mongodb的查询过程

mongodb的查询过程是一个比较复杂的过程， 从查询语句到查询计划的执行， 中间经历了如下的几个步骤：

1. 生成语法树 （matchExpression）；
2. 逻辑优化过程：由MatchExpression 生成 CanoncalQuery；
3. 生成查询计划： 由CanoncalQuery生成QuerySolution和 MultiPlanStage；
4. 生成PlanExecutor；

5. 执行计划

   查询过程的流程图：
   

   生成语法树

   从一个Bson类型的filter， 生成一个MatcgExpression 树， 具体的实现可以参考： http://blog.csdn.net/baijiwei/article/details/78127191 ；

逻辑优化过程

通过MatchExpression， 我们可以得到filter的所有的设定， 但是，这个设定可能是散乱的， 效率不高的， 逻辑优化过程的主要作用就是优化filter的设定， 使得在语义保持不变的前提下， 能够更加有效的执行。
该过程主要通过 CanonicalQuery 类来实现。
其实现细节可以参考： http://blog.csdn.net/baijiwei/article/details/78170387 。
该过程主要包含三个方面：
1、Normoralize tree；
2、sort tree；
3、 validate tree；

生成查询计划

通过CanonicalQuery 和MatchExpression， 类PlanEnumerator 罗列MatchExpression的各种可能的组合， （indexScan & collectionScan等）， 生成具体的MatchExpression， 产生出来一个个的QueryPlan。 具体的实现在函数：QueryPlannerAccess::buildIndexedDataAccess， 生成一个树形的QuerySolutionNode树。
如果QuerySolution的个数大于1， 生成一个MultiPlanStage对象， 每个QuerySolution对应于一个PlanStage或者其子对象，planStage对象由函数StageBuilder::build 生成。
其实现细节可以参考： http://blog.csdn.net/baijiwei/article/details/78174198

生成 PlanExecutor

PlanExecutor::PlanExecutor(OperationContext* opCtx,                           unique_ptr<WorkingSet> ws,                           unique_ptr<PlanStage> rt,                           unique_ptr<QuerySolution> qs,                           unique_ptr<CanonicalQuery> cq,                           const Collection* collection,                           const string& ns)

如上述的代码片， 前面我们得到了PlanStage， QuerySolution以及CanonicalQuery， 可以生成一个指定的PlanExecutor, 查询计划的最终的执行是由该类的对象处理的。
生成最优的执行计划， MultiPlanStage::pickBestPlan最终选择由该函数实现， 具体的打分过程在PlanRanker::pickBestPlan.

执行查询计划

最终的执行过程非常简单: 遍历 PlanExecutor::getNextImpl

while (PlanExecutor::ADVANCED == (state = exec->getNext(&obj, NULL))) {       WorkingSetID id = WorkingSet::INVALID_ID;       PlanStage::StageState code = _root->work(&id);       WorkingSetMember* member = _workingSet->get(id);       bool hasRequestedData = true;       ...      if (hasRequestedData) {          _workingSet->free(id);          return PlanExecutor::ADVANCED;    } }

这里_root 是PlanStage*， 所有的planStage的ID保存在一个list里面：
std::list results;

函数PlanStage：：work就是从前往后， 得到一个个的WorkingSetID。
相关的实现细节参考： http://blog.csdn.net/baijiwei/article/details/78195766