作：

左 = 右：进入EXEC_MJ_JOINTUPLES状态

左 < 右：进入EXEC_MJ_NEXTOUTER状态

不可能有左 > 右的分支，因为该状态由①分支而来，排序都是由小到大，所以要么相等，要么右边大

EXEC_MJ_NEXTOUTER

该状态下获取外表的下一条记录，并根据值进行判断：

1)外表扫描完，即扫描出来的记录为空，或者第一个join条件的左表值为NULL并且null排序后放在最后且为inner join，则结束join，返回NULL

2)左表值为NULL或者null排序后放在前面，则重新进入EXEC_MJ_NEXTOUTER状态，获取外表下一条记录

3)非上述两种条件，则进入EXEC_MJ_JOINTUPLES状态，否则进入EXEC_MJ_TESTOUTER状态

EXEC_MJ_TESTOUTER

该状态下，获取标记的内表值，并与外表值比较

1)左 = 右：需要标记内表排序的位置，并将当前slot放到mj_InnerTupleSlot中

2)左 > 右：重新获取右表当前扫描的位置的记录

（1）内表扫描完，或者内表记录为NULL并且第一个join条件并且null排在最后，结束join，返回NULL

（2）内表记录为NULL，并且非第一个join条件或null排在前面，进入EXEC_MJ_SKIPINNER_ADVANCE状态，获取内表下一条记录

（3）非上述2种情况，进入EXEC_MJ_SKIP_TEST状态

不可能有左 < 右的分支，因为该状态由①而来，排序都是由小到大，要么相等，要么左边大。