ОПТИМИЗАЦИИ СКОРОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАПРОСОВ В РСУБД

КОМУ И КОГДА НУЖНА ОПТИМИЗАЦИЯ?

КАК МОЖНО ОПТИМИЗИРОВАТЬ СКОРОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ

На уровне запросов На уровне схемы На уровне системы

УРОВЕНЬ ЗАПРОСОВ

Выполнение запроса Чтение планов выполнения Управления планами выполнения

Типичные ошибки

ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАПРОСА

ЧТЕНИЕ ПЛАНОВ ВЫПОЛНЕНИЯ (MYSQL)

EXPLAIN - ориентировочный план выполнения

SHOW STATUS - показывает непосредственно что произошло после выполнения запроса, т.е. количество записей, к которым MySQL физически обратился (притом посредством данной команды можно узнать сколько из них было получено из памяти, а сколько посредством обращения к диску

PROFILING - возможность профайлинга запросов

PROCEDURE ANALYSE() – подсказки по оптимизации

SHOW STATUS FLUSH STATUS … SHOW STATUS LIKE 'Key_read%';

Key_read_requests — Количество запросов на чтение индексных блоков из кеша.

Key_reads — Количество физического чтения индексных блоков с диска. Если число Key_reads большое, тогда, вероятно, ваше key_buffer_size достаточно мало и требует увеличения. Отношение непопаданий в кэш можно посчитать как Key_reads/Key_read_requests.

PROFILING

set profiling=1; … show profiles; select sum(duration) from

information_schema.profiling where query_id=1;

show profile for query 1;

ЧТЕНИЕ ПЛАНОВ MYSQL EXPLAIN

Id - Идентификатор (ID) таблицы в запросе. EXPLAIN создает по одной записи для каждой таблицы в запросе.

Select_type - Возможные значения: SIMPLE, PRIMARY, UNION, DEPENDENT UNION, SUBSELECT, и DERIVED.

Table - Имя таблицы, из которой MySQL читает данные Type - Тип объединения, которое использует MySQL.

Возможные значения: eq_ref, ref, range, index, или all. Possible_keys – Список индексов (или NULL, если индексов

нет), которые MySQL может использовать для выборки рядов в таблице.

Key - Название индекса, который использует MySQL (после проверки всех возможных индексов).

Key_len - Размер ключа в байтах. Ref - Колонки или значения, которые используются для

сравнения с ключем. Rows - Количество рядов, которые MySQL необходимо

проверить, для обработки запроса. Extra - Дополнительная информация о запросе.

ЧТЕНИЕ ПЛАНОВ ВЫПОЛНЕНИЯ (POSTGRESQL)

EXPLAIN – предположительный план выполнения

EXPLAIN ANALYZE – реальный план выполнения, выводиться после выполнения запроса

ANALYZE – собрать статистику VACUUM - дефрагментация REINDEX

EXPLAIN (POSTGRESQL) explain select attname

from pg_attribute, pg_class where pg_attribute.attrelid = pg_class.oid

and pg_class.relname = ’pg_proc’ order by pg_attribute.attnum;

Sort (cost=27.66..27.68 rows=7 width=66)Sort Key: pg_attribute.attnum-> Nested Loop (cost=0.00..27.56 rows=7 width=66)

-> Index Scan using pg_class_relname_nsp_index on pg_class (cost=0.00..8.27 rows=1 width=4)

Index Cond: (relname = ’pg_proc’::name)-> Index Scan using pg_attribute_relid_attnum_index

on pg_attribute (cost=0.00..19.21 rows=7 width=70)Index Cond: (pg_attribute.attrelid =

pg_class.oid)

УПРАВЛЕНИЯ ПЛАНАМИ ВЫПОЛНЕНИЯ

Использование правильного индекса

Запретить использование неподходящего индекса Подсказки для оптимизатора

Запрет Соединения в неправильном порядке Подсказки

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРАВИЛЬНОГО ИНДЕКСА

Таблица.ВедущийСтолбецИндекса = Выражение

Селективное условие по ведущему столбцу индекса. Условие должно быть таким чтобы БД могла выделить достаточно узкий диапазон.

Преобразование типов (условие в запросе и поле должны использовать один тип данных)

Условия соединены оператором OR В условии присутствуют функции от

ведущего столбца индекса.

ЗАПРЕТИТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕПОДХОДЯЩЕГО ИНДЕКСА

Создать простейшее выражение при упоминании индексируемого столбца:O.Regino_ID + 0 = 137

Подсказки: table_name [[AS] alias] [index_hint]

USE INDEX (index_list) GNORE INDEX (index_list) FORCE INDEX (index_list)

ЗАПРЕТ СОЕДИНЕНИЯ В НЕПРАВИЛЬНОМ ПОРЯДКЕ

Запрещение использования индекса

Использование внешних соединенийSELECT … FROM employees E

LEFT OUTER JOIN location L ON E.location_id = L.id

Отсутствие избыточных условий соединения

SELECT … FROM employees E, locations L, addresses AWERE E.location_id = L.id

AND E.location_id = A.idAND A.zip_code = 95628

ЗАПРЕТ СОЕДИНЕНИЯ В НЕПРАВИЛЬНОМ ПОРЯДКЕ

Зависимости соединений.… AND T1.Key2 = T2.Key2

AND T1.Key3 + 0*T2.Key2 = T3.Key3 …

STRAIGHT_JOIN – тоже что и JOIN, только левая таблица всегда читается до правой.

С ЧЕГО НАЧАТЬ?

--log-slow-queries логирование медленных запросов, минимальное значение параметра long_query_time

1, значение по умолчанию 10

--log-queries-not-using-indexes логирование запросов, которые не используют

индексы

ОШИБКИ (DESIGN )

Сначала нормализуем, потом денормализуем где необходимо.

Старайтесь всегда создать поле ID. Индексируйте поля, по которым ищите. Индексируйте поля для объединения и

используйте для них одинаковые типы столбцов.

Не индексируйте все что попало! Не включайте в индекс большие колонки. Не дублируйте индексы Используйте NOT NULL, если это возможно

ОШИБКИ (SQL)

Используйте Prepared Statements Не используйте DISTINCT если вы

используете GROUP BY LIMIT m,n не так быстр как кажется По возможности заменяйте OR на UNION GROUP BY … ORDER BY NULL UNION и UNION ALL две разные операции

и чаще всего вам нужно второе Минимизируйте коррелируемымые

подзапросы

ОШИБКИ

По возможности не используйте SELECT * SQL_NO_CACHE когда вы делаете SELECT

для часто обновляемого набора данных Не используйте ORDER BY RAND() LIMIT 1, когда нужна единственная строка

SELECT * FROM user WHERE state = 'Alabama' LIMIT 1

Используйте ENUM вместо VARCHAR

КОНКРЕТНЫЕ ЗАПРОСЫ

SELECT max(...)/min(...) FROM <big table> SELECT field FROM foo ORDER BY field DESC

LIMIT 1;

Pagination WHERE … AND NODE_ID >

id_from_previous_page ORDER BY NODE_ID LIMIT 25

SELECT count(*) FROM <big table> лучше так и использовать

НА УРОВНЕ СХЕМЫ

Нормализация\Денормализация Блокировки\Транзакции Типы таблиц Views Temporary Tables Indexes Тригеры

ТИПЫ ТАБЛИЦ

ISAM - Оригинальный обработчик таблиц. MyISAM - Новый обработчик,

обеспечивающий переносимость таблиц в бинарном виде, который заменяет ISAM

BDB – (Berkley DB) Таблицы с поддержкой транзакций и блокировкой страниц.

InnoDB - Таблицы с поддержкой транзакций и блокировкой строк

MERGE - Набор таблиц MyISAM, используемый как одна таблица.

HEAP - Данные для этой таблицы хранятся только в памяти

VIEWS

CREATE [ALGORITHM = {UNDEFINED | MERGE | TEMPTABLE}] VIEW

MERGE – при обращении к представлению добавляет в использующийся оператор соответствующие части из определения представления и выполняет получившийся оператор

TEMPTABLE - заносит содержимое представления во временную таблицу, над которой затем выполняется оператор обращенный к представлению

INDEXES

B-/B+ tree R-/R+ tree Hash Expression Partial Reverse  Bitmap  GiST  GIN  

Кластерные - строки таблицы физически хранятся в заданном порядке и непосредственно связаны с элементами индекса, благодаря чему значительно ускоряется доступ к данным при использовании запросов, использующих данный индекс

Некластерные

B-ДЕРЕВЬЯ

Логическое представление - сбалансированное сильно ветвистое дерево во внешней памяти.

Физической организации B-дерево представляется как мультисписочная структура страниц внешней памяти.

R-ДЕРЕВО

Подобно B-дереву, но используется для организации доступа к пространственным данным, то есть для индексации многомерной информации, такой, например, как географические данные

HASH

They are used only for equality comparisons that use the = or <=> operators (but are very fast)

The optimizer cannot use a hash index to speed up ORDER BY operations

This may affect some queries if you change a MyISAM table to a hash-indexed MEMORY table.

Only whole keys can be used to search for a row.

EXPRESSION & PARTIAL & REVERSE Expression

SELECT * FROM people WHERE (first_name || ' ' || last_name) = 'John Smith';

CREATE INDEX people_names ON people ((first_name || ' ' || last_name));

Partial SELECT * FROM scheta 

WHERE NOT uplocheno AND ...; CREATE INDEX scheta_neuplocheno ON scheta (id) 

WHERE NOT uplocheno;

Reverse обращает поле переменной — первый символ

считается последним 24538 -> 83542

BITMAP 

для данных с малой мощностью множества (cardinality)

GIST (GENERALIZED SEARCH TREE) представляет собой систему, объединяющую

большой набор различных алгоритмов сортировки и поиска, включая B-деревья, B+-деревья, R-деревья, деревья частичных сумм, ранжированные B+-деревья, и другие. Она также обеспечивает интерфейс, обеспечивающий как создание пользовательских типов данных, так и расширенные методы запросов, позволяющие выполнять поиск по ним. Т.е. GiST дает возможность определить, что вы храните, как вы это храните, и каким образом вы будете выполнять поиск. Эти возможности существенно превышают средства, даваемые стандартными алгоритмами типа B-дерева или R-дерева.

GIST (GENERALIZED SEARCH TREE)

Стандарные методы навигации по дереву Обновление дерева Конкурентность и восстановление после

сбоя

GiST позволяет реализовать новый АМ эксперту в области данных

Поддерживает расширяемый набор запросов ( в отличие от Btree)

Новые типы данных обладают производительностью (индексный доступ, конкурентность) и надежностью (протокол логирования), как и встроенные типы

GIN (GENERALIZED INVERTED INDEX)

Поддерживает разные типы данных Очень быстрый поиск по ключам — Btree Поддержка partial match Многоатрибутный индекс Хорошая масштабируемость (кол-во

ключей, кол-во документов) Быстрое создание индекса Медленное обновление индекса :( Надежность и хороший параллелизм

ПРИЛОЖЕНИЯ (GIST, GIN)

Целочисленные массивы (GiST, GIN) Полнотекстовый поиск (GiST, GIN) Данные с древовидной структурой (GiST) Поиск похожих слов (GiST, GIN) Rtree (GiST) PostGIS (postgis.org) (GiST) — spatial index BLASTgres (GiST) — биоинформатика Многомерный куб (GiST) ........

СРАВНЕНИЕ

MySQL Oracle PostgreSQL HSQLDB SQLite

B-/B+ tree

R-/R+ tree

Hash

Expression

Partial

Reverse

Bitmap

GiST

GIN

RDBMS

ТРИГЕРЫ

CREATE TRIGGER trigger_name trigger_time trigger_event ON tbl_name FOR EACH ROW trigger_stmt

trigger_time BEFORE AFTER

trigger_event Insert (insert, data load, replace) Update (update) Delete (delete, replace)

ДРУГИЕ

Нормализация\Денормализация Большое количество соединений таблиц Расчетные значения Длинные поля

Temporary table CREATE [TEMPORARY] TABLE …

Блокировки\Транзакции

НА УРОВНЕ СИСТЕМЫ

Наиболее важно настроить потребление памяти

Нельзя забывать, что РСУБД такое же приложение как и все остальные на сервере. И чаще всего оно использует файловую систему операционной системы, у которой есть свои КЭШи.

OPTIMIZE TABLE имя_таблицы; Почистить "дырки" (дефрагментация),

обновить статистику и отсортировать индексы.

ANALYZE TABLE имя_таблицы;Апдейт статистики оптимизатора.

ЛИТЕРАТУРА

SQL Tuning. Dan Tow High Performance MySQL. Baron Schwartz,

Peter Zaitsev, Vadim Tkachenko, Jeremy D. Zawodny, Arjen Lentz,and Derek J. Balling

www.mysql.ru www.phpclub.ru http://dev.mysql.com/doc/refman http://www.mysqlperformanceblog.com http://highload.ru