Abfrageoptimierung – Übersicht

Auf dieser Seite wird der Spanner-Abfrageoptimierer und seine Vorteile beschrieben.

Übersicht

Die SQL-Abfrageoptimierung von Spanner konvertiert eine deklarative SQL-Anweisung, in dem die gewünschten Daten der Abfrage in einen unverzichtbaren Ausführungsplan, das eine Möglichkeit beschreibt, diese Daten genau zu erhalten. Die Umwandlung einer deklarativen Anweisung in einen Abfrageausführungsplan umfasst die Durchführung von Transformationen in Baumstrukturen, die zur Darstellung der Abfrage verwendet werden. Das Optimierungsprogramm behält beim Erstellen eines Ausführungsplans die logische Bedeutung der ursprünglichen SQL-Abfrage bei, sodass die richtigen Zeilen zurückgegeben werden.

Eine weitere wichtige Rolle des Optimierers ist die Erstellung eines Ausführungsplans, effizient zu gestalten.

Wie erstellt das Spanner-Optimierungstool effiziente Ausführungspläne?

Das Spanner-Optimierungstool nutzt eine Kombination aus bewährter Heuristik und kostenbasierter Optimierung, um effiziente Pläne zu erstellen. Einige Heuristiken sind sehr unkompliziert, z. B. „Filter auf Remote-Computern ausführen, anstatt Daten auf den lokalen Computer zu übertragen“. Andere Heuristiken sind komplexer, beinhalten aber immer noch das Prinzip der Verschiebungslogik, die das Datenvolumen näher an den Daten reduziert. Dieses Prinzip ist besonders wichtig in einem System, das Daten auf mehreren Computern teilt.

Nicht alle Entscheidungen zur Ausführung können mit solchen festen Regeln effektiv getroffen werden. Das Optimierungstool von Spanner trifft ebenfalls Entscheidungen auf Grundlage eines geschätzten Kosten für Alternativen. Solche Kostenschätzungen werden mithilfe der Struktur die Abfrage, das Schema der Datenbank und die Schätzungen des Datenvolumens, der Abfrage generiert wird. Spanner schätzt beispielsweise, wie viele Zeilen der Tabelle „Songs“ den Filter SongGenre = "Country" qualifizieren, wenn dieser Filter in einer Abfrage vorkommt. Damit die zur Berechnung solcher Schätzungen Statistiken zur Charakterisierung der Verteilung von Daten in einer Datenbank.

Außerdem optimiert Spanner die Abfrageausführung, indem automatisch ermittelt wird, ob für die Abfrage eine zeilen- oder spaltenorientierte Verarbeitungsmethode verwendet werden soll. Weitere Informationen finden Sie unter Optimize-Scans.

Weitere Informationen zu Abfrageausführungsplänen und ihrer Verwendung durch Spanner für Abfragen in einer verteilten Umgebung finden Sie unter Abfrageausführungspläne.

Versionierung des Abfrageoptimierungstools

Im Laufe der Zeit wird die Abfrageoptimierung von Spanner weiterentwickelt, Auswahlmöglichkeiten im Abfrageausführungsplan und verbessert die Genauigkeit die Schätzungen, die als Grundlage für diese Entscheidungen dienen, was zu einer effizienteren Abfrage Ausführungspläne.

Spanner veröffentlicht Aktualisierungen des Optimierungstools als neue Abfrageoptimierung um die Effizienz der Pläne für die Abfrageausführung zu verbessern. Weitere Informationen Informationen zu den verschiedenen Versionen finden Sie unter Versionen der Spanner-Abfrageoptimierung.

Statistikpakete der Abfrageoptimierung

Spanner erfasst Statistiken zur Datenverteilung von Tabellenspalten, um festzustellen, wie viele Zeilen von einer Abfrage generiert werden. Die Abfrage Optimierer nutzt diese Schätzungen, um den besten Plan für die Abfrageausführung auszuwählen. Diese Statistiken werden regelmäßig von Spanner aktualisiert. Da die Statistiken werden zur Auswahl von Abfrageausführungsplänen verwendet, wenn die Statistiken aktualisiert wurde, kann Spanner den Abfrageplan ändern, der die es für eine Abfrage verwendet.

Standardmäßig verwenden Datenbanken automatisch das neueste generierte Statistikpaket. Sie können Ihre Datenbank an eine frühere Statistikpaketversion anheften. Sie haben auch die Möglichkeit, einzelne Abfragen mit einem anderen Statistikpaket als dem neuesten auszuführen.

Neues Statistikpaket erstellen

Spanner generiert automatisch alle drei Tage ein neues Statistikpaket. Wenn Sie ein neues Statistikpaket manuell erstellen möchten, verwenden Sie die DDL-Anweisung ANALYZE von GoogleSQL oder die DDL-Anweisung ANALYZE von PostgreSQL.

Nach erheblichen Änderungen an den Daten oder dem Schema Ihrer Datenbank kann die Erstellung eines neuen Statistikpakets die Abfrageleistung verbessern. Erstellen Sie als Best Practice ein neues Statistikpaket, wenn Folgendes eintritt:

  • Die Datenbank verarbeitet eine große Anzahl von Einfügungs-, Aktualisierungs- oder Löschvorgängen.
  • Sie fügen der Datenbank einen neuen Index hinzu.
  • Sie fügen einer Tabelle eine neue Spalte hinzu.

Wenn Sie eine ANALYZE-DDL-Anweisung ausführen, wird Ihr Schema aktualisiert, ein Vorgang mit langer Ausführungszeit wird eingeleitet und das Erstellen automatisch ausgelöster Statistiken wird abgebrochen.

Nachdem Spanner die Ausführung der Anweisung abgeschlossen hat, dauert es bis zu zehn bis die Abfrageoptimierung ein neues Statistikpaket in seinem Abfrageplanung.

Automatische Speicherbereinigung für Statistikpakete

Statistikpakete in Spanner werden nach ihrer Erstellung 30 Tage lang aufbewahrt. Danach erfolgt eine automatische Speicherbereinigung.

Integrierter Spanner INFORMATION_SCHEMA.SPANNER_STATISTICS enthält eine Liste der verfügbaren Statistikpakete. In jeder Zeile dieser Tabelle ist ein Statistikpaket nach Name aufgeführt. Der Name enthält den Zeitstempel der Erstellung des jeweiligen Pakets. Jeder Eintrag enthält außerdem ein Feld namens ALLOW_GC, das definiert, ob ein Paket durch die automatische Speicherbereinigung gelöscht werden kann.

Sie können Ihre gesamte Datenbank an jedes der in dieser Tabelle aufgeführten Pakete anheften. Das angepinnte Statistikpaket wird nicht automatisch bereinigt und der Wert von ALLOW_GC wird ignoriert, solange die Datenbank an dieses Paket angeheftet ist. Wenn Sie ein bestimmtes Statistikpaket für eine einzelne Abfrage verwenden möchten, muss das Paket mit ALLOW_GC=FALSE aufgeführt oder angeheftet sein. Dadurch wird verhindert, dass Abfragen nach Das Statistikpaket wurde automatisch bereinigt. Sie können den Wert von ALLOW_GC mit der GoogleSQL-DDL-Anweisung ALTER STATISTICS oder der PostgreSQL-DDL-Anweisung ALTER STATISTICS ändern.

Paketaufbewahrung und personenidentifizierbare Informationen

Ein Statistikpaket enthält gemäß der Standardbranchenpraxis Histogramme der Spaltendaten. Dadurch kann das Abfrageoptimierungstool die optimalen Abfragepläne auswählen. Das Histogramm wird mit einer kleinen Stichprobe von Werten erstellt. Dieses kleine Dataset kann möglicherweise personenidentifizierbare Informationen enthalten.

Spanner erstellt regelmäßig ein neues Statistikpaket und speichert es standardmäßig 30 Tage. Somit kann eine kleine Stichprobe von Werten, die aus der Datenbank gelöscht wurden, für weitere 30 Tage in Statistikhistogrammen aufbewahrt werden. Statistikpakete mit der Datenbankoption optimizer_statistics_package angepinnt oder Pakete mit der Option ALLOW_GC=FALSE werden nicht automatisch bereinigt. Histogramme in diesen Paketen können Werte enthalten, die für einen längeren Zeitraum aus der Datenbank gelöscht wurden. Darüber hinaus ist der Inhalt der Statistikpakete in Datenbanksicherungen enthalten.

Die Statistiken des Optimierungstools werden genauso wie Nutzerdaten verschlüsselt gespeichert.

Die Gesamtspeicherkapazität für diese Pakete beträgt normalerweise weniger als 100 MB und wird auf Ihre Gesamtspeicherkosten angerechnet.

Nächste Schritte