在上一篇openGauss数据库源码解析系列文章——执行器解析（二）中，介绍了执行器解析中“7.4 表达式计算”及“7.5 编译执行”的相关内容，本篇将介绍“7.6 向量化引擎”的精彩内容。完整版内容请查看CSDN·Gauss松鼠会专栏博客，以下内容为章节试读：
7.6 向量化引擎
传统的行执行引擎大多采用一次一元组的执行模式，这样在执行过程中CPU大部分时间并没有用来处理数据，更多的是在遍历执行树，就会导致CPU的有效利用率较低。而在面对OLAP场景巨量的函数调用次数，需要巨大的开销。为了解决这一问题，openGauss中增加了向量化引擎。向量化引擎使用了一次一批元组的执行模式，能够大大减少遍历执行节点的开销。一次一批元组的数据运载方式也为某些表达式计算的SIMD（single instruction, multiple data，单指令多数据）化提供了机会，SIMD化能够带来性能上的提升。同时向量化引擎还天然对接列存储，能够较为方便地在底层扫描节点装填向量化的列数据。
向量化引擎的执行算子类似于行执行引擎，包含控制算子、扫描算子、物化算子和连接算子。同样会使用节点表示，继承于行执行节点，执行流程采用递归方式。主要包含的节点有：CStoreScan（顺序扫描），CStoreIndexScan（索引扫描），CStoreIndexHeapScan（利用Bitmap获取元组），VecMaterial（物化），VecSort（排序），VecHashJoin（向量化哈希连接）等，下面将逐一介绍这些执行算子。7.6.1 控制算子
1. VecResult算子
VecResult算子用于处理只有一个结果返回或WHERE过滤条件为常量的情况，对应的代码源文件是“vecresult.cpp”；对应的主要数据结构是VecResult，VecResult继承于BaseResult。VecResult算子相关的函数包括ExecInitVecResult（初始化节点）、ExecVecResult（执行节点）、ExecReScanVecResult（重置节点）、ExecEndVecResult（退出节点）。
ExecInitVecResult函数用于初始化VecResult执行算子。执行流程如图一所示，主要执行流程如下。
（1） 创建并初始化VecResult执行节点，并为节点创建表达式上下文。
（2） 调用“ExecInitResultTupleSlot(estate, &res_state->ps)”函数分配存储投影结果的slot。
（3） 调用投影表达式初始化函数ExecInitVecExpr依次对ps.targetlist、ps.qual和resconstantqual进行初始化。
（4） 分别调用ExecAssignResultTypeFromTL函数和ExecAssignVectorForExprEval函数进行扫描描述符的初始化和投影结构的创建。
图一 ExecInitVecResult函数执行流程
ExecVecResult函数是执行VecResult的主体函数。执行流程如图二所示，主要执行流程如下。
（1） 检查是否需要计算常量表达式。
（2） 若需要则重新计算表达式，设置检查标识（如果常量计算表达式结果为false时，则设置约束检查标识位）。
（3） 获取结果元组。
图二 ExecVecResult函数执行流程
ExecReScanVecResult函数用于重新执行扫描计划。
ExecEndVecResult函数用于在执行结束时释放执行过程中申请的相关资源（包括存储空间等）。2. VectorModifyTable算子
VecModifyTable算子用于处理INSERT、UPDATE、DELETE操作，对应的代码源文件是“vecmodifytable.cpp”；对应的主要数据结构是VecModifyTableState，VecModifyTableState继承于ModifyTableState。具体定义代码如下所示：
typedef struct VecModifyTableState : public ModifyTableState {
VectorBatch* m_pScanBatch; /* 工作元组 */
VectorBatch* m_pCurrentBatch; /* 输出元组 */
} VecModifyTableState;
VecModifyTable算子相关的函数包括ExecInitVecModifyTable（初始化节点）、ExecVecModifyTable（执行节点）、ExecEndVecModifyTable（退出节点）。
ExecInitVecModifyTable函数用于初始化VecModifyTable算子，调用ExecInitModifyTable函数实现算子的初始化。
ExecVecModifyTable函数是执行VecModifyTable算子的主体函数，循环地从子计划中获取目标列并根据要求修改每一列，通过“switch(operation)”处理不同的修改操作，具体的修改操作包括CMD_INSERT（插入）、CMD_DELETE（删除）、CMD_UPDATE（更新）。
ExecEndVecModifyTable函数用于在执行VecModifyTable算子结束时调用ExecEndModifyTable函数清除相关资源。3. VecAppend算子
VecAppend算子用于处理包含一个或多个子计划的链表，通过遍历子计划链表逐个执行子计划，对应的代码源文件是“vecappend.cpp”；对应的主要数据结构是VecAppendState，VecAppendState继承于AppendState。
VecAppend算子相关的函数包括ExecInitVecAppend（初始化节点）、ExecVecAppend（执行节点）、ExecReScanAppend（重置节点）、ExecEndVecAppend（退出节点）。
ExecInitVecAppend函数用于初始化VecAppend算子。执行执行流程如图三所示，主要执行流程如下。
（1） 创建并初始化执行节点VecAppend。
（2） 分配存储投影结果的slot。
（3） 循环初始化子计划链表。
（4） 初始化扫描描述符并设置初始迭代。
图三 ExecInitVecAppend函数执行流程
ExecVecAppend函数是执行VecAppend算子的主体函数。执行流程如图四所示，每次从子计划中获取一条元组，当取回全部元组时，移动到下一个子计划，直到执行全部子计划。
图四 ExecVecAppend执行流程
ExecEndVecAppend函数用于在执行结束时清理VecAppend算子，释放相应的子计划。7.6.2 扫描算子
1. CStoreScan算子
CStoreScan算子用于扫描基础表，按顺序扫描基础表，对应的代码源文件是“veccstore.cpp”；CStoreScan算子对应的主要数据结构是CStoreScanState，CStoreScanState继承于ScanState。具体定义代码如下：
typedef struct CStoreScanState : ScanState {
Relation ss_currentDeltaRelation;
Relation ss_partition_parent;
TableScanDesc ss_currentDeltaScanDesc;
bool ss_deltaScan;
bool ss_deltaScanEnd;
VectorBatch* m_pScanBatch;
VectorBatch* m_pCurrentBatch;
CStoreScanRunTimeKeyInfo* m_pScanRunTimeKeys;
int m_ScanRunTimeKeysNum;
bool m_ScanRunTimeKeysReady;
CStore* m_CStore;
CStoreScanKey csss_ScanKeys;
int csss_NumScanKeys;
bool m_fSimpleMap;
bool m_fUseColumnRef;
vecqual_func jitted_vecqual;
bool m_isReplicaTable; *复制表标记符*/
} CStoreScanState;
CStoreScan算子的相关函数包括：ExecInitCStoreScan（初始化节点）、ExecCStoreScan（执行节点）、ExecEndCStoreScan（退出节点）、ExecReScanCStoreScan（重置节点）。
ExecInitCStoreScan函数用于初始化CStoreScan算子。主要执行流程如下。
（1） 创建并初始化CStoreScan算子，为节点创建表达式上下文。
（2） 调用ExecAssignVectorForExprEval函数进行投影表达式的初始化。
（3） 调用ExecInitResultTupleSlot函数和ExecInitScanTupleSlot函数分别初始化用于投影结果和用于扫描的slot。
（4） 打开扫描表，调用ExecAssignResultTypeFromTL函数和ExecBuildVecProjectionInfo函数分别初始化结果扫描描述符和创建投影结构。
……（本节内容未完）
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