Nebula 架構剖析系列（二）圖數據庫的查詢引擎設計

摘要

上文（存儲篇）說到數據庫重要的兩部分為存儲和計算，本篇內容為你解讀圖數據庫 Nebula 在查詢引擎?Query Engine?方面的設計實踐。

在 Nebula 中，Query Engine 是用來處理 Nebula 查詢語言語句（nGQL）。本篇文章將帶你了解 Nebula Query Engine 的架構。

上圖為查詢引擎的架構圖，如果你對 SQL 的執行引擎比較熟悉，那么對上圖一定不會陌生。Nebula 的 Query Engine?架構圖和現代 SQL 的執行引擎類似，只是在查詢語言解析器和具體的執行計劃有所區別。

Session Manager

Nebula 權限管理采用基于角色的權限控制（Role Based Access Control）。客戶端第一次連接到 Query Engine?時需作認證，當認證成功之后 Query Engine?會創建一個新 session，并將該 session ID?返回給客戶端。所有的?session?統一由 Session Manger 管理。session?會記錄當前 graph space 信息及對該 space 的權限。此外，session?還會記錄一些會話相關的配置信息，并臨時保存同一?session 內的跨多個請求的一些信息。

客戶端連接結束之后 session?會關閉，或者如果長時間沒通信會切為空閑狀態。這個空閑時長是可以配置的。<br />客戶端的每個請求都必須帶上此?session ID，否則?Query Engine 會拒絕此請求。

Storage Engine 不管理 session，Query Engine 在訪問存儲引擎時，會帶上 session 信息。

Parser

Query?Engine 解析來自客戶端的 nGQL 語句，分析器(parser)主要基于著名的 flex / bison 工具集。字典文件（lexicon）和語法規則（grammar）在 Nebula 源代碼的?src/parser? 目錄下。設計上，nGQL 的語法非常接近 SQL，目的是降低學習成本。 圖數據庫目前沒有統一的查詢語言國際標準，一旦 ISO/IEC 的圖查詢語言（GQL）委員會發布 GQL 國際標準，nGQL 會盡快去實現兼容。<br />Parser 構建產出的抽象語法樹（Abstrac Syntax Tree，簡稱?AST）會交給下一模塊：Execution Planner。http://m.qd8.com.cn/yiyao/xinxi21_3709996.html

Execution Planner

執行計劃器（Execution Planner）負責將抽象樹 AST 解析成一系列執行動作 action（可執行計劃）。action 為最小可執行單元。例如，典型的 action 可以是獲取某個節點的所有鄰節點，或者獲得某條邊的屬性，或基于特定過濾條件篩選節點或邊。當抽象樹 AST 被轉換成執行計劃時，所有 ID 信息會被抽取出來以便執行計劃的復用。這些?ID 信息會放置在當前請求 context 中，context 也會保存變量和中間結果。焦作國醫胃腸專科醫院：http://jz.lieju.com/zhuankeyiyuan/37845056.htm/

Optimization

經由 Execution Planner 產生的執行計劃會交給執行優化框架 Optimization，優化框架中注冊有多個 Optimizer。Optimizer?會依次被調用對執行計劃進行優化，這樣每個 Optimizer都有機會修改（優化）執行計劃。最后，優化過的執行計劃可能和原始執行計劃完全不一樣，但是優化后的執行結果必須和原始執行計劃的結果一樣的。鄭州治療不孕不育醫院：http://rgsj.zzfkyy120.com/

Execution

Query Engine?最后一步是去執行優化后的執行計劃，這步是執行框架（Execution Framework）完成的。執行層的每個執行器一次只處理一個執行計劃，計劃中的 action 會挨個一一執行。執行器也會一些有針對性的局部優化，比如：決定是否并發執行。針對不同的 action所需數據和信息，執行器需要經由 meta service 與storage engine的客戶端與他們通信。