बिरामी SQL प्रश्नहरूको लागि व्यञ्जनहरू

धेरै महिना अघि हामीले घोषणा गर्‍यौं व्याख्या.tensor.ru - सार्वजनिक क्वेरी योजनाहरू पार्सिङ र भिजुअलाइज गर्ने सेवा PostgreSQL मा।

तपाईंले पहिले नै यसलाई 6000 भन्दा बढी पटक प्रयोग गरिसक्नुभएको छ, तर एउटा उपयोगी सुविधा जुन ध्यान नदिइएको हुन सक्छ संरचनात्मक सुरागहरू, जुन केहि यस्तो देखिन्छ:

तिनीहरूको कुरा सुन्नुहोस् र तपाईंका अनुरोधहरू “चिल्लो र रेशमी” हुनेछन्। 🙂

तर गम्भीर रूपमा, धेरै परिस्थितिहरू जसले अनुरोधलाई ढिलो र स्रोत-भोको बनाउँछ विशिष्ट छन् र योजनाको संरचना र डेटा द्वारा पहिचान गर्न सकिन्छ.

यस अवस्थामा, प्रत्येक व्यक्तिगत विकासकर्ताले आफ्नै अनुभवमा भर पर्दै, आफ्नै लागि अनुकूलन विकल्प खोज्नु पर्दैन - हामी उहाँलाई यहाँ के भइरहेको छ, कारण के हुन सक्छ, र समाधान कसरी पुग्ने। हामीले त्यही गर्यौं।

यी मामिलाहरूलाई नजिकबाट हेरौं - तिनीहरू कसरी परिभाषित छन् र तिनीहरूले कस्तो सिफारिसहरू नेतृत्व गर्छन्।

यस विषयमा आफूलाई राम्रोसँग डुबाउनको लागि, तपाईंले पहिले सम्बन्धित ब्लकबाट सुन्न सक्नुहुन्छ PGConf.Russia 2020 मा मेरो रिपोर्ट, र त्यसपछि मात्र प्रत्येक उदाहरणको विस्तृत विश्लेषणमा जानुहोस्:

#1: अनुक्रमणिका "अण्डरसर्टिङ"

जब उठ्छ

ग्राहक "LLC Kolokolchik" को लागि नवीनतम इनभ्वाइस देखाउनुहोस्।

कसरी पहिचान गर्ने

-> Limit
   -> Sort
      -> Index [Only] Scan [Backward] | Bitmap Heap Scan

सिफारिसहरू

अनुक्रमणिका प्रयोग गरियो क्रमबद्ध क्षेत्रहरूसँग विस्तार गर्नुहोस्.

उदाहरण:

CREATE TABLE tbl AS
SELECT
  generate_series(1, 100000) pk  -- 100K "фактов"
, (random() * 1000)::integer fk_cli; -- 1K разных внешних ключей

CREATE INDEX ON tbl(fk_cli); -- индекс для foreign key

SELECT
  *
FROM
  tbl
WHERE
  fk_cli = 1 -- отбор по конкретной связи
ORDER BY
  pk DESC -- хотим всего одну "последнюю" запись
LIMIT 1;

[explan.tensor.ru मा हेर्नुहोस्]

तपाईंले तुरुन्तै याद गर्न सक्नुहुन्छ कि 100 भन्दा बढी रेकर्डहरू अनुक्रमणिकाबाट घटाइएको थियो, जुन त्यसपछि सबै क्रमबद्ध गरिएको थियो, र त्यसपछि मात्र एक मात्र बाँकी थियो।

सच्याउँदै:

DROP INDEX tbl_fk_cli_idx;
CREATE INDEX ON tbl(fk_cli, pk DESC); -- добавили ключ сортировки

[explan.tensor.ru मा हेर्नुहोस्]

यस्तो आदिम नमूनामा पनि - ८.५ गुणा छिटो र ३३ गुणा कम पढ्ने। प्रत्येक मानको लागि तपाईसँग जति धेरै "तथ्यहरू" हुन्छन्, प्रभाव त्यति नै स्पष्ट हुन्छ fk.

म नोट गर्छु कि यस्तो अनुक्रमणिकाले "उपसर्ग" अनुक्रमणिकाको रूपमा काम गर्नेछ अन्य प्रश्नहरूको लागि पहिले भन्दा खराब छैन। fk, जहाँ क्रमबद्ध गर्नुहोस् pk त्यहाँ थिएन र त्यहाँ छैन (तपाईं यस बारे थप पढ्न सक्नुहुन्छ अप्रभावी अनुक्रमणिकाहरू फेला पार्ने बारेमा मेरो लेखमा)। सहित, यो सामान्य प्रदान गर्नेछ स्पष्ट विदेशी कुञ्जी समर्थन यस क्षेत्र मा।

#2: अनुक्रमणिका प्रतिच्छेदन (बिटम्यापएन्ड)

जब उठ्छ

ग्राहक "LLC Kolokolchik" को लागि सबै सम्झौताहरू देखाउनुहोस्, "NAO Buttercup" को तर्फबाट समाप्त भयो।

कसरी पहिचान गर्ने

-> BitmapAnd
   -> Bitmap Index Scan
   -> Bitmap Index Scan

सिफारिसहरू

सिर्जना समग्र सूचकांक दुबै मौलिकका फिल्डहरूद्वारा वा दोस्रोबाट फिल्डहरूसहित अवस्थित एउटालाई विस्तार गर्नुहोस्।

उदाहरण:

CREATE TABLE tbl AS
SELECT
  generate_series(1, 100000) pk      -- 100K "фактов"
, (random() *  100)::integer fk_org  -- 100 разных внешних ключей
, (random() * 1000)::integer fk_cli; -- 1K разных внешних ключей

CREATE INDEX ON tbl(fk_org); -- индекс для foreign key
CREATE INDEX ON tbl(fk_cli); -- индекс для foreign key

SELECT
  *
FROM
  tbl
WHERE
  (fk_org, fk_cli) = (1, 999); -- отбор по конкретной паре

[explan.tensor.ru मा हेर्नुहोस्]

सच्याउँदै:

DROP INDEX tbl_fk_org_idx;
CREATE INDEX ON tbl(fk_org, fk_cli);

[explan.tensor.ru मा हेर्नुहोस्]

यहाँ भुक्तानी सानो छ, किनकि बिटम्याप हीप स्क्यान आफैंमा धेरै प्रभावकारी छ। तर जे भए पनि ८.५ गुणा छिटो र ३३ गुणा कम पढ्ने.

#3: अनुक्रमणिकाहरू मर्ज गर्नुहोस् (BitmapOr)

जब उठ्छ

पहिलो २० सबैभन्दा पुरानो "हामी" वा प्रशोधनका लागि असाइन नगरिएका अनुरोधहरू देखाउनुहोस्, तपाईंको प्राथमिकतामा।

कसरी पहिचान गर्ने

-> BitmapOr
   -> Bitmap Index Scan
   -> Bitmap Index Scan

सिफारिसहरू

Использовать युनियन [सबै] सर्तहरूको प्रत्येक OR-ब्लकहरूको लागि सबक्वेरीहरू संयोजन गर्न।

उदाहरण:

CREATE TABLE tbl AS
SELECT
  generate_series(1, 100000) pk  -- 100K "фактов"
, CASE
    WHEN random() < 1::real/16 THEN NULL -- с вероятностью 1:16 запись "ничья"
    ELSE (random() * 100)::integer -- 100 разных внешних ключей
  END fk_own;

CREATE INDEX ON tbl(fk_own, pk); -- индекс с "вроде как подходящей" сортировкой

SELECT
  *
FROM
  tbl
WHERE
  fk_own = 1 OR -- свои
  fk_own IS NULL -- ... или "ничьи"
ORDER BY
  pk
, (fk_own = 1) DESC -- сначала "свои"
LIMIT 20;

[explan.tensor.ru मा हेर्नुहोस्]

सच्याउँदै:

(
  SELECT
    *
  FROM
    tbl
  WHERE
    fk_own = 1 -- сначала "свои" 20
  ORDER BY
    pk
  LIMIT 20
)
UNION ALL
(
  SELECT
    *
  FROM
    tbl
  WHERE
    fk_own IS NULL -- потом "ничьи" 20
  ORDER BY
    pk
  LIMIT 20
)
LIMIT 20; -- но всего - 20, больше и не надо

[explan.tensor.ru मा हेर्नुहोस्]

हामीले यस तथ्यको फाइदा उठायौं कि सबै 20 आवश्यक रेकर्डहरू तुरुन्तै पहिलो ब्लकमा प्राप्त भयो, त्यसैले दोस्रो, अधिक "महँगो" बिटम्याप हिप स्क्यानको साथ, कार्यान्वयन पनि भएन - अन्तमा। 22x छिटो, 44x कम पढिन्छ!

यो अनुकूलन विधि बारे थप विस्तृत कथा विशिष्ट उदाहरणहरू प्रयोग गर्दै लेखहरूमा पढ्न सकिन्छ PostgreSQL Antipatterns: हानिकारक JOINs र ORs и PostgreSQL Antipatterns: नामद्वारा खोजको पुनरावृत्ति परिष्करणको कथा, वा "अप्टिमाइजेसन अगाडि र पछाडि".

सामान्यीकृत संस्करण धेरै कुञ्जीहरूमा आधारित चयन आदेश (र const/NULL जोडी मात्र होइन) लेखमा छलफल गरिएको छ SQL HowTo: क्वेरीमा सिधै केही समय लुप लेख्दै, वा "प्राथमिक तीन-चरण".

#4: हामी धेरै अनावश्यक चीजहरू पढ्छौं

जब उठ्छ

एक नियमको रूपमा, यो उत्पन्न हुन्छ जब तपाइँ पहिले नै अवस्थित अनुरोधमा "अर्को फिल्टर संलग्न" गर्न चाहनुहुन्छ।

"र तपाईंसँग एउटै छैन, तर Mother-of-perl बटनहरूसँग? " फिल्म "द डायमंड आर्म"

उदाहरणका लागि, माथिको कार्य परिमार्जन गर्दै, प्रशोधनका लागि पहिलो 20 सबैभन्दा पुरानो "महत्वपूर्ण" अनुरोधहरू देखाउनुहोस्, तिनीहरूको उद्देश्यलाई ध्यान नदिई।

कसरी पहिचान गर्ने

-> Seq Scan | Bitmap Heap Scan | Index [Only] Scan [Backward]
   && 5 × rows < RRbF -- отфильтровано >80% прочитанного
   && loops × RRbF > 100 -- и при этом больше 100 записей суммарно

सिफारिसहरू

[अधिक] विशेष बनाउनुहोस् WHERE अवस्थाको साथ सूचकांक वा अनुक्रमणिकामा थप क्षेत्रहरू समावेश गर्नुहोस्।

यदि फिल्टर अवस्था तपाईको उद्देश्यका लागि "स्थिर" छ - त्यो हो विस्तारलाई जनाउँदैन भविष्यमा मानहरूको सूची - यो WHERE अनुक्रमणिका प्रयोग गर्न राम्रो छ। विभिन्न बुलियन/एनम स्थितिहरू यस श्रेणीमा राम्रोसँग फिट हुन्छन्।

यदि फिल्टरिंग अवस्था विभिन्न अर्थ लिन सक्छ, त्यसपछि यी क्षेत्रहरूसँग अनुक्रमणिका विस्तार गर्न राम्रो छ - Bitmap र माथिको अवस्थामा जस्तै।

उदाहरण:

CREATE TABLE tbl AS
SELECT
  generate_series(1, 100000) pk -- 100K "фактов"
, CASE
    WHEN random() < 1::real/16 THEN NULL
    ELSE (random() * 100)::integer -- 100 разных внешних ключей
  END fk_own
, (random() < 1::real/50) critical; -- 1:50, что заявка "критичная"

CREATE INDEX ON tbl(pk);
CREATE INDEX ON tbl(fk_own, pk);

SELECT
  *
FROM
  tbl
WHERE
  critical
ORDER BY
  pk
LIMIT 20;

[explan.tensor.ru मा हेर्नुहोस्]

सच्याउँदै:

CREATE INDEX ON tbl(pk)
  WHERE critical; -- добавили "статичное" условие фильтрации

[explan.tensor.ru मा हेर्नुहोस्]

तपाईंले देख्न सक्नुहुने रूपमा, फिल्टरिंग योजनाबाट पूर्ण रूपमा गायब भएको छ, र अनुरोध भएको छ 5 पटक छिटो.

#5: विरल तालिका

जब उठ्छ

तपाईंको आफ्नै कार्य प्रशोधन लाम सिर्जना गर्न विभिन्न प्रयासहरू, जब तालिकामा ठूलो संख्यामा अद्यावधिकहरू / मेटाउने रेकर्डहरूले ठूलो संख्यामा "मृत" रेकर्डहरूको स्थिति निम्त्याउँछ।

कसरी पहिचान गर्ने

-> Seq Scan | Bitmap Heap Scan | Index [Only] Scan [Backward]
   && loops × (rows + RRbF) < (shared hit + shared read) × 8
      -- прочитано больше 1KB на каждую запись
   && shared hit + shared read > 64

सिफारिसहरू

म्यानुअल रूपमा नियमित रूपमा लिनुहोस् भ्याकुम [पूर्ण] वा पर्याप्त रूपमा लगातार प्रशिक्षण प्राप्त गर्नुहोस् autovacuum यसको प्यारामिटरहरू फाइन-ट्यून गरेर, सहित एक विशिष्ट तालिका को लागी.

धेरै जसो केसहरूमा, यस्ता समस्याहरू खराब क्वेरी संरचनाको कारणले गर्दा हुन्छ जब व्यापार तर्कबाट कल गर्दा छलफल गरिएको थियो। PostgreSQL Antipatterns: "मृतक" को भीडसँग लड्दै.

तर तपाईले बुझ्नु आवश्यक छ कि VACUUM FULL ले सधैं मद्दत गर्दैन। यस्तो अवस्थामा, यो लेख देखि एल्गोरिथ्म संग आफैलाई परिचित लायक छ DBA: जब VACUUM असफल हुन्छ, हामी म्यानुअल रूपमा टेबल सफा गर्छौं.

#6: सूचकांकको "मध्य" बाट पढ्दै

जब उठ्छ

यस्तो देखिन्छ कि हामीले थोरै पढ्यौं, र सबै कुरा अनुक्रमित गरिएको थियो, र हामीले कसैलाई बढी फिल्टर गरेनौं - तर अझै पनि हामीले चाहेको भन्दा धेरै पृष्ठहरू पढ्छौं।

कसरी पहिचान गर्ने

-> Index [Only] Scan [Backward]
   && loops × (rows + RRbF) < (shared hit + shared read) × 8
      -- прочитано больше 1KB на каждую запись
   && shared hit + shared read > 64

सिफारिसहरू

प्रयोग गरिएको अनुक्रमणिकाको संरचना र क्वेरीमा निर्दिष्ट गरिएका कुञ्जी फिल्डहरूलाई नजिकबाट हेर्नुहोस् - सम्भवतः सूचकांकको अंश सेट गरिएको छैन। प्राय: तपाईंले समान अनुक्रमणिका सिर्जना गर्नुपर्नेछ, तर उपसर्ग क्षेत्रहरू बिना वा तिनीहरूको मूल्यहरू दोहोर्याउन सिक्नुहोस्.

उदाहरण:

CREATE TABLE tbl AS
SELECT
  generate_series(1, 100000) pk      -- 100K "фактов"
, (random() *  100)::integer fk_org  -- 100 разных внешних ключей
, (random() * 1000)::integer fk_cli; -- 1K разных внешних ключей

CREATE INDEX ON tbl(fk_org, fk_cli); -- все почти как в #2
-- только вот отдельный индекс по fk_cli мы уже посчитали лишним и удалили

SELECT
  *
FROM
  tbl
WHERE
  fk_cli = 999 -- а fk_org не задано, хотя стоит в индексе раньше
LIMIT 20;

[explan.tensor.ru मा हेर्नुहोस्]

सबै कुरा ठीक देखिन्छ, सूचकांक अनुसार पनि, तर यो कुनै न कुनै रूपमा शङ्कास्पद छ - 20 वटा रेकर्डहरू पढ्नका लागि, हामीले प्रति रेकर्ड 4KB डाटाको 32 पृष्ठहरू घटाउनुपर्ने थियो - यो बोल्ड होइन? र अनुक्रमणिका नाम tbl_fk_org_fk_cli_idx सोचाइ उत्तेजक।

सच्याउँदै:

CREATE INDEX ON tbl(fk_cli);

[explan.tensor.ru मा हेर्नुहोस्]

अचानक - 10 पटक छिटो, र 4 पटक कम पढ्न!

अनुक्रमणिकाको अप्रभावी प्रयोगको अवस्थाका अन्य उदाहरणहरू लेखमा देख्न सकिन्छ DBA: बेकार सूचकांकहरू फेला पार्दै.

#7: CTE × CTE

जब उठ्छ

अनुरोधमा स्कोर "मोटो" CTE विभिन्न तालिकाहरूबाट, र त्यसपछि तिनीहरू बीच यो गर्ने निर्णय गरियो JOIN.

केस v12 मुनिका संस्करणहरू वा अनुरोधहरूसँग सान्दर्भिक छ WITH MATERIALIZED.

कसरी पहिचान गर्ने

-> CTE Scan
   && loops > 10
   && loops × (rows + RRbF) > 10000
      -- слишком большое декартово произведение CTE

सिफारिसहरू

ध्यानपूर्वक अनुरोध विश्लेषण - र के यहाँ CTE को आवश्यकता छ?? यदि हो, त्यसपछि hstore/json मा "शब्दकोश" लागू गर्नुहोस् मा वर्णन गरिएको मोडेल अनुसार PostgreSQL Antipatterns: एउटा शब्दकोशको साथ भारी JOIN मा हिट गरौं.

#8: डिस्कमा स्वैप गर्नुहोस् (ताप लेखिएको)

जब उठ्छ

एक पटकको प्रशोधन (क्रमबद्ध वा विशिष्टीकरण) ठूलो संख्यामा रेकर्डहरू यसको लागि छुट्याइएको मेमोरीमा फिट हुँदैन।

कसरी पहिचान गर्ने

-> *
   && temp written > 0

सिफारिसहरू

यदि अपरेशन द्वारा प्रयोग गरिएको मेमोरीको मात्रा प्यारामिटरको निर्दिष्ट मान भन्दा धेरै छैन work_mem, यो सच्याउन लायक छ। तपाइँ तुरुन्तै सबैको लागि कन्फिगरेसनमा गर्न सक्नुहुन्छ, वा तपाइँ मार्फत गर्न सक्नुहुन्छ SET [LOCAL] एक विशेष अनुरोध / लेनदेन को लागी।

उदाहरण:

SHOW work_mem;
-- "16MB"

SELECT
  random()
FROM
  generate_series(1, 1000000)
ORDER BY
  1;

[explan.tensor.ru मा हेर्नुहोस्]

सच्याउँदै:

SET work_mem = '128MB'; -- перед выполнением запроса

[explan.tensor.ru मा हेर्नुहोस्]

स्पष्ट कारणहरूका लागि, यदि मेमोरी मात्र प्रयोग गरिन्छ र डिस्क होइन, त्यसपछि क्वेरी धेरै छिटो कार्यान्वयन हुनेछ। एकै समयमा, HDD बाट लोड को भाग पनि हटाइन्छ।

तर तपाईले बुझ्नु आवश्यक छ कि तपाई सधैं धेरै र धेरै मेमोरी आवंटित गर्न सक्षम हुनुहुन्न - त्यहाँ सबैका लागि पर्याप्त हुनेछैन।

#9: अप्रासंगिक तथ्याङ्क

जब उठ्छ

तिनीहरूले एकैचोटि डाटाबेसमा धेरै खन्याए, तर यसलाई हटाउन समय थिएन ANALYZE.

कसरी पहिचान गर्ने

-> Seq Scan | Bitmap Heap Scan | Index [Only] Scan [Backward]
   && ratio >> 10

सिफारिसहरू

यसलाई पूरा गर्नुहोस् ANALYZE.

यस अवस्थालाई थप विवरणमा वर्णन गरिएको छ PostgreSQL Antipatterns: तथ्याङ्क सबै कुरा हो.

#10: "केहि गडबड भयो"

जब उठ्छ

त्यहाँ एक प्रतिस्पर्धी अनुरोध द्वारा लगाइएको लकको लागि प्रतीक्षा थियो, वा त्यहाँ अपर्याप्त CPU/हाइपरभाइजर हार्डवेयर स्रोतहरू थिए।

कसरी पहिचान गर्ने

-> *
   && (shared hit / 8K) + (shared read / 1K) < time / 1000
      -- RAM hit = 64MB/s, HDD read = 8MB/s
   && time > 100ms -- читали мало, но слишком долго

सिफारिसहरू

बाह्य प्रयोग गर्नुहोस् निगरानी प्रणाली अवरुद्ध वा असामान्य स्रोत खपत को लागी सर्भर। हामीले सयौं सर्भरहरूको लागि यस प्रक्रियालाई व्यवस्थित गर्ने हाम्रो संस्करणको बारेमा कुरा गरिसकेका छौं यहाँ и यहाँ.

स्रोत: www.habr.com