房佳慧的部落格

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本文轉載自dbaplus社群 標量子查詢由於需要傳值，因此它和嵌套循環連接類似，被驅動表會被掃描N次。SQL語句中的主結果集為驅動表，標量查詢為被驅動表，被驅動表的執行次數為主結果集在連接列上distinct值的數量，例如一條帶標量子查詢的SQL語句： select ename, (select dname from dept d where d.deptno = e.deptno) dname from emp e where e.job in ('SALESMAN', 'ANALYST'); 用偽代碼可以表示為： for i in (select distinct deptno from emp e where e.job in ('SALESMAN', 'ANALYST')): select dname from dept d where d.deptno = i; 標量部分的執行次數可通過SQL語句計算出： selet count(distinct deptno ) from emp e where e.job in ('SALESMAN', 'ANALYST'); 二、標量子查詢易產生的性能問題 結合偽代碼，通常來說帶有標量子查詢的SQL語句易產生性能問題的地方有三點： 1、主查詢過濾結果集時的效率，在上述例子中，是指對主表emp基於job欄位進行過濾時的性能，如果訪問路徑較差，例如全表掃描、錯誤的索引掃描，易產生性能問題； 2、主查詢過濾結果集後返回的數據量較大（這裡的數據量指的是連接列的唯一值），會導致標量部分多次查詢，即使標量的訪問路徑為INDEX UNIQUE SCAN，也容易因為較多的查詢次數產生性能問題； 3、標量部分的查詢效率，如果標量部分的訪問路徑較差，易引起性能問題。 三、標量子查詢常規優化方案 介紹了標量子查詢的特點後，接下來聊聊優化的問題，通常來說，當標量子查詢存在性能問題時，可採取的優化方案主要有3種方式： 1、對於查詢語句中的標量子查詢，通常使用left join改寫，當然，如果標量部分與主表在連接列上為主鍵、外鍵關係時，可以改寫為inner join，進一步提升性能； 2、對於update語句中的標量子查詢，通常使用merge語句改寫； 3、在某些環境下不能改寫時，可通過索引手段優化標量部分的訪問路徑、連接方式； 個人建議優先選擇改寫優化，因為改寫最大的優勢是可以控制執行計劃，改變標量的連接方式（例如通過Hint、profile或者讓優化器自己去選擇），當某些環境下無法改變SQL語句時，再通過索引方式優化。 四、案例分析 本小節分享3個實際工作中遇到的標量子查詢改寫優化案例，3個案例分別是： 案例1：select語句中的標量子查詢改寫； 案例2：where語句後的標量子查詢改寫； 案例3：update語句中的標量子查詢改寫； 案例1：select中的標量子查詢 該案例為數倉平臺中的報表SQL，總執行時間約2分鐘左右，主表order加上過濾條件並group by後，返回數據量約160萬。 真實執行計劃顯示，這一步僅耗時不到2秒，大部分時間耗費在ID=3-access(「TT」.」ORDER_ID」=:B1)，體現在SQL語句中，則是標量部分的SELECT COUNT(1) from dhoe tt where tt.order_id = t.order_id，由於主表返回的數據量在連接列distinct值較多，導致標量部分掃描的次數較多（約160萬），造成性能瓶頸。 select t.num_id, t.create_time, 1 if_3to4, max(case when (select count(1) from dhoe tt where tt.order_id = t.order_id and tt.otype = '101') > 0 then 0 and tt.otype = '102') > 0 then 1 else 0 end) if_hk from order t where off_rype = '9601' group by t.num_id, t.create_time; ... 對於select語句後的標量子查詢，我們通常使用left join或者inner join方式改寫，在該案例中，標量部分的表dhoe與主表order在連接列order_id上不存在主外鍵關係，因此只能使用left join改寫，改寫時只需將標量部分在連接列上進行分組，將結果提前計算後與主表做關聯即可。 改寫後，優化器選擇將主表與原先的標量查詢做哈希外連接，每個表只訪問一次即可完成查詢，大大減少了物理I/O次數。 當然，並不是改寫後優化器一定會選擇哈希外連接，在某些情況下（如統計信息、特殊查詢干擾優化器對rows的估算等等），優化器也會選擇與改寫後的標量視圖做連接列謂詞推入，從而導致改寫後的標量視圖做被驅動表與主表進行嵌套循環連接，這種執行計劃通常要比標量寫法還要差，因此改寫完後我們仍需要檢查下執行計劃有沒有問題。 select num_id, create_time, 1 if_3to4, max(case when b.cnt101 > 0 then 0 when c.cnt102 > 0 then 1 else 0 end) if_hk from (select t.num_id, t.create_time, 1 if_3to4, order_id from order t where off_rype = '9601') a left outer join (select order_id, count(case when otype = '101' then 1 end) cnt101, when otype = '102' then end) cnt102 from dhoe group by order_id) b > group by num_id, create_time; ... 案例2：where後的標量子查詢 where後面有標量子查詢時，由於需要傳值，標量部分同樣需要執行N次，只不過在執行計劃中會出現關鍵字Filter，這一點和select後的標量子查詢執行計劃有點區別，但是運算方式是一樣的，Filter的驅動表為主結果集，被驅動表為標量子查詢。 該案例是大屏定時刷新頁面的SQL語句，每次執行耗時52秒，通過真實執行計劃可看到，大部分時間耗費在標量部分的傳值計算中： select count(*) from wp_info ws inner join wp_center wa > where ws.status = 'VALID' and wa.is_del = 'V' and (select count(1) from wp_bas wb left join wp_rep wr > where wb.WP_STATUS in (2, 3, 4) and wr.is_valid = 'VALID' and wr.created > sysdate - 7 and wr.service_no = ws.num) < ws.total_num; ... 與select中標量子查詢的改寫方式一致：標量部分按連接列分組提前將結果計算好後與主結果集做left join即可，在這個案例中，需要注意使用nvl函數對改寫後的標量欄位空值處理後再進行比較：and nvl(cc.cnt, 0) < ws.total_num from wp_info ws inner join wp_center wa > left join (select wr.service_no, count(1) cnt from wp_bas wb left join wp_rep wr on wr.id = wb.id where wb.WP_STATUS in (2, 3, 4) and wr.is_valid = 'VALID' and wr.created > sysdate - 7 group by wr.service_no) cc > where ws.status = 'VALID' and wa.is_del = 'V' and nvl(cc.cnt, 0) < ws.total_num; ... 這裡跟大家聊聊另外一種思路：在某些情況下，我們可以使用with+materialize物化的方式對標量的計算過程進行優化，這樣改寫優點就是簡單方便，可以減少每次計算標量部分帶來的性能開銷，缺點則是它不能像left join改寫那樣控制執行計劃，即無法改變被驅動表的執行次數。 對於案例二，用with+materialize方式的改寫方案如下： with t as (select /*+ materialize */ wr.service_no from wp_bas wb left join wp_rep wr > where wb.WP_STATUS in (2, 3, 4) and wr.is_valid = 'VALID' and wr.created > sysdate - 7) select count(*) from wp_info ws left join wp_center wa > where ws.status = 'VALID' and wa.is_del = 'V' and (select count(1) from t wr where wr.service_no = ws.num) < ws.total_num; ... 案例3：update中的標量子查詢 update set語句後面有傳值時，也會導致子查詢被掃描N次，通常使用merge語句進行改寫，使用merge語句改寫時，需要注意關聯條件的寫法。 該案例的更新語句每次執行耗時約20分鐘，通過真實執行計劃可以看到，標量部分執行了257次是該SQL語句的性能瓶頸： UPDATE RE_RPT A SET A.TCNT = (SELECT NVL(SUM(G.REDCODE), 0) FROM RP_GRANT G, (SELECT DISTINCT REDCODE, REDCODE_MD5 FROM RP_SCAN) S, IMT_CODE V, (SELECT DISTINCT W_ID, NAME FROM MATER WHERE SUBSTR(ORDER, 1, 2) = 'OF' AND W_ID IS NOT NULL) M WHERE G.REDCODE = S.REDCODE AND S.REDCODE_MD5 = V.N_CODE AND V.W_CODE = M.W_ID AND G.RP_CLASS = '有效' AND G.CREATE_DATE = '2018-05-05' AND A.NAME = M.NAME) WHERE A.CHOOSE_TIME = '2018-05-05'; ... 通過以下查詢也可以計算出標量執行次數： SQL> select count(distinct NAME) 2 from RE_RPT A 3 WHERE A.CHOOSE_TIME='2018-05-05'; COUNT(DISTINCTNAME) 257 由於該語句每次執行時，是對每日數據進行全量更新，因此merge語句的關聯條件可以寫為外連接的方式：A.NAME = M.NAME(+) MERGE INTO (select * from RE_RPT A WHERE A.CHOOSE_TIME = '2018-05-05') A USING (SELECT M.NAME, SUM(G.REDCODE) SUM_CODE FROM RP_GRANT G, (SELECT DISTINCT REDCODE, REDCODE_MD5 FROM RP_SCAN) S, IMT_CODE V, (SELECT DISTINCT W_ID, NAME FROM MATER WHERE SUBSTR(ORDER, 1, 2) = 'OF' AND W_ID IS NOT NULL) M WHERE G.REDCODE = S.REDCODE AND S.REDCODE_MD5 = V.N_CODE AND V.W_CODE = M.W_ID AND G.RP_CLASS = '有效' AND G.CREATE_DATE = '2018-05-05') group by M.NAME) M ON (A.NAME = M.NAME(+)) when matched then update set A.TCNT = nvl(SUM_CODE, 0); ... 五、總結 本文主要跟大家介紹了標量子查詢的特點，並結合實際工作中遇到的3個案例聊了下通用的改寫方案，如果一條SQL語句的性能瓶頸在標量子查詢，那麼可以通過改寫SQL來改變主表與標量子查詢的連接方式，或者通過建立索引優化標量部分的訪問路徑，本質都是一樣的：減少物理I/O次數，達到提升性能的目的。 從過去40年至今，資料庫的形態基本經歷了傳統商業資料庫、開源資料庫到雲原生資料庫的演進過程。雲時代下資料庫將如何革新與創變？金融行業核心資料庫遷移與建設如何安全平穩展開？來Gdevops全球敏捷運維峰會北京站尋找答案： 《All in Cloud 時代，下一代雲原生資料庫技術與趨勢》阿里巴巴集團副總裁/達摩院首席資料庫科學家 李飛飛（飛刀） 《AI和雲原生時代的資料庫進化之路》騰訊資料庫產品中心總經理 林曉斌（丁奇） 《ICBC的MySQL探索之路》工商銀行軟體開發中心 魏亞東 《金融行業MySQL高可用實踐》愛可生技術總監 明溪源 《OceanBase分布式資料庫在西安銀行的落地和實踐》螞蟻金服P9資深專家/OceanBase核心負責人 蔣志勇

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