• MySQL Join算法与调优白皮书(三)


    Batched Key Access Join
    Index Nested-Loop Join虽好,但是通过辅助索引进行链接后需要回表,这里需要大量的随机I/O操作。若能优化随机I/O,那么就能极大的提升Join的性能。为此,MySQL 5.6推出了Batched Key Access Join,该算法通过常见的空间换时间,随机I/O转顺序I/O,以此来极大的提升Join的性能。
     
    MRR
    在说明Batched Key Access Join前,首先介绍下MySQL 5.6的新特性mrr——multi range read。这个特性根据rowid顺序地,批量地读取记录,从而提升数据库的整体性能。看下面的SQL语句的执行计划:
     
    mysql> explain select * from orders  
    -> where o_orderdate >= '1993-08-01' 
    -> and o_orderdate < date_add(  '1993-08-01' ,interval '3' month)G
    *************************** 1. row  ***************************
                id: 1
       select_type: SIMPLE
             table: orders
        partitions: NULL
              type: range
    possible_keys: i_o_orderdate
              key:  i_o_orderdate
           key_len: 4
               ref: NULL
              rows: 143210
          filtered: 100.00
             Extra: Using index condition
    1 row in set, 1 warning (0.00 sec)
     
    上述的SQL语句需要根据辅助索引i_o_orderdate进行查询,但是由于要求得到的是表中所有的列,因此需要回表进行读取。而这里就可能伴随着大量的随机I/O。这个过程如下图所示:

    而mrr的优化在于,并不是每次通过辅助索引读取到数据就回表去取记录,而是将其rowid给缓存起来,然后对rowid进行排序后,再去访问记录,这样就能将随机I/O转化为顺序I/O,从而大幅地提升性能。这个过程如下所示:

    从上图可以发现mrr通过一个额外的内存来对rowid进行排序,然后再顺序地,批量地访问表。这个进行rowid排序的内存大小由参数read_rnd_buffer_size控制,默认256K。
     
    要开启mrr还有一个比较重的参数是在变量optimizer_switch中的mrr和mrr_cost_based选项。mrr选项默认为on,mrr_cost_based选项默认为off。mrr_cost_based选项表示通过基于成本的算法来确定是否需要开启mrr特性。然而,在MySQL当前版本中,基于成本的算法过于保守,导致大部分情况下优化器都不会选择mrr特性。为了确保优化器使用mrr特性,请执行下面的SQL语句:
     
    mysql>set optimizer_switch='mrr=on,mrr_cost_based=off';  
     
    同样执行前面的SQL语句,可以发现这时优化的执行计划为:
     
    mysql> explain select * from orders where 
    -> o_orderdate >= '1993-08-01' 
    -> and o_orderdate < date_add('1993-08-01' ,interval '3' month)G
    *************************** 1. row***************************
              id: 1
     select_type: SIMPLE
           table: orders
      partitions: NULL
            type: range
    possible_keys: i_o_orderdate
             key: i_o_orderdate
         key_len: 4
             ref: NULL
            rows: 143210
        filtered: 100.00
           Extra: Using index condition; Using MRR
    1row in set, 1 warning (0.00 sec)
     
    最后来对比一下关闭和开启mrr特性后上述SQL的执行时间:

    在讲述完mrr特性后,再来看BKA Join就非常清晰明了了。通过mrr特性优化Join的回表操作,从而提升Join的性能。这时BKA Join的整个过程如下所示:

    然而,这么好的特性,却是在MySQL中默认关闭的!!!这可能是导致用户认为MySQL Join性能比较差的一个原因。若要使用BKA Join,务必执行下列的SQL语句:
     
    mysql> SET optimizer_switch='mrr=on,mrr_cost_based=off,batched_key_access=on';
    Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
     
    若开启了BKA Join,则通过EXPLAIN命令,可以发现优化器的执行结果选项会有Using join buffer (Batched Key Access)的提示,如:
     
    mysql> explain SELECT
    -> COUNT(*)
    -> FROM
    -> part,
    -> lineitem
    -> WHERE
    -> l_partkey, = p_partkey
    -> AND p_retailprice > 2050 AND p_size < 100
    -> AND l_discount > 0.04G
    *************************** 1. row ***************************
    id: 1
    select_type: SIMPLE
    table: part
    partitions: NULL
    type: ALL
    possible_keys: PRIMARY
    key: NULL
    key_len: NULL
    ref: NULL
    rows: 196810
    filtered: 11.11
    Extra: Using where
    *************************** 2. row ***************************
    id: 1
    select_type: SIMPLE
    table: lineitem
    partitions: NULL
    type: ref
    possible_keys: i_l_suppkey_partkey,i_l_partkey
    key: i_l_suppkey_partkey
    key_len: 5
    ref: dbt3_s1.part.p_partkey
    rows: 28
    filtered: 33.33
    Extra: Using where; Using join buffer (Batched Key Access)
    2 rows in set, 1 warning (0.00 sec)
     
    最后来看下执行速度,可以发现BKA的提升非常明显:

    未完待续
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/starhu/p/6418824.html
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