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OceanBase 学习笔记138:SQL 执行计划是什么?

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执行计划(Execution Plan)是对一条 SQL 查询语句在数据库中执行过程的描述。

用户可以通过 EXPLAIN 命令查看优化器针对指定 SQL 生成的逻辑执行计划。如果要分析某条 SQL 的性能问题,通常需要先查看 SQL 的执行计划,排查每一步 SQL 执行是否存在问题。所以读懂执行计划是 SQL 优化的先决条件,而了解执行计划的算子是理解 EXPLAIN 命令的关键。

EXPLAIN 命令格式

OceanBase 数据库的执行计划命令有三种模式:EXPLAIN BASICEXPLAINEXPLAIN EXTENDED。这三种模式对执行计划展现不同粒度的细节信息:

  • EXPLAIN BASIC 命令用于最基本的计划展示。
  • EXPLAIN EXTENDED 命令用于最详细的计划展示(通常在排查问题时使用这种展示模式)。
  • EXPLAIN 命令所展示的信息可以帮助普通用户了解整个计划的执行方式。

EXPLAIN 命令格式如下:

EXPLAIN [BASIC | EXTENDED | PARTITIONS | FORMAT = format_name] [PRETTY | PRETTY_COLOR] explainable_stmt format_name: { TRADITIONAL | JSON } explainable_stmt: { SELECT statement | DELETE statement | INSERT statement | REPLACE statement | UPDATE statement }
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EXPLAIN 命令适用于 SELECTDELETEINSERTREPLACEUPDATE 语句,显示优化器所提供的有关语句执行计划的信息,包括如何处理该语句,如何联接表以及以何种顺序联接表等信息。

一般来说,可以使用 EXPLAIN EXTENDED 命令,将表扫描的范围段展示出来。使用 EXPLAIN OUTLINE 命令可以显示 Outline 信息。

FORMAT 选项可用于选择输出格式。TRADITIONAL 表示以表格格式显示输出,这也是默认设置。JSON 表示以 JSON 格式显示信息。

使用 EXPLAIN PARTITITIONS 也可用于检查涉及分区表的查询。如果检查针对非分区表的查询,则不会产生错误,但 PARTIONS 列的值始终为 NULL

对于复杂的执行计划,可以使用 PRETTY 或者 PRETTY_COLOR 选项将计划树中的父节点和子节点使用树线或彩色树线连接起来,使得执行计划展示更方便阅读。示例如下:

obclient> CREATE TABLE p1table(c1 INT ,c2 INT) PARTITION BY HASH(c1) PARTITIONS 2; Query OK, 0 rows affected obclient> CREATE TABLE p2table(c1 INT ,c2 INT) PARTITION BY HASH(c1) PARTITIONS 4; Query OK, 0 rows affected obclient> EXPLAIN EXTENDED PRETTY_COLOR SELECT * FROM p1table p1 JOIN p2table p2 ON p1.c1=p2.c2\G *************************** 1. row *************************** Query Plan: ========================================================== |ID|OPERATOR |NAME |EST. ROWS|COST| ---------------------------------------------------------- |0 |PX COORDINATOR | |1 |278 | |1 | EXCHANGE OUT DISTR |:EX10001|1 |277 | |2 | HASH JOIN | |1 |276 | |3 | ├PX PARTITION ITERATOR | |1 |92 | |4 | │ TABLE SCAN |P1 |1 |92 | |5 | └EXCHANGE IN DISTR | |1 |184 | |6 | EXCHANGE OUT DISTR (PKEY)|:EX10000|1 |184 | |7 | PX PARTITION ITERATOR | |1 |183 | |8 | TABLE SCAN |P2 |1 |183 | ========================================================== Outputs & filters: ------------------------------------- 0 - output([INTERNAL_FUNCTION(P1.C1, P1.C2, P2.C1, P2.C2)]), filter(nil) 1 - output([INTERNAL_FUNCTION(P1.C1, P1.C2, P2.C1, P2.C2)]), filter(nil), dop=1 2 - output([P1.C1], [P2.C2], [P1.C2], [P2.C1]), filter(nil), equal_conds([P1.C1 = P2.C2]), other_conds(nil) 3 - output([P1.C1], [P1.C2]), filter(nil) 4 - output([P1.C1], [P1.C2]), filter(nil), access([P1.C1], [P1.C2]), partitions(p[0-1]) 5 - output([P2.C2], [P2.C1]), filter(nil) 6 - (#keys=1, [P2.C2]), output([P2.C2], [P2.C1]), filter(nil), dop=1 7 - output([P2.C1], [P2.C2]), filter(nil) 8 - output([P2.C1], [P2.C2]), filter(nil), access([P2.C1], [P2.C2]), partitions(p[0-3]) 1 row in set ## 执行计划形状与算子信息 OceanBase 数据库执行计划展示如下: ```sql |ID|OPERATOR |NAME |EST. ROWS|COST | ------------------------------------------------------- |0 |LIMIT | |100 |81141| |1 | TOP-N SORT | |100 |81127| |2 | HASH GROUP BY | |2924 |68551| |3 | HASH JOIN | |2924 |65004| |4 | SUBPLAN SCAN |VIEW1 |2953 |19070| |5 | HASH GROUP BY | |2953 |18662| |6 | NESTED-LOOP JOIN| |2953 |15080| |7 | TABLE SCAN |ITEM |19 |11841| |8 | TABLE SCAN |STORE_SALES|161 |73 | |9 | TABLE SCAN |DT |6088 |29401| =======================================================
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由示例可见,OceanBase 数据库的计划展示与 Oracle 数据库类似。OceanBase 数据库执行计划中的各列的含义如下表所示。

列名 含义
ID 执行树按照前序遍历的方式得到的编号(从 0 开始)。
OPERATOR 操作算子的名称。
NAME 对应表操作的表名(索引名)。
EST. ROWS 估算该操作算子的输出行数。
COST 该操作算子的执行代价(微秒)。

说明

在表操作中,NAME 字段会显示该操作涉及的表的名称(别名),如果是使用索引访问,还会在名称后的括号中展示该索引的名称, 例如 t1(t1_c2) 表示使用了索引 t1_c2 。如果扫描的顺序是逆序,还会在后面使用 RESERVE 关键字标识,例如 t1(t1_c2,RESERVE)

OceanBase 数据库 EXPLAIN 命令输出的第一部分是执行计划的树形结构展示。其中每一个操作在树中的层次通过其在算子中的缩进予以展示。树的层次关系用缩进来表示,层次最深的优先执行,层次相同的算子以指定算子的执行顺序为标准来执行。

上述示例查询的计划展示树如下图所示。

约束6

OceanBase 数据库 EXPLAIN 命令输出的第二部分是各操作算子的详细信息,包括输出表达式、过滤条件、分区信息以及各算子的独有信息(包括排序键、联接键、下压条件等)。示例如下:

Outputs & filters: ------------------------------------- 0 - output([t1.c1], [t1.c2], [t2.c1], [t2.c2]), filter(nil), sort_keys([t1.c1, ASC], [t1.c2, ASC]), prefix_pos(1) 1 - output([t1.c1], [t1.c2], [t2.c1], [t2.c2]), filter(nil), equal_conds([t1.c1 = t2.c2]), other_conds(nil) 2 - output([t2.c1], [t2.c2]), filter(nil), sort_keys([t2.c2, ASC]) 3 - output([t2.c2], [t2.c1]), filter(nil), access([t2.c2], [t2.c1]), partitions(p0) 4 - output([t1.c1], [t1.c2]), filter(nil), access([t1.c1], [t1.c2]), partitions(p0)
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