PostgreSQL 索引掃描

在一個索引掃描中，索引訪問方法負責(zé)提供它拿到的匹配掃描鍵的所有元組的TID。訪問方法不會涉及從索引的父表中實際取得那些元組，也不會涉及判斷它們是否通過了掃描的可見性測試或者是其它條件。

一個掃描鍵是一個WHERE子句的內(nèi)部表示，WHERE子句的形式是index_key operator constant，其中索引鍵字索引中的一個列，而操作符是和該索引列相關(guān)聯(lián)的操作符族的一個成員。一個索引掃描擁有零個或者多個掃描鍵，它們是隱式 AND 關(guān)系 — 返回的元組被認為滿足所有列出的條件。

對于一個特定查詢，訪問方法可能報告索引是有損的或者要求重新檢查。這就暗示著該索引掃 描會返回所有通過掃描鍵的項，外加上一些可能沒通過掃描鍵的項。核心系統(tǒng)的索引掃描機制然后就會再次在堆元組上應(yīng)用索引條件來驗證它是否真地應(yīng)該被選擇。如果沒有指定重新檢查選項，索引掃描必須返回準(zhǔn)確的匹配項集合。

請注意，確保找到所有（只有）通過所有給定掃描鍵的條目的工作完全由訪問方法負責(zé)。還有，核心系統(tǒng)將只是簡單地 放過所有匹配掃描鍵和操作符族的WHERE子句，而不會做任何語義分析來判斷它們是否冗余或者矛盾。例如，給定WHERE x > 4 AND x > 14（其中x是一個 B-樹 索引列，它被留給 B-樹 amrescan函數(shù)來發(fā)現(xiàn)第一個掃描鍵是冗余并且可以被丟棄。amrescan期間需要的預(yù)處理的范圍將取決于索引訪問方法需要什么來把掃描鍵縮減為一種“正規(guī)化的”形式。

一些訪問方法按照一個良定義的順序來返回索引項，其他的則不會。實際上一個訪問方法可以有兩種不同的方式支持排序輸出：

amgettuple函數(shù)有一個direction參數(shù)，它可以是 ForwardScanDirection（正常情況）或者BackwardScanDirection。如果amrescan之后的第一次調(diào)用指定了 BackwardScanDirection，那么匹配條件的索引項集合是從后向前掃描的，而 不是通常的從前向后掃描，因此amgettuple必須返回索引中最后一個匹配元組，而不是通常情況下的第一個（這只對設(shè)置了amcanorder為真訪問方法發(fā)生）。在第一次調(diào)用后，amgettuple必須被準(zhǔn)備好從最近被返回項的位置按照任何一種方向推進掃描（但是如果 amcanbackward為假，所有后續(xù)調(diào)用將使用第一次相同的方向）。

支持排序掃描的訪問方法必須支持在掃描里“標(biāo)記”一個位置并且隨后返回到這個標(biāo)記過的位置。同一個位置可能會被重復(fù)多次還原。但是，每個掃描中只有一個位置需要被記??；一個新的ammarkpos調(diào)用將重寫之前標(biāo)記的位置。一個不支持排序掃描的訪問方法無需在IndexAmRoutine中提供 ammarkpos和amrestrpos函數(shù)，把這些指針設(shè)置為 NULL 即可。

掃描位置和標(biāo)記位置（如果存在)）都必須在面對索引中的并發(fā)插入和刪除時保持一致性。如果一個新插入的項并未被一個掃描返回（如果該掃描開始的時候該項已經(jīng)存在，該掃描將已經(jīng)找到該項），或者說掃描通過重新掃描或者反向掃描返回這樣一個項（即使它第一次沒有返回這樣一個項），這些情況都是可以接受的。類似的還有，一個并發(fā)的刪除可能或不可能被反映在一個掃描的結(jié)果中。重要的是，插入或者刪除不會導(dǎo)致掃描錯過或者多次返回本身不是被插入或者刪除的項。

如果索引存儲原始被索引的數(shù)據(jù)值（并且不是它們的某種有損表示），它可用來支持只用索引的掃描，著這種掃描中索引返回的就是實際的數(shù)據(jù)而不只是堆元組的 TID。這只有在可見性映射顯示該 TID 位于一個全部可見的頁面時才能避免 I/O；否則必須訪問堆元組來檢查 MVCC 可見性。但是這就不用訪問方法操心了。

除了使用amgettuple，一個索引掃描可以通過amgetbitmap在一次調(diào)用中取得所有元組來完成。這樣做可能會比amgettuple有顯著的效率提升，因為它可以避免在訪問方法內(nèi)的加鎖/解鎖循環(huán)。原則上amgetbitmap應(yīng)該和重復(fù)調(diào)用amgettuple的效果相同， 不過我們強加了一些限制來簡化這件事。首先，amgetbitmap一次返回 所有元組并且標(biāo)記并且不支持標(biāo)記或恢復(fù)掃描位置。第二，在一個位圖中返回的元組沒有任何指定的順序，這也是為什么amgetbitmap沒有一個direction參數(shù)的原因（排序操作符也將永遠不會提供給這種掃描）。還有，對于使用amgetbitmap的只用索引掃描沒有規(guī)定，因為沒有辦法返回索引元組的內(nèi)容。最后，如 第 61.4 節(jié)中所說的，amgetbitmap不保證被返回元組上的任何鎖。

注意如果訪問方法的內(nèi)部實現(xiàn)不適合一個 API 或其他 API，允許一個訪問方法只實現(xiàn)amgetbitmap而不實現(xiàn)amgettuple，或者反過來。