深入理解 MySQL 8 C++ 源碼：SELECT MOD(MONTH(NOW()), 2) 的函數執行過程

MySQL 作為最流行的關系型數據庫之一，其內部實現機制一直是開發者探索的熱點。本文將以一條簡單的 SQL 查詢?SELECT MOD(MONTH(NOW()), 2)?為例，深入分析 MySQL 8 源碼中內置函數?MOD、MONTH?和?NOW?的執行過程，揭示其底層實現邏輯。

一、SQL 語句的解析與表達式樹構建

當 MySQL 接收到 SQL 查詢時，首先會通過?解析器?將文本轉化為內部的表達式樹結構。對于?MOD(MONTH(NOW()), 2)，解析過程如下：

NOW()：
被解析為?Item_func_now?類的實例，負責返回當前時間（datetime?類型）。
MONTH(NOW())：
被解析為?Item_func_month?類的實例，接受?NOW()?的結果作為輸入，提取月份值（整數類型）。
MOD(month_value, 2)：
被解析為?Item_func_mod?類的實例，對?MONTH()?的結果和常量?2?進行取模運算。

最終，這三個函數會形成一個嵌套的表達式樹：
Item_func_mod(Item_func_month(Item_func_now()), 2)。

二、關鍵源碼文件與類定義

1.?`NOW()`?函數的實現

聲明文件：sql/item_timefunc.h
類名：Item_func_now（或其派生類?Item_func_now_local/Item_func_now_utc）。
實現文件：sql/item_timefunc.cc
核心方法?Item_func_now::val_datetime()?負責獲取當前時間。

2.?`MONTH()`?函數的實現

聲明文件：sql/item_timefunc.h
類名：Item_func_month。

實現文件：sql/item_timefunc.cc
核心方法?Item_func_month::val_int()?從日期中提取月份：

longlong Item_func_month::val_int() {MYSQL_TIME ltime;if (get_arg0_date(&ltime, TIME_FUZZY_DATE)) return 0;return ltime.month; // 返回月份（1-12）
}

3.?`MOD()`?函數的實現

聲明文件：sql/item_func.h
類名：Item_func_mod。

實現文件：sql/item_func.cc
核心方法?Item_func_mod::int_op()?處理整數取模運算：

longlong Item_func_mod::int_op() {longlong val1 = args[0]->val_int(); // 計算 MONTH(NOW())longlong val2 = args[1]->val_int(); // 常量 2if (val2 == 0) return 0; // 避免除零錯誤return val1 % val2;
}

三、執行流程詳解

1.?解析階段

語法解析器（sql/sql_yacc.yy）將 SQL 字符串轉換為表達式樹。
優化器確定表達式類型（例如?Item::INT_RESULT）。

2.?執行階段

調用?NOW()：
Item_func_now::val_datetime()?獲取當前時間（例如?2023-10-05 12:34:56）。
調用?MONTH()：
Item_func_month::val_int()?從?NOW()?的結果中提取月份值（例如?10）。
調用?MOD()：
Item_func_mod::int_op()?對月份值?10?和?2?取模，最終結果為?0。

四、源碼定位技巧

由于代碼行號可能隨版本變化，建議通過以下方式快速定位關鍵代碼：

GitHub 搜索：
訪問?MySQL 8.0 源碼倉庫，搜索?Item_func_mod?或?Item_func_month。

本地代碼搜索：

# 在 MySQL 源碼根目錄執行：
grep -rn 'Item_func_mod' sql/
grep -rn 'Item_func_month' sql/

五、關鍵設計思想

表達式樹模型：
MySQL 通過嵌套的?Item?類對象（如?Item_func_mod）表示復雜表達式，支持遞歸求值。
類型推導與優化：
優化器在預處理階段確定表達式的結果類型（如整數、浮點數），避免運行時類型轉換開銷。
錯誤處理：
內置函數需處理邊界條件（如?MOD?的除零錯誤），返回合理默認值而非拋出異常，確保查詢穩定性。

六、總結

通過分析?SELECT MOD(MONTH(NOW()), 2)?的執行過程，我們可以深入理解 MySQL 的以下機制：

內置函數的實現：通過?Item_func_*?類封裝邏輯。
表達式求值：遞歸調用?val_int()?或?val_datetime()?方法。
源碼結構：時間函數在?item_timefunc.*，數學函數在?item_func.*。

掌握這些底層細節，不僅能幫助開發者調試復雜 SQL，還能為貢獻 MySQL 源碼或定制內置函數奠定基礎。

##MOD函數?gdb調試堆棧

#0  Item_func_mod::int_op (this=0x746cd800e280) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/item_func.cc:2616
#1  0x00005591538eda46 in Item_func_numhybrid::val_int (this=0x746cd800e280) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/item_func.cc:1740
#2  0x00005591538600cb in Item::send (this=0x746cd800e280, protocol=0x746cd80052c0, buffer=0x746de10f5e20) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/item.cc:7483
#3  0x00005591532bf8a0 in THD::send_result_set_row (this=0x746cd8001050, row_items=...) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/sql_class.cc:2881
#4  0x0000559153b1ce85 in Query_result_send::send_data (this=0x746cd8010498, thd=0x746cd8001050, items=...) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/query_result.cc:102
#5  0x0000559153513ef0 in Query_expression::ExecuteIteratorQuery (this=0x746cd800db40, thd=0x746cd8001050) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/sql_union.cc:1785
#6  0x0000559153514181 in Query_expression::execute (this=0x746cd800db40, thd=0x746cd8001050) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/sql_union.cc:1823
#7  0x0000559153454cf6 in Sql_cmd_dml::execute_inner (this=0x746cd8010460, thd=0x746cd8001050) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/sql_select.cc:1022
#8  0x0000559153454067 in Sql_cmd_dml::execute (this=0x746cd8010460, thd=0x746cd8001050) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/sql_select.cc:793
#9  0x00005591533c6841 in mysql_execute_command (thd=0x746cd8001050, first_level=true) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/sql_parse.cc:4797
#10 0x00005591533c8cb3 in dispatch_sql_command (thd=0x746cd8001050, parser_state=0x746de10f79f0) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/sql_parse.cc:5447
#11 0x00005591533be0d7 in dispatch_command (thd=0x746cd8001050, com_data=0x746de10f8340, command=COM_QUERY) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/sql_parse.cc:2112
#12 0x00005591533bbf77 in do_command (thd=0x746cd8001050) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/sql_parse.cc:1459
#13 0x0000559153613835 in handle_connection (arg=0x559198b65f80) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/conn_handler/connection_handler_per_thread.cc:303
#14 0x0000559155552bdc in pfs_spawn_thread (arg=0x559198b3ec30) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/storage/perfschema/pfs.cc:3043
#15 0x0000746df0e94ac3 in start_thread (arg=<optimized out>) at ./nptl/pthread_create.c:442
#16 0x0000746df0f26850 in clone3 () at ../sysdeps/unix/sysv/linux/x86_64/clone3.S:81

?##MONTH函數 gdb調試堆棧

#0  Item_func_now::get_date (this=0x746cec01b6d0, res=0x746de13fbbd0) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/item_timefunc.cc:2108
#1  0x00005591539bcb6d in Item_func::get_arg0_date (this=0x746cec01b7c8, ltime=0x746de13fbbd0, fuzzy_date=1) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/item_func.h:510
#2  0x00005591539b1ea2 in Item_func_month::val_int (this=0x746cec01b7c8) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/item_timefunc.cc:1268
#3  0x00005591538f1fe0 in Item_func_mod::int_op (this=0x746cec01b990) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/item_func.cc:2585
#4  0x00005591538eda46 in Item_func_numhybrid::val_int (this=0x746cec01b990) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/item_func.cc:1740
#5  0x00005591538600cb in Item::send (this=0x746cec01b990, protocol=0x746cec012d80, buffer=0x746de13fbe20) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/item.cc:7483
#6  0x00005591532bf8a0 in THD::send_result_set_row (this=0x746cec000b90, row_items=...) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/sql_class.cc:2881
#7  0x0000559153b1ce85 in Query_result_send::send_data (this=0x746cec01dba8, thd=0x746cec000b90, items=...) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/query_result.cc:102
#8  0x0000559153513ef0 in Query_expression::ExecuteIteratorQuery (this=0x746cec01b250, thd=0x746cec000b90) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/sql_union.cc:1785
#9  0x0000559153514181 in Query_expression::execute (this=0x746cec01b250, thd=0x746cec000b90) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/sql_union.cc:1823
#10 0x0000559153454cf6 in Sql_cmd_dml::execute_inner (this=0x746cec01db70, thd=0x746cec000b90) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/sql_select.cc:1022
#11 0x0000559153454067 in Sql_cmd_dml::execute (this=0x746cec01db70, thd=0x746cec000b90) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/sql_select.cc:793
#12 0x00005591533c6841 in mysql_execute_command (thd=0x746cec000b90, first_level=true) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/sql_parse.cc:4797
#13 0x00005591533c8cb3 in dispatch_sql_command (thd=0x746cec000b90, parser_state=0x746de13fd9f0) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/sql_parse.cc:5447
#14 0x00005591533be0d7 in dispatch_command (thd=0x746cec000b90, com_data=0x746de13fe340, command=COM_QUERY) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/sql_parse.cc:2112
#15 0x00005591533bbf77 in do_command (thd=0x746cec000b90) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/sql_parse.cc:1459
#16 0x0000559153613835 in handle_connection (arg=0x559198b68010) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/sql/conn_handler/connection_handler_per_thread.cc:303
#17 0x0000559155552bdc in pfs_spawn_thread (arg=0x559198b689e0) at /home/yym/mysql8/mysql-8.1.0/storage/perfschema/pfs.cc:3043
#18 0x0000746df0e94ac3 in start_thread (arg=<optimized out>) at ./nptl/pthread_create.c:442
#19 0x0000746df0f26850 in clone3 () at ../sysdeps/unix/sysv/linux/x86_64/clone3.S:81