帶你讀 MySQL 源碼：Limit，Offset
我一直想寫 MySQL 源碼分析文章，希望能夠達成 2 個目標：
- 不想研究源碼的朋友，可以通過文章了解 MySQL 常用功能的實現(xiàn)邏輯，做到知其然，也知其所以然。
- 想研究源碼的朋友，能夠以文章為切入點，邁進 MySQL 源碼研究之門。
目標是明確的，任務是艱巨的。
MySQL 源碼數(shù)量龐大，各種功能的代碼盤根錯節(jié)，相互交織在一起，形成一張復雜的網(wǎng)。
想要把這張網(wǎng)中的某些部分拎出來寫成文章，還要做到通俗易懂，這并不是件容易的事，我也就遲遲沒有動手。
萬事開頭難，但是再難，總得開始，才能有后續(xù)，所以，就有了這篇文章。
寫文章是件費時費力的事，寫出來了總希望有更多人看，否則就沒有寫下去的動力了。
對 MySQL 源碼感興趣的朋友們，如果想看到源碼分析系列的更多文章，請幫忙把文章傳播出去，分享給更多人。
嘮叨完前因后果，再說說我準備怎么寫這個系列文章：
- 我會挑一些常用功能，每篇文章介紹一個單點功能的源碼，從簡單功能開始，逐漸過渡到復雜功能。
- 每篇文章只會介紹核心源碼邏輯，源碼之中增加注釋，源碼之外盡可能用文字展開介紹源碼邏輯，以幫助大家更好的理解源碼。
- 每篇文章不會太長，如果功能復雜導致內(nèi)容太長，我會拆分文章，盡量降低大家的閱讀負擔。
接下來，我們開始源碼分析系列的第 1 篇文章。
本文內(nèi)容基于 MySQL 8.0.32 源碼。
正文
1、準備工作
創(chuàng)建測試表：
插入測試數(shù)據(jù)：
示例 SQL：
2、整體介紹
我們先通過 explain 來看一下執(zhí)行計劃：
從 explain 輸出可以看到，執(zhí)行計劃比較簡單，SQL 執(zhí)行過程包含 2 個迭代器：
- Limit/Offset，對應 LimitOffsetIterator 迭代器。
- Table scan，對應 TableScanIterator 迭代器。
代碼執(zhí)行時堆棧如下：
3、源碼分析
TableScanIterator 迭代器用于從存儲引擎讀取記錄，留到以后的文章介紹。
limit, offset 由 LimitOffsetIterator 迭代器實現(xiàn)，我們會介紹兩個方法的代碼：
- Query_expression::ExecuteIteratorQuery(THD*)，這是查詢?nèi)肟诜椒?，介紹了它，流程才算完整。
- LimitOffsetIterator::Read()，limit, offset 的邏輯都在這個方法里實現(xiàn)。
（1）ExecuteIteratorQuery()
從以上代碼可以看到，select 查詢?nèi)肟诜椒ǖ闹黧w是一個無限 for 循環(huán)。
每一輪循環(huán)都會調(diào)用 m_root_iterator->Read() 方法從存儲引擎讀取一條記錄。
對于示例 SQL 來說，m_root_iterator->Read() 就是 LimitOffsetIterator::Read()。
for 循環(huán)會一直執(zhí)行，直到 m_root_iterator->Read() 的返回值命中以下任意一個條件才會結(jié)束：
- if (error > 0 || thd->is_error())，讀取出錯了，以錯誤狀態(tài)結(jié)束查詢。
- if (error < 0)，已經(jīng)讀完所有符合條件的記錄，以正常狀態(tài)結(jié)束查詢。
- if (thd->killed)，SQL 被客戶端通過 kill <query_id> 干掉了，中止查詢。
<query_id> 為 show processlist 中的 Id 字段。
- for 循環(huán)中，每次從存儲引擎讀取到一條記錄，都會調(diào)用 query_result->send_data(thd, *fields) 方法。
對于示例 SQL 來說，這個方法的行為就是把記錄發(fā)送給客戶端。
（2）LimitOffsetIterator::Read()
除了處理 offset 邏輯之外，LimitOffsetIterator::Read() 每次只讀取一條記錄，這個方法的核心邏輯分為三部分：
第 1 部分：if (m_needs_offset)，SQL 語句中指定了 offset，返回第一條記錄給客戶端之前，需要讀取 offset 條記錄并丟棄，從第 offset + 1 條記錄開始返回給客戶端。
這部分的主要邏輯是一個 for 循環(huán)，會循環(huán) offset 次，每次讀取一條記錄。
如果讀取成功，就接著讀取下一條記錄，而不會對這條記錄做任何操作，也就相當于丟棄了。
如果讀取失敗，直接返回錯誤碼，讀取結(jié)束，客戶端會收到報錯信息。
第 2 部分：if (m_seen_rows >= m_limit)，表示已經(jīng)讀取了 m_limit 條記錄，返回 -1 表示讀取正常結(jié)束。
m_limit = SQL 中的 limit + offset。
第 3 部分：result = m_source->Read() 從存儲引擎讀取一條記錄，然后，把結(jié)果返回給 Query_expression::ExecuteIteratorQuery() 方法。
4、總結(jié)
limit, offset 邏輯比較簡單，全部由 LimitOffsetIterator::Read() 實現(xiàn)，核心邏輯總結(jié)如下：
- 從存儲引擎讀取返回給客戶端的第 1 條記錄之前，會先讀取 offset 條記錄并丟棄，然后再讀取一條記錄，用于返回給客戶端。
- 從存儲引擎讀取第 2 ~ limit + offset 條記錄時，每讀取一條記錄，都返回給 Query_expression::ExecuteIteratorQuery()，由該方法把記錄返回給客戶端。
- 讀取 limit + offset 條記錄之后，返回 -1 表示讀取流程正常結(jié)束。
從 LimitOffsetIterator::Read() 的實現(xiàn)邏輯來看，offset 越大，讀取之后被丟棄的記錄就越多，讀取這些記錄所做的都是無用功。
為了提高 SQL 的執(zhí)行效率，可以通過改寫 SQL 讓 offset 盡可能小，理想狀態(tài)是 offset = 0。
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