KINGBASE 执行计划介绍

一、执行计划介绍

1、SQL执行过程

SQL 语句的执行过程：当客户端程序发出SQL 语句，数据库后端服务进程接收到 SQL 语句后，调用解析器 (parser) 进行语法分析和词法分析，生成一棵语法树。语法树被转交给分析器(analyzer), 进行语义分析，生成查询树。查询树被转交给查询重写器，基于规则进行查询重写，生成了一棵重写后的查询树。重写后的查询树转交给优化器(optimizer), 生成一个高度优化的执 行计划。执行计划转交给执行器(executor), 产生最终结果，由数据库后端服务进程将查询结果转交给客户端程序。

数据库对于每种操作要考虑两类代价：磁盘I/O代价和CPU代价 。
数据库的执行器采用流水线形式进行操作结果的传递，数据库总代价分成两部分：启动代价(startup cost)和运行代价(run cost)。

• 启动代价是操作节点阻塞执行时的时间，在这段时间内，该操作节点不会向上层传递任何结果。
• 运行代价是操作节点从输出第一条结果开始，到整个节点操作完毕的时间。

2、查看SQL执行计划

数据库的SQL语句执行计划是由完成该 SQL 语句的多个操作组成的操作树，每个操作是操作树中的一个节点，针对每一个操作节点，主要包括以下描述信息。

1. 操作的名称，如各种扫描操作、连接操作、排序、聚集等。
2. 操作的对象，如表、索引等。
3. 对该操作的代价估算。

EXPLAIN 命令主要有两种执行方式。

1. 使用EXPLAIN SQL获取执行计划，输出将只显示 SQL 语句的执行计划，SQL 语句并不真正执行。
2. 使用EXPLAIN ANALYZESQL 获取执行计划，除了显示 SQL 语句的执行计划外，还会实际执行该SQL语句，并显示实际运行时间等详细信息。

示例：

生成执行计划； system@test=# explain select count(*) from test_orders; QUERY PLAN ----------------------------------------------------------------------------------------------- Finalize Aggregate (cost=17572.55..17572.56 rows=1 width=8) -> Gather (cost=17572.33..17572.54 rows=2 width=8) Workers Planned: 2 -> Partial Aggregate (cost=16572.33..16572.34 rows=1 width=8) -> Parallel Seq Scan on test_orders (cost=0.00..15530.67 rows=416667 width=0) (5 rows) 实际执行并生成执行计划； SQL> EXPLAIN ANALYZE select * from t1;

执行计划中常见参数介绍：

1. cost: 显示查询计划的代价估算值。 cost有两个值： 一个值表示获取该操作第1条结果的代价，即启动代价；另一个值是该操作执行完成的总代价。
2. rows: 表示估计的结果集行数或返回实际结果数。
3. width:表示估计的结果集中每个元组的宽度。
4. actual time: 显示该操作真正执行的代价值，包括启动代价和总代价。
5. loops: 表示该操作循环执行的次数。

3、常见查询方式介绍

单表查询

1. 全表顺序扫描(seq scan):该操作扫描表中的每个数据页面，并逐行检查每个元组是否满足过滤条件。
2. 索引扫描(index scan): 首先根据索引键查找满足条件的索引项，然后再根据索引项指向数据表中元组的指针，找到相关的元组。
3. 只索引扫描(index only scan): 从索引中直接获取所需的列，无须访问表的行 数据。
4. 位图扫描(bitmap scan): 该执行方式包括两个步骤。
   • 1)位图索引扫描(bitmap index scan): 首先使用索引扫描，找到满足索引键的所有索引项。
   • 2)位图堆扫描(bitmap heap scan):把所获得的索引项指向数据表中元组的指针，进行排序，然后根据指针在表中找到指定的元组。

多表连接查询

1. 嵌套循环连接(nested loop): 对外表中的每一行元组，扫描一遍内表，构造新元组，如果满足条件，则作为结果元组输出。
2. 归并连接(merge join): 通常用于等值连接操作，如果进行连接的两个表在连接属性上已经排序，则使用归并连接算法进行连接操作具有比较好的性能。
3. 哈希连接(hash join): 通常用于等值连接操作，对其中的 一个表创建哈希表，对另外 一个表的元组进行探测，满足条件则输出结果元组。

分组聚集查询

1. 先排序，然后对有序的输入流进行分组聚焦计算。
2. 使用哈希表进行分组，然后再进行聚焦计算。
   • (1)Sort 操作：根据排序键进行排序。
   • (2)Materialize 物化操作：把中间结果集写到外存文件中。
   • (3)GroupAggregate 分组聚集操作：根据分组键进行聚集操作，如计算总和、平均 值等。

子查询

1. 把子查询转换成连接操作。
2. 把子查询单独处理成子计划。