MySQL 查询优化之 Block Nested-Loop 与 Batched Key Access Joins

MySQL 查询优化之 Block Nested-Loop 与 Batched Key Access Joins

在MySQL中,能够运用批量密钥访问(BKA)连接算法,该算法使用对连接表的目录访问和连接缓冲区。

BKA算法帮衬:内接连,外接连和半连接操作,包罗嵌套外接连。

BKA的优点:越来越高效的表扫描提升了一而再属性。

其它,先前仅用于内一连的块嵌套循环(BNL)连接算法现已扩大,可用于外连接半连接操作,包括嵌套外连接

以下一些切磋了一而再缓冲区管理,它是原始BNL算法扩充,扩充BNL算法和BKA算法的功底。
有关半一而再攻略的新闻,请参见“使用半再3再四转变优化子查询,派生表和视图引用”

SELECT Room.RoomID, Class.Time
FROM Room
   FULL OUTER JOIN Class
   ON Room.RoomID = Class.RoomID
ORDER BY Room.RoomID;

Nested Loop Join算法

将外层表的结果集作为循环的根底数据,然后循环从该结果集每趟一条获取数据作为下3个表的过滤条件去询问数据,然后合并结果。假如有四个表join,那么应该将前方的表的结果集作为循环数据,取结果集中的每1行再到下二个表中继续展开巡回匹配,获取结果集并重返给客户端。

伪代码如下

for each row in t1 matching range {
  for each row in t2 matching reference key {
     for each row in t3 {
      if row satisfies join conditions,
      send to client
    }
  }
 }

 

常备的Nested-Loop
Join算法三回只好将一行数据传入内存循环,所以外层循环结果集有多少行,那么内存循环就要试行稍微次。

Block Nested-Loop算法

MySQL
BNL算法原本只辅助内连接,今后已支持外连接半连接操作,包括嵌套外连接

BNL算法原理:将外层循环的行/结果集存入join
buffer,内部存款和储蓄器循环的每壹行数据与总体buffer中的记录做相比较,能够减小内层循环的扫描次数

举个简易的例证:外层循环结果集有一千行数据,使用NLJ算法要求扫描内层表1000次,但借使利用BNL算法,则先抽取外层表结果集的100行存放到join
buffer,
然后用内层表的每1行数据去和那十0行结果集做比较,能够3次性与十0行数据开展相比较,那样内层表其实只须要循环1000/十0=11遍,缩短了9/10。

伪代码如下

for each row in t1 matching range {
   for each row in t2 matching reference key {
    store used columns from t1, t2 in join buffer
    if buffer is full {
      for each row in t3 {
         for each t1, t2 combination in join buffer {
          if row satisfies join conditions,
          send to client
        }
        }
       empty buffer
     }
   }
 }

 if buffer is not empty {
    for each row in t3 {
     for each t1, t2 combination in join buffer {
       if row satisfies join conditions,
       send to client
      }
   }
 }

 

如若t一, t二出席join的列长度只和为s, c为双方组合数, 那么t三表被围观的次数为

(S * C)/join_buffer_size + 1

 

扫描t3的次数随着join_buffer_size的增大而缩减, 直到join
buffer能够容纳全数的t一, t2组合, 再增大join buffer size, query
的快慢就不会再变快了。

 

optimizer_switch系统变量的block_nested_loop标明调控优化器是不是选取块嵌套循环算法。

暗中认可意况下,block_nested_loop已启用。

在EXPLAIN输出中,当Extra值包含Using join buffer(Block Nested Loop)type值为ALL,index或range时,表示使用BNL。

示例

mysql> explain SELECT  a.gender, b.dept_no FROM employees a, dept_emp b WHERE a.birth_date = b.from_date;
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+--------+----------+----------------------------------------------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows   | filtered | Extra                                              |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+--------+----------+----------------------------------------------------+
|  1 | SIMPLE      | a     | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL | 298936 |   100.00 | NULL                                               |
|  1 | SIMPLE      | b     | NULL       | ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL | 331143 |    10.00 | Using where; Using join buffer (Block Nested Loop) |
+----+-------------+-------+------------+------+---------------+------+---------+------+--------+----------+----------------------------------------------------+
2 rows in set, 1 warning (0.00 sec)

 

Batched Key Access 算法

对于多表join语句,当MySQL使用索引访问第四个join表的时候,使用2个join
buffer来收罗第一个操作对象生成的相关列值。BKA创设好key后,批量传给引擎层做索引查找。key是经过MOdyssey索罗德接口提交给引擎的,那样,M大切诺基GL450使得查询更有功效。

假如外部表扫描的是主键,那么表中的记录走访都以相比平稳的,然则倘诺连接的列是非主键索引,那么对于表中记录的拜会也许正是非凡离散的。由此对此非主键索引的对接,Batched
Key Access
Join算法将能不小提升SQL的实践功用。BKA算法帮衬内连续,外接连和半连接操作,包罗嵌套外接连。

Batched Key Access Join算法的干活步骤如下:

  • 一) 将表面表中相关的列放入Join Buffer中。

  • 二) 批量的将Key(索引键值)发送到Multi-Range Read(MXC60PRADO)接口。

  • 三) Multi-Range
    Read(M路虎极光智跑)通过收取的Key,依照其相应的ROWID举办排序,然后再进行多少的读取操作。

  • 4) 再次回到结果集给客户端。

Batched Key Access Join算法的实质上来讲仍然Simple Nested-Loops
Join算法,其发生的尺度为在那之中表上有索引,并且该索引为非主键,并且连接须要拜访内部表主键上的目录。那时Batched
Key Access Join算法会调用Multi-Range
Read(MHighlanderLAND)接口,批量的实行索引键的非凡和主键索引上获取数据的操作,以此来抓实联接的实行效用,因为读取数据是以1壹磁盘IO而不是即兴磁盘IO进行的。

使用BKA时,join_buffer_size的值定义了对存款和储蓄引擎的各样请求中批量密钥的深浅。缓冲区越大,对连年操作的左侧表的相继访问就越来越多,这能够显着升高质量。

要使用BKA,必须将optimizer_switch系统变量的batched_key_access标记设置为on。
BKA使用MHummerH二LAND,因而mrr标记也非得张开。近年来,M凯雷德Lacrosse的基金猜测过于悲观。由此,mrr_cost_based也非得关闭技艺使用BKA。

以下设置启用BKA:

mysql> SET optimizer_switch='mrr=on,mrr_cost_based=off,batched_key_access=on';

 

在EXPLAIN输出中,当Extra值包含Using join buffer(Batched Key Access)且类型值为refeq_ref时,表示使用BKA。

示例:

mysql> show index from employees;
+-----------+------------+----------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| Table     | Non_unique | Key_name       | Seq_in_index | Column_name | Collation | Cardinality | Sub_part | Packed | Null | Index_type | Comment | Index_comment |
+-----------+------------+----------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
| employees |          0 | PRIMARY        |            1 | emp_no      | A         |      298936 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
| employees |          1 | idx_name       |            1 | last_name   | A         |        1679 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
| employees |          1 | idx_name       |            2 | first_name  | A         |      277495 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
| employees |          1 | idx_birth_date |            1 | birth_date  | A         |        4758 |     NULL | NULL   |      | BTREE      |         |               |
+-----------+------------+----------------+--------------+-------------+-----------+-------------+----------+--------+------+------------+---------+---------------+
4 rows in set (0.00 sec)


mysql> explain SELECT a.gender, b.dept_no FROM employees a, dept_emp b WHERE a.birth_date = b.from_date;
+----+-------------+-------+------------+------+----------------+----------------+---------+-----------------------+--------+----------+-------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys  | key            | key_len | ref                   | rows   | filtered | Extra |
+----+-------------+-------+------------+------+----------------+----------------+---------+-----------------------+--------+----------+-------+
|  1 | SIMPLE      | b     | NULL       | ALL  | NULL           | NULL           | NULL    | NULL                  | 331143 |   100.00 | NULL  |
|  1 | SIMPLE      | a     | NULL       | ref  | idx_birth_date | idx_birth_date | 3       | employees.b.from_date |     62 |   100.00 | NULL  |
+----+-------------+-------+------------+------+----------------+----------------+---------+-----------------------+--------+----------+-------+

#使用hint,强制走bka

mysql> explain SELECT /*+ bka(a)*/ a.gender, b.dept_no FROM employees a, dept_emp b WHERE a.birth_date = b.from_date;
+----+-------------+-------+------------+------+----------------+----------------+---------+-----------------------+--------+----------+----------------------------------------+
| id | select_type | table | partitions | type | possible_keys  | key            | key_len | ref                   | rows   | filtered | Extra                                  |
+----+-------------+-------+------------+------+----------------+----------------+---------+-----------------------+--------+----------+----------------------------------------+
|  1 | SIMPLE      | b     | NULL       | ALL  | NULL           | NULL           | NULL    | NULL                  | 331143 |   100.00 | NULL                                   |
|  1 | SIMPLE      | a     | NULL       | ref  | idx_birth_date | idx_birth_date | 3       | employees.b.from_date |     62 |   100.00 | Using join buffer (Batched Key Access) |
+----+-------------+-------+------------+------+----------------+----------------+---------+-----------------------+--------+----------+----------------------------------------+
2 rows in set, 1 warning (0.00 sec)

 

BNL和BKA算法的优化器Hint

除开使用optimizer_switch系统变量来支配优化程序在对话范围内使用BNL和BKA算法之外,MySQL还帮衬优化程序提示,以便在各类语句的根底上影响优化程序。
请参见“优化程序Hint”

要采纳BNL或BKA提醒为外部联接的别样内部表启用联接缓冲,必须为外部联接的富有内部表启用联接缓冲。

图片 1

使用qb_name

SELECT /*+ QB_NAME(qb1) MRR(@qb1 t1) BKA(@qb2) NO_MRR(@qb3t1 idx1, id2) */ ...
  FROM (SELECT /*+ QB_NAME(qb2) */ ...
  FROM (SELECT /*+ QB_NAME(qb3) */ ... FROM ...)) ...

 

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