RisingLight 是一个教育用的 OLAP 数据库,它采用列式存储,利用 merge-tree 结构,将多个列组合在一起,可以实现关系模型。对 RisingLight 的相关描述可以在这里查看。

为什么要学习 RisingLight,有以下几个(个人)原因

  • RisingLight 是一个教育用的 OLAP 数据库,因此不会太复杂。而且该有的功能(比如parse,bind,optimizer,execute)都有,而且与一些知名的系统有许多共同点,很适合学习
  • 代码量不是很大,使用了很多第三方库,但是还是能从中了解到相关的过程,阅读时不会过度陷入细节中
  • 使用 Rust 编写,在阅读过程中可以学习 Rust
  • 文档齐全

Architecture Overview

SQL 是一种声明式语言,也就是说它只说明了它要执行什么操作,但是没有说明要怎么执行。所以,为了执行 SQL 语句,我们需要对其进行解析,才能知道该如何执行。RisingLight 的文档描述了它的 architecture

  1. SQL 经过 Parser 解析器解析,生成抽象语法树 AST。RisingLight 中使用 sqlparser-rs 解析 SQL
  2. Binder 对 AST 中的符号引用进行校验和解析(比如查找要查询的表、字段等信息是否能够在 catalog 中找到相对应的信息,并对其进行绑定),生成新的 AST,AST 主要是用 egg 实现的
  3. Optimizer 对生成的逻辑计划进行优化,生成物理计划。优化部分主要是使用的是启发式的规则,而由 egg 对语法树进行优化
  4. Executor 根据物理计划执行,得到结果返回

这各流程从 RisingLight 的代码中也可以看出来

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/// Run SQL queries and return the outputs.
pub async fn run(&self, sql: &str) -> Result<Vec<Chunk>, Error> {
if let Some(cmdline) = sql.trim().strip_prefix('\\') {
return self.run_internal(cmdline).await;
}

let optimizer = crate::planner::Optimizer::new(
self.catalog.clone(),
self.get_storage_statistics().await?,
crate::planner::Config {
enable_range_filter_scan: self.storage.support_range_filter_scan(),
table_is_sorted_by_primary_key: self.storage.table_is_sorted_by_primary_key(),
},
);

let stmts = parse(sql)?;
let mut outputs: Vec<Chunk> = vec![];
for stmt in stmts {
if self.handle_set(&stmt)? {
continue;
}
let mut binder = crate::binder::Binder::new(self.catalog.clone());
let bound = binder.bind(stmt)?;
let optimized = optimizer.optimize(&bound);
let executor = match self.storage.clone() {
StorageImpl::InMemoryStorage(s) => {
crate::executor::build(optimizer.clone(), s, &optimized)
}
StorageImpl::SecondaryStorage(s) => {
crate::executor::build(optimizer.clone(), s, &optimized)
}
};
let output = executor.try_collect().await?;
let chunk = Chunk::new(output);
// TODO: set name
outputs.push(chunk);
}
Ok(outputs)
}

Storage Overview

RisingLight 实现了是一个列式存储引擎,并通过将列进行组合,产生与行等价的效果,RisingLight 将之称为 secondary。同样,官方提供了文档来描述它的存储结构

secondary 采用 <table_id>_<rowset_id> 的方式将同一行的文件存储在一起,下面是文件的目录结构

tree risinglight.secondary.db
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risinglight.secondary.db
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