实验介绍
本实验通过分析普通查询过程中存在的性能瓶颈点，通过执行计划的分析找到可能的性能优化点并加以实施，最终达到优化的效果，重点关注分布式聚集相关查询语句的优化。
实验目的
了解通过合理定义分布列实现分布式聚集的性能优化。
实验步骤
步骤1 使用lineitem默认第一列作为分布键进行建表
sql
Drop table if exists lineitem;
CREATE TABLE lineitem (
l_orderkey bigint NOT NULL,
l_partkey bigint NOT NULL,
l_suppkey bigint NOT NULL,
l_linenumber bigint NOT NULL,
l_quantity numeric(15,2) NOT NULL,
l_extendedprice numeric(15,2) NOT NULL,
l_discount numeric(15,2) NOT NULL,
l_tax numeric(15,2) NOT NULL,
l_returnflag character(1) NOT NULL,
l_linestatus character(1) NOT NULL,
l_shipdate date NOT NULL,
l_commitdate date NOT NULL,
l_receiptdate date NOT NULL,
l_shipinstruct character(25) NOT NULL,
l_shipmode character(10) NOT NULL,
l_comment character varying(44) NOT NULL
)
WITH (orientation=row, compression=no)
DISTRIBUTE BY HASH(l_orderkey);步骤2 导入数据，并收集统计信息
通过 copy 工具导入 lineitem.csv 数据。
sql
COPY LINEITEM FROM '/tmp/lineitem_.csv'
DELIMITER ','
QUOTE '"'
ESCAPE '"'
ENCODING 'UTF-8'
CSV;
analyze lineitem;步骤3 执行子查询查看计划耗时详情。
设置参数：
set enable_fast_query_shipping = off;
set enable_stream_operator = on;
该两个参数为会话级，只在本次会话期间生效。
sql
EXPLAIN ANALYZE
select
l_partkey as temp_l_partkey, 0.2 * avg(l_quantity) as temp_avg
from
lineitem
group by l_partkey;
从结果可以看到由于分布键和group by的分组字段不匹配，导致需要进行两次聚集操作，一次在本地，一次是按 group by字段重分布之后，再进行汇总。
步骤4 使用group by列作为分布键进行建表
sql
CREATE TABLE lineitem_by_partkey
(
l_orderkey bigint NOT NULL,
l_partkey bigint NOT NULL,
l_suppkey bigint NOT NULL,
l_linenumber bigint NOT NULL,
l_quantity numeric(15,2) NOT NULL,
l_extendedprice numeric(15,2) NOT NULL,
l_discount numeric(15,2) NOT NULL,
l_tax numeric(15,2) NOT NULL,
l_returnflag character(1) NOT NULL,
l_linestatus character(1) NOT NULL,
l_shipdate date NOT NULL,
l_commitdate date NOT NULL,
l_receiptdate date NOT NULL,
l_shipinstruct character(25) NOT NULL,
l_shipmode character(10) NOT NULL,
l_comment character varying(44) NOT NULL
)
WITH (orientation=row, compression=no)
DISTRIBUTE BY HASH(l_partkey);步骤5 导入数据，重新导入数据文件lineitem.csv，更新统计信息。
sql
COPY lineitem_by_partkey FROM '/tmp/lineitem_.csv'
DELIMITER ','
QUOTE '"'
ESCAPE '"'
ENCODING 'UTF-8'
CSV;
analyze lineitem_by_partkey;步骤6 执行下列子查询查看计划耗时详情。
设置参数：
set enable_fast_query_shipping = off;
set enable_stream_operator = on;
该两个参数为会话级，只在本次会话期间生效。
sql
jiang=# EXPLAIN ANALYZE
select
l_partkey as temp_l_partkey, 0.2 * avg(l_quantity) as temp_avg
from
lineitem_by_partkey
group by l_partkey;
id | operation | A-time | A-rows | E-rows | Peak Memory | A-width | E-width | E-costs
----+-------------------------------------------+-------------------+---------+---------+-------------+---------+---------+----------
1 | -> Streaming (type: GATHER) | 395.945 | 198962 | 175185 | 82KB | | 45 | 20582.17
2 | -> HashAggregate | [349.837,371.626] | 198962 | 175185 | [22MB,23MB] | [24,24] | 45 | 13282.80
3 | -> Seq Scan on lineitem_by_partkey | [89.672,90.937] | 1048576 | 1048576 | [26KB,27KB] | | 13 | 10659.25
(3 rows)
Memory Information (identified by plan id)
--------------------------------------------
Coordinator Query Peak Memory:
Query Peak Memory: 1MB
Datanode:
Max Query Peak Memory: 28MB
Min Query Peak Memory: 28MB
(5 rows)
User Define Profiling
---------------------------------------------------------------------------
Plan Node id: 1 Track name: coordinator get datanode connection
(actual time=[0.021, 0.021], calls=[1, 1])
Plan Node id: 1 Track name: Coordinator serialize plan
(actual time=[0.668, 0.668], calls=[1, 1])
Plan Node id: 1 Track name: Coordinator send begin command
(actual time=[0.001, 0.001], calls=[1, 1])
Plan Node id: 1 Track name: Coordinator start transaction and send query
(actual time=[0.050, 0.050], calls=[1, 1])
(8 rows)
====== Query Summary =====
--------------------------------------------------------------------------------------------
Datanode executor start time [dn_6004_6005_6006, dn_6007_6008_6009]: [6.318 ms,6.513 ms]
Datanode executor run time [dn_6007_6008_6009, dn_6001_6002_6003]: [381.451 ms,399.702 ms]
Datanode executor end time [dn_6007_6008_6009, dn_6001_6002_6003]: [0.017 ms,0.021 ms]
Coordinator executor start time: 6.450 ms
Coordinator executor run time: 408.400 ms
Coordinator executor end time: 0.020 ms
Planner runtime: 0.187 ms
Plan size: 3857 byte
Query Id: 72902018968436769
Total runtime: 414.882 ms
(10 rows)此时生成了语句下推的执行计划。为了分析各算子的开销，可设置禁止语句下推，观察CN上的整体计划执行情况：
set enable_fast_query_shipping = off;
这里可以看到，和默认按 l_orderkey 分布不同，此时由于不需要跨 DN 的数据交互，只需要进行一次聚集操作，不需要对数据进行 redistribute，整体性能得到提升。
这部分优化效果主要取决于 DN 本地进行聚集之后 group by 字段的唯一值数量，如果本身group by 列和分布列相关性较好，各 DN 上 group by字段唯一值较少，则数据重分布和第二次聚集操作的开销也会相对较小。
实验总结
本实验通过调整数据表分布键的方法，对子查询进行了调优，相同数据量下，选择和 group by
字段相同的分布键将有效提升子查询分布式聚集性能。