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Optimizer Hints |
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TiDB 支持 Optimizer Hints 语法,它基于 MySQL 5.7 中介绍的类似 comment 的语法,例如 /*+ HINT_NAME(t1, t2) */
。当 TiDB 优化器选择的不是最优查询计划时,建议使用 Optimizer Hints。
注意:
MySQL 命令行客户端在 5.7.7 版本之前默认清除了 Optimizer Hints。如果需要在这些早期版本的客户端中使用
Hint
语法,需要在启动客户端时加上--comments
选项,例如mysql -h 127.0.0.1 -P 4000 -uroot --comments
。
Optimizer Hints 不区分大小写,通过 /*+ ... */
注释的形式跟在 SELECT
、UPDATE
或 DELETE
关键字的后面。INSERT
关键字后不支持 Optimizer Hints。
多个不同的 Hint 之间需用逗号隔开,例如:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ USE_INDEX(t1, idx1), HASH_AGG(), HASH_JOIN(t1) */ count(*) FROM t t1, t t2 WHERE t1.a = t2.b;
可以通过 Explain
/Explain Analyze
语句的输出,来查看 Optimizer Hints 对查询执行计划的影响。
如果 Optimizer Hints 包含语法错误或不完整,查询语句不会报错,而是按照没有 Optimizer Hints 的情况执行。如果 Hint 不适用于当前语句,TiDB 会返回 Warning,用户可以在查询结束后通过 Show Warnings
命令查看具体信息。
注意:
如果注释不是跟在指定的关键字后,会被当作是普通的 MySQL comment,注释不会生效,且不会上报 warning。
TiDB 目前支持的 Optimizer Hints 根据生效范围的不同可以划分为两类:第一类是在查询块范围生效的 Hint,例如 /*+ HASH_AGG() */
;第二类是在整个查询范围生效的 Hint,例如 /*+ MEMORY_QUOTA(1024 MB)*/
。
每条语句中每一个查询和子查询都对应着一个不同的查询块,每个查询块有自己对应的名字。以下面这条语句为例:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT * FROM (SELECT * FROM t) t1, (SELECT * FROM t) t2;
该查询语句有 3 个查询块,最外面一层 SELECT
所在的查询块的名字为 sel_1
,两个 SELECT
子查询的名字依次为 sel_2
和 sel_3
。其中数字序号根据 SELECT
出现的位置从左到右计数。如果分别用 DELETE
和 UPDATE
查询替代第一个 SELECT
查询,则对应的查询块名字分别为 del_1
和 upd_1
。
这类 Hint 可以跟在查询语句中任意 SELECT
、UPDATE
或 DELETE
关键字的后面。通过在 Hint 中使用查询块名字可以控制 Hint 的生效范围,以及准确标识查询中的每一个表(有可能表的名字或者别名相同),方便明确 Hint 的参数指向。若不显式地在 Hint 中指定查询块,Hint 默认作用于当前查询块。以如下查询为例:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ HASH_JOIN(@sel_1 t1@sel_1, t3) */ * FROM (SELECT t1.a, t1.b FROM t t1, t t2 WHERE t1.a = t2.a) t1, t t3 WHERE t1.b = t3.b;
该 Hint 在 sel_1
这个查询块中生效,参数分别为 sel_1
中的 t1
表(sel_2
中也有一个 t1
表)和 t3
表。
如上例所述,在 Hint 中使用查询块名字的方式有两种:第一种是作为 Hint 的第一个参数,与其他参数用空格隔开。除 QB_NAME
外,本节所列的所有 Hint 除自身明确列出的参数外都有一个隐藏的可选参数 @QB_NAME
,通过使用这个参数可以指定该 Hint 的生效范围;第二种在 Hint 中使用查询块名字的方式是在参数中的某一个表名后面加 @QB_NAME
,用以明确指出该参数是哪个查询块中的表。
注意:
Hint 声明的位置必须在指定生效的查询块之中或之前,不能是在之后的查询块中,否则无法生效。
当查询语句是包含多层嵌套子查询的复杂语句时,识别某个查询块的序号和名字很可能会出错,Hint QB_NAME
可以方便我们使用查询块。QB_NAME
是 Query Block Name 的缩写,用于为某个查询块指定新的名字,同时查询块原本默认的名字依然有效。例如:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ QB_NAME(QB1) */ * FROM (SELECT * FROM t) t1, (SELECT * FROM t) t2;
这条 Hint 将最外层 SELECT
查询块的命名为 QB1
,此时 QB1
和默认名称 sel_1
对于这个查询块来说都是有效的。
注意:
上述例子中,如果指定的
QB_NAME
为sel_2
,并且不给原本sel_2
对应的第二个查询块指定新的QB_NAME
,则第二个查询块的默认名字sel_2
会失效。
MERGE_JOIN(t1_name [, tl_name ...])
提示优化器对指定表使用 Sort Merge Join 算法。这个算法通常会占用更少的内存,但执行时间会更久。当数据量太大,或系统内存不足时,建议尝试使用。例如:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ MERGE_JOIN(t1, t2) */ * FROM t1, t2 WHERE t1.id = t2.id;
注意:
MERGE_JOIN
的别名是TIDB_SMJ
,在 3.0.x 及之前版本仅支持使用该别名;之后的版本同时支持使用这两种名称,但推荐使用MERGE_JOIN
。
INL_JOIN(t1_name [, tl_name ...])
提示优化器对指定表使用 Index Nested Loop Join 算法。这个算法可能会在某些场景更快,消耗更少系统资源,有的场景会更慢,消耗更多系统资源。对于外表经过 WHERE 条件过滤后结果集较小(小于 1 万行)的场景,可以尝试使用。例如:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ INL_JOIN(t1, t2) */ * FROM t1, t2 WHERE t1.id = t2.id;
INL_JOIN()
中的参数是建立查询计划时内表的候选表,比如 INL_JOIN(t1)
只会考虑使用 t1 作为内表构建查询计划。表如果指定了别名,就只能使用表的别名作为 INL_JOIN()
的参数;如果没有指定别名,则用表的本名作为其参数。比如在 SELECT /*+ INL_JOIN(t1) */ * FROM t t1, t t2 WHERE t1.a = t2.b;
中,INL_JOIN()
的参数只能使用 t 的别名 t1 或 t2,不能用 t。
注意:
INL_JOIN
的别名是TIDB_INLJ
,在 3.0.x 及之前版本仅支持使用该别名;之后的版本同时支持使用这两种名称,但推荐使用INL_JOIN
。
INL_HASH_JOIN(t1_name [, tl_name])
提示优化器使用 Index Nested Loop Hash Join 算法。该算法与 Index Nested Loop Join 使用条件完全一样,两者的区别是 INL_JOIN
会在连接的内表上建哈希表,而 INL_HASH_JOIN
会在连接的外表上建哈希表,后者对于内存的使用是有固定上限的,而前者使用的内存使用取决于内表匹配到的行数。
HASH_JOIN(t1_name [, tl_name ...])
提示优化器对指定表使用 Hash Join 算法。这个算法多线程并发执行,执行速度较快,但会消耗较多内存。例如:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ HASH_JOIN(t1, t2) */ * FROM t1, t2 WHERE t1.id = t2.id;
注意:
HASH_JOIN
的别名是TIDB_HJ
,在 3.0.x 及之前版本仅支持使用该别名;之后的版本同时支持使用这两种名称,推荐使用HASH_JOIN
。
HASH_JOIN_BUILD(t1_name [, tl_name ...])
提示优化器对指定表使用 Hash Join 算法,同时将指定表作为 Hash Join 算法的 Build 端,即用指定表来构建哈希表。例如:
SELECT /*+ HASH_JOIN_BUILD(t1) */ * FROM t1, t2 WHERE t1.id = t2.id;
HASH_JOIN_PROBE(t1_name [, tl_name ...])
提示优化器对指定表使用 Hash Join 算法,同时将指定表作为 Hash Join 算法的探测(Probe)端,即用指定表作为探测端来执行 Hash Join 算法。例如:
SELECT /*+ HASH_JOIN_PROBE(t2) */ * FROM t1, t2 WHERE t1.id = t2.id;
SEMI_JOIN_REWRITE()
提示优化器将查询语句中的半连接 (Semi Join) 改写为普通的内连接。目前该 Hint 只作用于 EXISTS
子查询。
如果不使用该 Hint 进行改写,Semi Join 在选择 Hash Join 的执行方式时,只能够使用子查询构建哈希表,因此在子查询比外查询结果集大时,执行速度可能会不及预期。Semi Join 在选择 Index Join 的执行方式时,只能够使用外查询作为驱动表,因此在子查询比外查询结果集小时,执行速度可能会不及预期。
在使用了 SEMI_JOIN_REWRITE()
进行改写后,优化器便可以扩大选择范围,选择更好的执行方式。
{{< copyable "sql" >}}
-- 不使用 SEMI_JOIN_REWRITE() 进行改写
EXPLAIN SELECT * FROM t WHERE EXISTS (SELECT 1 FROM t1 WHERE t1.a = t.a);
+-----------------------------+---------+-----------+------------------------+---------------------------------------------------+
| id | estRows | task | access object | operator info |
+-----------------------------+---------+-----------+------------------------+---------------------------------------------------+
| MergeJoin_9 | 7992.00 | root | | semi join, left key:test.t.a, right key:test.t1.a |
| ├─IndexReader_25(Build) | 9990.00 | root | | index:IndexFullScan_24 |
| │ └─IndexFullScan_24 | 9990.00 | cop[tikv] | table:t1, index:idx(a) | keep order:true, stats:pseudo |
| └─IndexReader_23(Probe) | 9990.00 | root | | index:IndexFullScan_22 |
| └─IndexFullScan_22 | 9990.00 | cop[tikv] | table:t, index:idx(a) | keep order:true, stats:pseudo |
+-----------------------------+---------+-----------+------------------------+---------------------------------------------------+
{{< copyable "sql" >}}
-- 使用 SEMI_JOIN_REWRITE() 进行改写
EXPLAIN SELECT * FROM t WHERE EXISTS (SELECT /*+ SEMI_JOIN_REWRITE() */ 1 FROM t1 WHERE t1.a = t.a);
+------------------------------+---------+-----------+------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| id | estRows | task | access object | operator info |
+------------------------------+---------+-----------+------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| IndexJoin_16 | 1.25 | root | | inner join, inner:IndexReader_15, outer key:test.t1.a, inner key:test.t.a, equal cond:eq(test.t1.a, test.t.a) |
| ├─StreamAgg_39(Build) | 1.00 | root | | group by:test.t1.a, funcs:firstrow(test.t1.a)->test.t1.a |
| │ └─IndexReader_34 | 1.00 | root | | index:IndexFullScan_33 |
| │ └─IndexFullScan_33 | 1.00 | cop[tikv] | table:t1, index:idx(a) | keep order:true |
| └─IndexReader_15(Probe) | 1.25 | root | | index:Selection_14 |
| └─Selection_14 | 1.25 | cop[tikv] | | not(isnull(test.t.a)) |
| └─IndexRangeScan_13 | 1.25 | cop[tikv] | table:t, index:idx(a) | range: decided by [eq(test.t.a, test.t1.a)], keep order:false, stats:pseudo |
+------------------------------+---------+-----------+------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
在上述例子中可以看到,在使用了 Hint 之后,TiDB 可以选择由表 t1
作为驱动表的 IndexJoin 的执行方式。
HASH_AGG()
提示优化器对指定查询块中所有聚合函数使用 Hash Aggregation 算法。这个算法多线程并发执行,执行速度较快,但会消耗较多内存。例如:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ HASH_AGG() */ count(*) FROM t1, t2 WHERE t1.a > 10 GROUP BY t1.id;
STREAM_AGG()
提示优化器对指定查询块中所有聚合函数使用 Stream Aggregation 算法。这个算法通常会占用更少的内存,但执行时间会更久。数据量太大,或系统内存不足时,建议尝试使用。例如:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ STREAM_AGG() */ count(*) FROM t1, t2 WHERE t1.a > 10 GROUP BY t1.id;
USE_INDEX(t1_name, idx1_name [, idx2_name ...])
提示优化器对指定表仅使用给出的索引。
下面例子的效果等价于 SELECT * FROM t t1 use index(idx1, idx2);
:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ USE_INDEX(t1, idx1, idx2) */ * FROM t1;
注意:
当该 Hint 中只指定表名,不指定索引名时,表示不考虑使用任何索引,而是选择全表扫。
FORCE_INDEX(t1_name, idx1_name [, idx2_name ...])
提示优化器对指定表仅使用给出的索引。
FORCE_INDEX(t1_name, idx1_name [, idx2_name ...])
的使用方法、作用和 USE_INDEX(t1_name, idx1_name [, idx2_name ...])
相同。
以下四个查询语句的效果相同:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ USE_INDEX(t, idx1) */ * FROM t;
SELECT /*+ FORCE_INDEX(t, idx1) */ * FROM t;
SELECT * FROM t use index(idx1);
SELECT * FROM t force index(idx1);
IGNORE_INDEX(t1_name, idx1_name [, idx2_name ...])
提示优化器对指定表忽略给出的索引。
下面例子的效果等价于 SELECT * FROM t t1 ignore index(idx1, idx2);
:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ IGNORE_INDEX(t1, idx1, idx2) */ * FROM t t1;
AGG_TO_COP()
提示优化器将指定查询块中的聚合函数下推到 coprocessor。如果优化器没有下推某些适合下推的聚合函数,建议尝试使用。例如:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ AGG_TO_COP() */ sum(t1.a) FROM t t1;
LIMIT_TO_COP()
提示优化器将指定查询块中的 Limit
和 TopN
算子下推到 coprocessor。优化器没有下推 Limit
或者 TopN
算子时建议尝试使用该提示。例如:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ LIMIT_TO_COP() */ * FROM t WHERE a = 1 AND b > 10 ORDER BY c LIMIT 1;
READ_FROM_STORAGE(TIFLASH[t1_name [, tl_name ...]], TIKV[t2_name [, tl_name ...]])
提示优化器从指定的存储引擎来读取指定的表,目前支持的存储引擎参数有 TIKV
和 TIFLASH
。如果为表指定了别名,就只能使用表的别名作为 READ_FROM_STORAGE()
的参数;如果没有指定别名,则用表的本名作为其参数。例如:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ READ_FROM_STORAGE(TIFLASH[t1], TIKV[t2]) */ t1.a FROM t t1, t t2 WHERE t1.a = t2.a;
注意:
如果需要提示优化器使用的表不在同一个数据库内,需要显式指定数据库名。例如
SELECT /*+ READ_FROM_STORAGE(TIFLASH[test1.t1,test2.t2]) */ t1.a FROM test1.t t1, test2.t t2 WHERE t1.a = t2.a;
。
USE_INDEX_MERGE(t1_name, idx1_name [, idx2_name ...])
提示优化器通过 index merge 的方式来访问指定的表,其中索引列表为可选参数。若显式地指出索引列表,会尝试在索引列表中选取索引来构建 index merge。若不给出索引列表,会尝试在所有可用的索引中选取索引来构建 index merge。例如:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ USE_INDEX_MERGE(t1, idx_a, idx_b, idx_c) */ * FROM t1 WHERE t1.a > 10 OR t1.b > 10;
当对同一张表有多个 USE_INDEX_MERGE
Hint 时,优化器会从这些 Hint 指定的索引列表的并集中尝试选取索引。
注意:
USE_INDEX_MERGE
的参数是索引名,而不是列名。对于主键索引,索引名为primary
。
目前该 Hint 生效的条件较为苛刻,包括:
- 如果查询有除了全表扫以外的单索引扫描方式可以选择,优化器不会选择 index merge;
LEADING(t1_name [, tl_name ...])
提示优化器在生成多表连接的执行计划时,按照 hint 中表名出现的顺序来确定多表连接的顺序。例如:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ LEADING(t1, t2) */ * FROM t1, t2, t3 WHERE t1.id = t2.id and t2.id = t3.id;
在以上多表连接查询语句中,LEADING()
中表出现的顺序决定了优化器将会先对表 t1
和 t2
进行连接,再将结果和表 t3
进行连接。该 hint 比 STRAIGHT_JOIN
更为通用。
LEADING
hint 在以下情况下会失效:
- 指定了多个
LEADING
hint LEADING
hint 中指定的表名不存在LEADING
hint 中指定了重复的表名- 优化器无法按照
LEADING
hint 指定的顺序进行表连接 - 已经存在
straight_join()
hint - 查询语句中包含 outer join 且同时指定了包含笛卡尔积的情况
- 和选择 join 算法的 hint(即
MERGE_JOIN
、INL_JOIN
、INL_HASH_JOIN
、HASH_JOIN
)同时使用时
当出现了上述失效的情况,会输出 warning 警告。
-- 指定了多个 LEADING hint
SELECT /*+ LEADING(t1, t2) LEADING(t3) */ * FROM t1, t2, t3 WHERE t1.id = t2.id and t2.id = t3.id;
-- 通过执行 `show warnings` 了解具体产生冲突的原因
SHOW WARNINGS;
+---------+------+-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Level | Code | Message |
+---------+------+-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Warning | 1815 | We can only use one leading hint at most, when multiple leading hints are used, all leading hints will be invalid |
+---------+------+-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
注意:
如果查询语句中包含了 outer join,你只能在 hint 中指定可以用于交换连接顺序的表。如果 hint 中存在不能用于交换的表,则该 hint 会失效。例如在
SELECT * FROM t1 LEFT JOIN (t2 JOIN t3 JOIN t4) ON t1.a = t2.a;
中,如果想要控制t2
、t3
、t4
表的连接顺序,那么在使用LEADING
hint 时,hint 中不能出现t1
表。
在含有公共表表达式的查询中使用 MERGE()
hint,可关闭对当前子查询的物化过程,并将内部查询的内联展开到外部查询。该 hint 适用于非递归的公共表表达式查询,在某些场景下,使用该 hint 会比默认分配一块临时空间的语句执行效率更高。例如将外部查询的条件下推或在嵌套的 CTE 查询中:
{{< copyable "sql" >}}
-- 使用 hint 将外部查询条件的谓词下推
WITH CTE AS (SELECT /*+ MERGE() */ * FROM tc WHERE tc.a < 60) SELECT * FROM CTE WHERE CTE.a <18;
-- 在嵌套 CTE 查询中使用该 hint 来指定将某个 CTE 内联展开到外部查询
WITH CTE1 AS (SELECT * FROM t1), CTE2 AS (WITH CTE3 AS (SELECT /*+ MERGE() */ * FROM t2), CTE4 AS (SELECT * FROM t3) SELECT * FROM CTE3, CTE4) SELECT * FROM CTE1, CTE2;
注意:
MERGE()
只适用于简单的 CTE 查询,在以下情况下无法使用该 hint:
- 递归的 CTE 查询
- 子查询中有无法进行内联展开的部分,例如聚合算子、窗口函数以及
DINSTINCT
等当 CTE 引用次数过多时,查询性能可能低于默认的物化方式。
这类 Hint 只能跟在语句中第一个 SELECT
、UPDATE
或 DELETE
关键字的后面,等同于在当前这条查询运行时对指定的系统变量进行修改,其优先级高于现有系统变量的值。
注意:
这类 Hint 虽然也有隐藏的可选变量
@QB_NAME
,但就算指定了该值,Hint 还是会在整个查询范围生效。
NO_INDEX_MERGE()
会关闭优化器的 index merge 功能。
下面的例子不会使用 index merge:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ NO_INDEX_MERGE() */ * FROM t WHERE t.a > 0 or t.b > 0;
除了 Hint 外,系统变量 tidb_enable_index_merge
也能决定是否开启该功能。
注意:
NO_INDEX_MERGE
优先级高于USE_INDEX_MERGE
,当这两类 Hint 同时存在时,USE_INDEX_MERGE
不会生效。- 当存在子查询时,
NO_INDEX_MERGE
放在最外层才能生效。
参数 boolean_value
可以是 TRUE
或者 FALSE
。USE_TOJA(TRUE)
会开启优化器尝试将 in (subquery) 条件转换为 join 和 aggregation 的功能。相对地,USE_TOJA(FALSE)
会关闭该功能。
下面的例子会将 in (SELECT t2.a FROM t2) subq
转换为等价的 join 和 aggregation:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ USE_TOJA(TRUE) */ t1.a, t1.b FROM t1 WHERE t1.a in (SELECT t2.a FROM t2) subq;
除了 Hint 外,系统变量 tidb_opt_insubq_to_join_and_agg
也能决定是否开启该功能。
MAX_EXECUTION_TIME(N)
把语句的执行时间限制在 N
毫秒以内,超时后服务器会终止这条语句的执行。
下面的 Hint 设置了 1000 毫秒(即 1 秒)超时:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ MAX_EXECUTION_TIME(1000) */ * FROM t1 inner join t2 WHERE t1.id = t2.id;
除了 Hint 之外,系统变量 global.max_execution_time
也能对语句执行时间进行限制。
MEMORY_QUOTA(N)
用于限制语句执行时的内存使用。该 Hint 支持 MB 和 GB 两种单位。内存使用超过该限制时会根据当前设置的内存超限行为来打出一条 log 或者终止语句的执行。
下面的 Hint 设置了 1024 MB 的内存限制:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ MEMORY_QUOTA(1024 MB) */ * FROM t;
除了 Hint 外,系统变量 tidb_mem_quota_query
也能限制语句执行的内存使用。
READ_CONSISTENT_REPLICA()
会开启从数据一致的 TiKV follower 节点读取数据的特性。
下面的例子会从 follower 节点读取数据:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ READ_CONSISTENT_REPLICA() */ * FROM t;
除了 Hint 外,环境变量 tidb_replica_read
设为 'follower'
或者 'leader'
也能决定是否开启该特性。
IGNORE_PLAN_CACHE()
提示优化器在处理当前 prepare
语句时不使用 plan cache。
该 Hint 用于在 Prepared Plan Cache 开启的场景下临时对某类查询禁用 plan cache。
以下示例强制该 prepare
语句不使用 plan cache:
{{< copyable "sql" >}}
prepare stmt FROM 'SELECT /*+ IGNORE_PLAN_CACHE() */ * FROM t WHERE t.id = ?';
STRAIGHT_JOIN()
提示优化器在生成表连接顺序时按照表名在 FROM
子句中出现的顺序进行连接。
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ STRAIGHT_JOIN() */ * FROM t t1, t t2 WHERE t1.a = t2.a;
注意:
STRAIGHT_JOIN
优先级高于LEADING
,当这两类 Hint 同时存在时,LEADING
不会生效。- 建议使用
LEADING
Hint,它比STRAIGHT_JOIN
Hint 更通用。
NTH_PLAN(N)
提示优化器选用在物理优化阶段搜索到的第 N
个物理计划。N
必须是正整数。
如果指定的 N
超出了物理优化阶段的搜索范围,TiDB 会返回 warning,并根据不存在该 Hint 时一样的策略选择最优物理计划。
该 Hint 在启用 cascades planner 的情况下不会生效。
以下示例会强制优化器在物理阶段选择搜索到的第 3 个物理计划:
{{< copyable "sql" >}}
SELECT /*+ NTH_PLAN(3) */ count(*) from t where a > 5;
注意:
NTH_PLAN(N)
主要用于测试用途,并且在未来不保证其兼容性,请谨慎使用。