OceanBase 基于代價的路徑選擇

2021-06-30 10:57 更新

在基于規(guī)則的路徑選擇之后，如果存在多個可以選擇的路徑，那么 OceanBase 數(shù)據(jù)庫會計算每個路徑的代價，并從中選擇代價最小的路徑作為最終選擇的路徑。

OceanBase 數(shù)據(jù)庫的代價模型考慮了 CPU 代價（比如處理一個謂詞的 CPU 開銷）和 IO 代價（比如順序、隨機讀取宏塊和微塊的代價），CPU 代價和 IO 代價最終相加得到一個總的代價。

在 OceanBase 數(shù)據(jù)庫中，每個訪問路徑的代價會在執(zhí)行計劃中都會展示出來。如下例所示：

obclient>CREATE TABLE t1(a INT PRIMARY KEY, b INT, c INT, INDEX k1(b));
Query OK, 0 rows affected (0.35 sec)

/*主表路徑的代價*/
obclient>EXPLAIN SELECT/*+INDEX(t1 PRIMARY)*/ * FROM t1 WHERE b < 10;
+-----------------------------------------------------------------+
| Query Plan                                                                              |
+-----------------------------------------------------------------+
| ===================================
|ID|OPERATOR  |NAME|EST. ROWS|COST|
-----------------------------------
|0 |TABLE SCAN|t1  |200      |622 |
===================================

Outputs & filters:
-------------------------------------
  0 - output([t1.a], [t1.b], [t1.c]), filter([t1.b < 10]),
      access([t1.b], [t1.a], [t1.c]), partitions(p0)

/* k1 路徑的代價*/
obclient> EXPLAIN SELECT/*+INDEX(t1 k1)*/ * FROM t1 WHERE b < 10;
+--------------------------------------------------------------------+
| Query Plan                                                                                   |
+--------------------------------------------------------------------+
| =====================================
|ID|OPERATOR  |NAME  |EST. ROWS|COST|
-------------------------------------
|0 |TABLE SCAN|t1(k1)|200      |1114|
=====================================

Outputs & filters:
-------------------------------------
  0 - output([t1.a], [t1.b], [t1.c]), filter(nil),
      access([t1.b], [t1.a], [t1.c]), partitions(p0)

對于一個訪問路徑，它的代價主要由掃描訪問路徑的代價和回表的代價兩部分組成。如果一個訪問路徑不需要回表，那么就沒有回表的代價。

在 OceanBase 數(shù)據(jù)庫中，訪問路徑的代價取決于很多因素，比如掃描的行數(shù)、回表的行數(shù)、投影的列數(shù)和謂詞的個數(shù)等。但是對于訪問路徑來說，代價在很大程度上取決于行數(shù)，所以在下面的示例分析中，從行數(shù)這個維度來介紹這兩部分的代價。

  • 掃描訪問路徑的代價

    掃描訪問路徑的代價跟掃描的行數(shù)成正比，理論上來說掃描的行數(shù)越多，執(zhí)行時間就會越久。對于一個訪問路徑，query range 決定了需要掃描的范圍，從而決定了需要掃描的行數(shù)。Query range 的掃描是順序 IO。

  • 回表的代價

    回表的代價跟回表的行數(shù)也也是正相關(guān)的，回表的行數(shù)越多（回表的行數(shù)是指滿足所有能在索引上執(zhí)行的謂詞的行數(shù)），執(zhí)行時間就會越長?；乇淼膾呙枋请S機 IO，所以回表一行的代價會比 query range 掃描一行的代價高很多。

當分析一個訪問路徑的性能的時候，可以從上面兩個因素入手，獲取通過 query range 掃描的行數(shù)以及回表的行數(shù)。這兩個行數(shù)通?？梢酝ㄟ^執(zhí)行 SQL 語句來獲取。

如下例所示，對于查詢 SELECT * FROM t1 WHERE c2 > 20 AND c2 < 800 AND c3 < 200，索引 k1 的訪問路徑是，首先通常計劃展示來獲取用來抽取 query range 的謂詞，謂詞 c2 > 20 AND c2 < 800 用來抽取 query range，謂詞 c3 < 200 被當成回表前的謂詞。那么可以使用如下兩個查詢來檢查 query range 抽取的行數(shù)以及回表之后的行數(shù)。

obclient>CREATE TABLE t1(c1 INT PRIMARY KEY, c2 INT, c3 INT, c4 INT, c5 INT, INDEX k1(c2,c3));
Query OK, 0 rows affected (0.26 sec)

obclient>EXPLAIN EXTENDED_NOADDR SELECT/*+INDEX(t1 k1)*/ * FROM t1 WHERE 
      c2 > 20 AND c2 < 800 AND c3 < 200;
+--------------------------------------------------------------+
| Query Plan                                                                          |
+--------------------------------------------------------------+
| =====================================
|ID|OPERATOR  |NAME  |EST. ROWS|COST|
-------------------------------------
|0 |TABLE SCAN|t1(k1)|156      |1216|
=====================================

Outputs & filters:
-------------------------------------
  0 - output([t1.c1], [t1.c2], [t1.c3], [t1.c4], [t1.c5]), filter([t1.c3 < 200]),
      access([t1.c2], [t1.c3], [t1.c1], [t1.c4], [t1.c5]), partitions(p0),
      is_index_back=true, filter_before_indexback[true],
      range_key([t1.c2], [t1.c3], [t1.c1]), range(20,MAX,MAX ; 800,MIN,MIN),
      range_cond([t1.c2 > 20], [t1.c2 < 800])

/*query range 掃描的行數(shù)*/
obclient>SELECT/*+INDEX(t1 k1)*/ COUNT(*) FROM t1 WHERE c2 > 20 AND c2 < 800;
+----------+
| count(*) |
+----------+
|      779 |
+----------+
1 row in set (0.02 sec)

/* 回表的行數(shù)*/
obclient> SELECT/*+INDEX(t1 k1)*/ COUNT(*) FROM t1 WHERE c2 > 20 AND c2 < 800
      AND c3 < 200;
+----------+
| count(*) |
+----------+
|      179 |
+----------+
1 row in set (0.01 sec)
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