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编者按：本文具体介绍 Milvus 2.0 如何通过查问表达式、查问语法生成、查问操作执行来实现属性过滤。
纲要分享：
- 查问表达式的文法规定
- 查问语法的生成
- 语法树的解释和执行
查问表达式的文法规定
Milvus 反对的查问表达式
如下图所示，Milvus 使用 EBNF 语法，此处用等式和语法图体现了 Milvus 所反对的查问表达式的整体规定。
表达式 LogicalExpr 有四种组合来进行示意，比方通过二元的逻辑运算符，在逻辑表达式前加一元的逻辑运算符，或者用一些比较简单的 Single Expr 等。
因为 EBNF 自身就是一个递归的构造，LogicalExpr 既能够是这四条组合起来的整体，也能够是其中独自的某个节点，并且能够持续嵌套上来。也就是说，Milvus 反对的表达式规定是能够有限的递归嵌套的。如果有很多属性须要过滤，就能够通过不同的组合和嵌套，进而示意出须要的过滤条件。
底层操作服务及具体表达式
上图是前文提到的几种表达式。首先能够在表达式后面加单元的逻辑运算符，目前 Milvus 反对的是增加“not”，示意在表达式做出计算当前取它的非。其次二元逻辑运算符就是与和或的两种不同体现办法。而后 Single Expr 目前实现的是 Term 和 Compare。
另外如根本的加减乘除等其余运算也是反对的。下图是操作服务的优先级，由 1 – 9 递加。
查问语法的生成
开源工具 ANTLR 介绍
ANTLR 能够了解为解析器或者生成器，它可能对结构化文本或者二进制文件做读解决，包含执行和翻译的过程。具体来说，ANTLR 能够依据定义的文法规定进行解析，也能够生成解析器来构建解析数；同时它外部也提供了 WALKER 的一些 API，能够帮忙遍历解析数。例如图中的表达式“SP =100;”，ANTLR 自带的语言识别器 LEXER 会生成四个 token，再各自进行解析生成 Parse-Tree。
其中比拟重要的性能是给生成的 Parse-Tree 提供了 WALKER 的机制，通过 WALKER 对这解析数进行遍历。比方每个节点是否合乎文法规定、单词有无波及敏感词汇，都能够失去合法性检查。从左边列出的 Parse-Tree 遍历的 API 能够看出，ANTLR 从 根节点始终到最末端的子节点，是依照一种深度遍历的程序来进行遍历的，由此也不须要人为辨别多叉树的前序、中序、后序，间接看 API 即可。
PlanAST generation
Milvus 的运作办法和 ANTLR 较为类似，但后者比拟原始化，须要依据需要从新定义绝对简单的文法规定。Milvus 应用的 expression 这种同样常见的语法规定，并且依附 GitHub 上 ant-expr 这一开源工具来实现生成语法的查问与解析。
首先用户会传过来一个表达式 expression，而后通过 ant-parser（这个蕴含在 ant-expr 里）的 Parse 办法，能够生成一个比拟原始的 Unsolved Plantree。就是后面提及的通过四大剖析和简略的 Parse 后生成一个简略的二叉树，这个二叉树都是 ant-expr 外部的一些构造来示意。接下来对这个 Plantree 做一些 optimizer，这个 optimizer 是 Milvus 本人实现的。相似于后面讲的 WALKER 的机制，遍历并且给每种节点实现一些优化器。因为 ant-expr 自身生成的优化树性能曾经较好，对后续做执行、解析都比拟敌对，此处的 optimizer 工作也较为简单。
最初一个这个虚线节点的 analyzer 过程是将曾经优化好的 Plantree 进行递归遍历剖析。在二叉树的遍历过程中，每个节点对应到定义的 protobuf 的语法树的构造，进而生成一个 protobuf 构造的一个 plan AST（abstract syntax tree）。
语法树的解释和执行
PlanAST & Expr definition
Milvus 里定义了一种 proto 构造来示意前文提及的 plan AST 形象语法树。如图中右上角定义的一个 protobuf 构造的 message，查问形式就是通过 expression 失去，且 Expr 有六种抉择，其中 BinaryExpr 和 UnaryExpr 存在进一步递归的 LogicalExpr。
上图为表达式的一个 UML 的图，是 C++ 中依据 proto 构造去实现类的继承关系结构图，蕴含各个 Expr 的基类与派生类。每个类上面都实现了一个 accept 的办法，承受的是 visitor 的参数。这就是典型的访问者设计模式（Visitor design pattern），以此对后面生成的查问语法树进行遍历的执行。这一模式的劣势在于用户不须要对 Expr 原始进行操作，能够间接通过拜访的办法对其中一些具体的类与元素进行批改。
PlanAST execution
上图总结了查问语法树执行的工作流程。首先从 C++ 接管到一个 proto 类型的 PlanNode，通过 C++ 外部的 ProtoParse 失去 segcore 类型的 PlanNode。在此基础上，通过 accept 的办法承受一系列的访问者类，再对 PlanNode 外部的构造进行批改、执行。最初对每个具体的 ExecPlanNode 进行递归遍历，失去过滤的后果 Filtered_result，以下图的 Bitmap 作为具体模式。
完整版视频解说请戳：https://www.bilibili.com/vide…
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