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干涉MySQL優化器使用hash join的方法

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2022-09-15 16:15:012216瀏覽

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前言

資料庫的優化器相當於人類的大腦,大部分時候都能做出正確的決策,制定正確的執行計劃,走出一條高效的路,但是它畢竟是基於某些固定的規則、演算法來做的判斷,有時候並沒有我們人腦思維靈活,當我們確定優化器選擇執行計劃錯誤時該怎麼辦呢,語句上加hint,提示它選擇哪條路是一種常見的最佳化方法。

我們知道Oracle提供了比較靈活的hint提示來指示優化器在多表連接時選擇哪種表連接方式,例如use_nlno_use_nl控制是否使用Nest Loop Join,use_hash,no_use_hash控制是否使用hash join。

但MySQL長期以來只有一種表連接方式,那就是Nest Loop Join,直到MySQL8.0.18版本才出現了hash join, 所以MySQL在控製表連接方式上沒有提供那麼多豐富的hint給我們使用,hash_joinno_hash_join的hint只是驚鴻一瞥,只在8.0.18版本存在,8.0.19及後面的版本又將這個hint給廢棄了,那如果我們想讓兩個表做hash join該怎麼辦呢?

實驗

我們來以MySQL8.0.25的單機環境做一個實驗。建兩個表,分別插入10000行數據,使用主鍵做這兩個表的關聯查詢。

create table t1(id int primary key,c1 int,c2 int);
create table t2(id int primary key,c1 int,c2 int);
delimiter //
CREATE PROCEDURE p_test()
BEGIN
declare i int;
set i=1;
while i<10001 do
insert into t1 values(i,i,i);
insert into t2 values(i,i,i);
SET i = i + 1;
end while;
END;
//
delimiter ;

查詢兩表使用主鍵字段關聯查詢時實際的執行計劃,如下圖所示:

查詢兩表使用非索引字段關聯查詢時實際的執行計劃,如下圖所示:

從執行計劃可以看出,被驅動表的關聯欄位上有索引,優化器在選擇表連接方式時會傾向於選擇Nest Loop Join,當沒有可用索引時傾向於選擇hash join。

基於這一點那我們可以使用no_index提示來禁止語句使用關聯欄位的索引。

從上面的執行計劃可以看出使用no_index提示後,優化器選擇了使用hash join。

當索引的選擇性不好時,優化器選擇使用索引來做Nest Loop Join是效率是很低的。

我們將實驗的兩個表中c1列的資料做一下更改,使其選擇性變差,並在c1列上建立普通索引。

update t1 set c1=1 where id<5000;
update t2 set c1=1 where id<5000;
create index idx_t1 on t1(c1);
create index idx_t2 on t2(c1);

當我們執行sql :

select t1.*,t2.* from t1 join t2 on t1.c1=t2.c1;

這個查詢結果會回傳大量數據,被驅動表的關聯欄位c1列的索引選擇性差,此時選擇hash join是更明智的選擇,但是優化器會選擇走Nest Loop Join。我們可以透過實驗驗證一下hash join 與 Nest Loop Join的效能差異。

可以看出使用hash join的耗時是使用Nest Loop Join的1/6,但是優化器根據成本估算時,使用Nest Loop Join的成本要比使用hash join的成本低很多,所以會去選擇Nest Loop Join,這個時候就需要加上hint 提示禁止使用關聯字段的索引,被驅動表上每次都全表掃描的代價是很高的,這樣優化器估算後就會選擇走hash join。

MySQL官方文件裡提到用BNLNO_BNL的hint提示來影響hash join的最佳化,但經過實驗證明,在表格連接關聯欄位上沒有可用索引時,優化器估算成本後不會對被驅動表使用​​BNL全表掃描的方式做嵌套循環連接,而是會選擇使用hash join,那這樣NO_BNL在這個場景下就沒有用武之地了。

那既然不用這個索引,把這個索引去掉不就可以了嗎?為什麼非要使用no_index的hint提示呢,我們要知道業務使用的場景何其多,此處不用,別處使用了這個索引效率可能會有大的提升啊,這個時候就凸顯了hint的優勢,只需要控制此語句的使用就好了。

總結

Nest Loop Join有其優勢,它是response最快的連接方式,適用於傳回資料量小的場景。當兩個大表連接,返回大量數據,且關聯字段的索引比較低效時,使用hash join就會比較高效,我們可以使用no_index的hint提示禁用關聯字段的低效索引,促使優化器選擇hash join 。

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