GaussDB 数据库架构师修炼(十八) SQL引擎-计划管理-SPM

1 背景

由于业务数据的变化 或者数据库版本的升级,可能导致SQL的执行计划发生变化,这种变化不一定是正收益,这时需 要一个防止计划劣化的机制。该机制需适用于版本升级时固化计划防止计划跳变等场景。

2 SPM 的功能

SPM(SQL Plan Manager)

功能:固化计划防止计划跳变,影响业务性能。

计划捕获:SPM能将一个具体SQL的执行计划落盘,称之为Plan baseline(计划基线) 。

计划选择:SPM会判断是否将优化器给出的执行计划交给执行器执行,选择优化器给出的执行计划,还是SPM存储的计划。

计划演进:SPM能将优化器新产生的计划进行判断,如果**判****断优秀会标记(ACC&UNACC)**以备计划选择使用。

3 SPM示例

步骤1:数据准备

复制代码
csdn=> DROP TABLE IF EXISTS tb_a;
DROP TABLE
csdn=> CREATE TABLE tb_a (id int, c1 int, c2 int, pad text);
CREATE TABLE
csdn=> CREATE INDEX tb_a_idx_c1 ON tb_a (c1);
CREATE INDEX
csdn=> INSERT INTO tb_a select  id,  (random()*200)::int,(random()*10000)::int, 'ss'  FROM  (SELECT generate_series(1,10000)  id) tb_a;
INSERT 0 10000
csdn=> ANALYZE tb_a;
ANALYZE
csdn=>

步骤2:参数设置

复制代码
csdn=> SET spm_enable_plan_capture=manual;   -- 开启SPM计划选择
SET
csdn=> SET spm_enable_plan_selection=on;   -- 当前SPM只支持gplan,确保生成的计划是gplan
SET
csdn=> SET plan_cache_mode = 'force_generic_plan'; -- 在pretty模式可以看到baseline的使用情况
SET
csdn=>
csdn=> SET explain_perf_mode=pretty;  --设置Oracle查看计划显示格风
SET
csdn=>

步骤3:计划捕获

复制代码
-- 捕获tablescan,确保捕获tablescan计划
csdn=> SET enable_seqscan=on;   
SET
csdn=>
csdn=> SET enable_indexscan=off;
SET
csdn=> SET enable_bitmapscan=off;
SET
csdn=>
-- 执行测试sql
csdn=> PREPARE spm_query AS SELECT * FROM tb_a WHERE c1 = $1;
PREPARE
csdn=> EXPLAIN(costs off) EXECUTE spm_query (1);
 id |      operation
----+----------------------
  1 | ->  Seq Scan on tb_a
(1 row)

 Predicate Information (identified by plan id)
-----------------------------------------------
   1 --Seq Scan on tb_a
         Filter: (c1 = $1)
(2 rows)

csdn=>

csdn=> SELECT sql_hash, plan_hash, outline, status, gplan FROM gs_spm_sql_baseline WHERE sql_text  LIKE '%tb_a WHERE c1 = $1%';
  sql_hash  | plan_hash |                outline                 | status | gplan
------------+-----------+----------------------------------------+--------+-------
 1850279601 | 154472964 |  begin_outline_data                   +| ACC    | t
            |           |  TableScan(@"sel$1" csdn.tb_a@"sel$1")+|        |
            |           |  version("1.0.0")                     +|        |
            |           |  end_outline_data                      |        |
(1 row)

csdn=>

步骤4:计划选择

复制代码
csdn=> SET enable_bitmapscan=on;  -- 确保优化器生成的计划是bitmapscan
SET
csdn=> SET enable_seqscan=off;
SET
csdn=>  SET enable_indexscan=off;
SET
-- 执行SQL
csdn=> DEALLOCATE spm_query;
DEALLOCATE
csdn=> PREPARE spm_query AS SELECT *  FROM tb_a WHERE c1 = $1;
PREPARE
csdn=> SET plan_cache_mode = 'force_generic_plan';   --强制走软解析
SET
csdn=> show plan_cache_mode;
  plan_cache_mode
--------------------
 force_generic_plan
(1 row)

csdn=> EXPLAIN(costs off) EXECUTE spm_query (1);
 id |                 operation
----+--------------------------------------------
  1 | ->  Bitmap Heap Scan on tb_a
  2 |    ->  Bitmap Index Scan using tb_a_idx_c1
(2 rows)

 Predicate Information (identified by plan id)
-----------------------------------------------
   1 --Bitmap Heap Scan on tb_a
         Recheck Cond: (c1 = $1)
   2 --Bitmap Index Scan using tb_a_idx_c1
         Index Cond: (c1 = $1)
(4 rows)

                   ====== Query Others =====
----------------------------------------------------------------
 use_baseline: Yes, sql_hash: 3237163112, plan_hash: 2994191517

--查看现有计划
csdn=>  SELECT sql_hash, plan_hash, outline, status, gplan, cost
csdn->  FROM gs_spm_sql_baseline
csdn->  WHERE sql_text like '%tb_a WHERE c1 = $1%'
csdn->  ORDER  BY creation_time;
  sql_hash  | plan_hash  |                       outline                       | status | gplan |  cost
------------+------------+-----------------------------------------------------+--------+-------+--------
 1850279601 |  154472964 |  begin_outline_data                                +| ACC    | t     |    166
            |            |  TableScan(@"sel$1" csdn.tb_a@"sel$1")             +|        |       |
            |            |  version("1.0.0")                                  +|        |       |
            |            |  end_outline_data                                   |        |       |
 3237163112 | 2994191517 |  begin_outline_data                                +| ACC    | t     | 48.451
            |            |  BitmapScan(@"sel$1" csdn.tb_a@"sel$1" tb_a_idx_c1)+|        |       |
            |            |  version("1.0.0")                                  +|        |       |
            |            |  end_outline_data                                   |        |       |
(2 rows)

csdn=>

注:从查看现有的计划,cost成本为48.451是正能量,对应的sql_hash、plan_hash分别为:

3237163112、 2994191517

步骤5:计划演进

我理解为将最优的计划打上ACC标签,不优的计划打上UNACC即可。

复制代码
-- 使用spm 计划演进
csdn=>  SELECT * FROM dbe_sql_util.gs_spm_evolute_plan(3237163112,2994191517);
 evolute_status
----------------
 t
(1 row)

csdn=>  SELECT sql_hash, plan_hash, better,  refer_plan, reason  FROM gs_spm_sql_evolution WHERE sql_hash=3237163112;
  sql_hash  | plan_hash  | better | refer_plan |                          reason
------------+------------+--------+------------+-----------------------------------------------------------
 3237163112 | 2994191517 | f      |          0 | execution time is more than 10% greater than the baseline

-- 根据演进结论修改seqscan计划状态为UNACC
csdn=> SELECT * FROM dbe_sql_util.gs_spm_set_plan_status (1850279601,154472964,'UNACC');
 gs_spm_set_plan_status
------------------------
 t
(1 row)

csdn=>
--查看UNACC
csdn=>  SELECT sql_hash, plan_hash, outline, status, gplan, cost
 FROM gs_spm_sql_baseline
 WHERE sql_text like '%tb_a WHERE c1 = $1%'
 ORDER  BY creation_time;
  sql_hash  | plan_hash  |                       outline                       | status | gplan |  cost
------------+------------+-----------------------------------------------------+--------+-------+--------
 1850279601 |  154472964 |  begin_outline_data                                +| UNACC  | t     |    166
            |            |  TableScan(@"sel$1" csdn.tb_a@"sel$1")             +|        |       |
            |            |  version("1.0.0")                                  +|        |       |
            |            |  end_outline_data                                   |        |       |
 3237163112 | 2994191517 |  begin_outline_data                                +| ACC    | t     | 48.451
            |            |  BitmapScan(@"sel$1" csdn.tb_a@"sel$1" tb_a_idx_c1)+|        |       |
            |            |  version("1.0.0")                                  +|        |       |
            |            |  end_outline_data                                   |        |       |
(2 rows)

csdn=>

步骤6:计划演证

复制代码
csdn=> SET enable_seqscan=on;
SET
csdn=> SET enable_indexscan=on;
SET
csdn=> SET plan_cache_mode = 'force_generic_plan';
SET
csdn=> SET explain_perf_mode=pretty;
SET
csdn=> DEALLOCATE spm_query;
DEALLOCATE
csdn=> PREPARE spm_query AS SELECT * FROM tb_a WHERE c1 = $1;
PREPARE
csdn=> EXPLAIN(costs off) EXECUTE spm_query (1);
 id |                 operation
----+--------------------------------------------
  1 | ->  Bitmap Heap Scan on tb_a
  2 |    ->  Bitmap Index Scan using tb_a_idx_c1
(2 rows)

 Predicate Information (identified by plan id)
-----------------------------------------------
   1 --Bitmap Heap Scan on tb_a
         Recheck Cond: (c1 = $1)
   2 --Bitmap Index Scan using tb_a_idx_c1
         Index Cond: (c1 = $1)
(4 rows)

4 批注

SPM主要是为要防止因为业务数据变化或版本升级引起的SQL计划跳变而影响业务性能。

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