Vast+产品展厅 | Vastbase SMP并行执行流程介绍

当一条查询语句在所涉及的表中的数据量达到阈值时，由规划器生成的计划去执行扫描时性能会比较差，因此需要使用多个worker线程并行各自去执行扫描表操作。这就是并行流式执行，简称SMP。

它是一种利用计算机多核CPU架构来实现多线程并行计算，以充分利用CPU资源来提高查询性能的技术。

本文将为您介绍Vasebase中SMP并行执行流程的实现原理，包括解决的问题、整体设计框架以及原理等。通过了解Vastbase SMP并行执行流程，数据库管理员和开发者可以更好的利用Vastbase，提高数据库算力。

下层算子向上层算子吐出数据，在单个线程中只能顺序执行。中间算子（例如HashJoin、NestedLoop等）一般拥有1-2个下层算子，部分算子（例如Append）拥有多个下层算子。叶节点算子一般是某种Scan算子（例如SeqScan、IndexScan）。

显而易见，当某个算子的时间开销过大时，会拉低整个计划的性能。

这是并行计划的一种形式示例，最下层Scan算子并行，每个并行算子在单独的线程中执行，共同完成数据扫描任务，向上层收集器（Gather）吐出数据，而收集器成为上层算子的子节点。

实际实现中，中间算子也可以并行，共同组成形式多样的并行计划。

并行线程通过内存队列与上层算子完成数据传输，由两个组件StreamConsumer

和StreamProducer协同完成处理，他们之间可以是多对一、一对多、多对多关系。

SMP主线程

该线程是查询语句的调用入口(exec_simple_query)，负责初始化、顶层执行、数据汇总等，在线程上下文的子角色为顶层消费者TOP_CONSUMER。

SMP子线程

根据并行参数和查询计划，会生成多个并行执行子线程，负责处理自己的那部分并行执行逻辑，并把数据发送给上层线程。在线程上下文的角色为STREAM_WORKER 或 THREADPOOL_STREAM。

在一个复杂的计划中，会存在多层SMP执行流嵌套的情况。以下图的情况为例，整个计划会被分为3层，query_dop并行度为2。第一层主线程作为顶层消费者获取和汇总数据，第二层有2个子线程，它们作为消费者向下层获取数据，执行后作为上层的生产者发送数据，第三层2个子线程只负责执行，并作为生产者向第二层发送数据。

通过以上的介绍可以看出，在Vastbase并行执行流程中，每个并行算子在单独的线程中执行，共同完成数据扫描任务，向上层收集器（Gather）吐出数据，共同组成形式多样的并行计划。通过这种并行数据处理，对于相同的执行计划，Vastbase可以表现出更好的执行性能。