SQL 执行是由数据库解析器转化为一个由多个 executor 组成的 Query Plan 来完成的，本实验选择了火山模型来完成 query execution，这一次的 project 就是实现各种 exeutor，从而可以通过组装这些 executor 来完成数据库的查询、插入等操作。

火山模型如下图所示：

SQL 被转换为一系列 executor 的执行，首先会对每个 executor 调用 Init() 方法来进行初始化，之后上层的 executor 通过调用下层的 executor 的 Next() 方法来获取一个 tuple，每一个 executor 都是如此，就类似一个火山一样，数据从底部逐渐向上喷发。

实验准备

• 官方说明：https://15445.courses.cs.cmu.edu/fall2019/project3/

实验测试

Task 1：

cd build
make catalog_test
./test/catalog_test

Task 2~3：

cd build
make executor_test
./test/executor_test

Task 1: CREATING A CATALOG TABLE

这是一个热身任务，较为简单。

DB 内部通过维护 catalog 来维护数据库的元数据（比如 table 的创建与获取等），这个 task 需要实现 SimpleCatalog 的 CreateTable() 和 GetTable() 方法。

数据库的 table 主要包含 name 和 oid 两个属性，catalog 通过 table_ 属性维护 table 的 name 与 oid 的映射关系，其 GetTable() 方法需要同时支持对这两个的查询：

• GetTable(const std::string &table_name)：通过 name 来获取 table
• GetTable(table_oid_t table_oid)：通过 oid 来获取 table

一个 table 的元数据如下：

using table_oid_t = uint32_t;
using column_oid_t = uint32_t;

struct TableMetadata {
  TableMetadata(Schema schema, std::string name, std::unique_ptr<TableHeap> &&table, table_oid_t oid)
      : schema_(std::move(schema)), name_(std::move(name)), table_(std::move(table)), oid_(oid) {}
  Schema schema_;
  std::string name_;
  std::unique_ptr<TableHeap> table_;
  table_oid_t oid_;
};

Catalog 的关键属性字段有如下：

• tables_：记录 table oid -> table metadata 的映射
• names_：记录 table name -> table oid 的映射
• next_table_oid：记录创建下一个 table 时可以分配的 oid

catalog 创建 table 的实现：

  /**
   * Create a new table and return its metadata.
   * @param txn the transaction in which the table is being created
   * @param table_name the name of the new table
   * @param schema the schema of the new table
   * @return a pointer to the metadata of the new table
   */
  auto CreateTable(Transaction *txn, const std::string &table_name, const Schema &schema) -> TableMetadata * {
    BUSTUB_ASSERT(names_.count(table_name) == 0, "Table names should be unique!");
    table_oid_t table_oid = next_table_oid_++;   // 这行代码很妙，在自增了 atomic 变量的同时将旧值返回给了 oid
    auto *tableHeap = new TableHeap(bpm_, lock_manager_, log_manager_, txn);
    auto *tableMetadata = new TableMetadata(schema, table_name, std::unique_ptr<TableHeap>(tableHeap), table_oid);
    tables_.insert({table_oid, std::unique_ptr<TableMetadata>(tableMetadata)});
    names_.insert({table_name, table_oid});
    return tableMetadata;
  }

catalog 查询 table 的实现：

  /** @return table metadata by name */
  auto GetTable(const std::string &table_name) -> TableMetadata * {
    const table_oid_t table_oid = names_.at(table_name);
    const auto& table = tables_.at(table_oid);
    return table.get();
  }

  /** @return table metadata by oid */
  auto GetTable(table_oid_t table_oid) -> TableMetadata * {
    const auto &table = tables_.at(table_oid);
    return table.get();
  }