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Full Outer Join (Not Access or MySQL)

2019年3月9日 - sqlite

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

在MySQL中,能够行使批量密钥访问(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算法援助:内接连,外接连和半连接操作,蕴含嵌套外接连。

BKA的优点:特别神速的表扫描升高了接二连三属性。

其它,先前仅用于内连接的块嵌套循环(BNL)连接算法现已扩张,可用以外连接半连接操作,包括嵌套外连接

以下部分探究了连接缓冲区管理,它是原始BNL算法增加,扩充BNL算法和BKA算法的底子。
有关半一连策略的新闻,请参见“使用半接连转换优化子查询,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便一条获取数据作为下一个表的过滤条件去查询数据,然后合并结果。假若有七个表join,那么应该将前方的表的结果集作为循环数据,取结果集中的每一行再到下1个表中继续进行巡回匹配,获取结果集并回到给客户端。

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
    }
  }
 }

 

万般的Nested-Loop
Join算法3遍只好将一行数据传入内部存款和储蓄器循环,所以外层循环结果集有多少行,那么内部存款和储蓄器循环就要执行稍微次。

Block Nested-Loop算法

MySQL
BNL算法原本只支持内连接,未来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一行数据与任何buffer中的记录做相比较,能够削减内层循环的围观次数

举个不难的事例:外层循环结果集有壹仟行数据,使用NLJ算法须要扫描内层表一千次,但万一运用BNL算法,则先取出外层表结果集的100行存放到join
buffer,
然后用内层表的每一行数据去和那100行结果集做比较,能够1次性与100行数据开始展览相比较,这样内层表其实只需求循环1000/100=13回,减少了十分九。

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
      }
   }
 }

 

借使t1, t2涉足join的列长度只和为s, c为两者组合数, 那么t3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的附加而裁减, 直到join
buffer能够容纳全数的t1, t2组合, 再增大join buffer size, query
的速度就不会再变快了。

 

optimizer_switch系统变量的block_nested_loop标明控制优化器是不是采纳块嵌套循环算法。

暗中同意情况下,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

对此多表join语句,当MySQL使用索引访问第四个join表的时候,使用二个join
buffer来收集第③个操作对象生成的连锁列值。BKA塑造好key后,批量传给引擎层做索引查找。key是经过M途达索罗德接口提交给引擎的,那样,MGL450Lacrosse使得查询更有效用。

若是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,然而只要连接的列是非主键索引,那么对于表中著录的拜访大概正是非常离散的。因而对于非主键索引的衔接,Batched
Key Access
Join算法将能大幅度升高SQL的实施效能。BKA算法帮衬内再三再四,外接连和半连接操作,包涵嵌套外接连。

Batched Key Access Join算法的做事步骤如下:

Batched Key Access Join算法的真面目上来说照旧Simple Nested-Loops
Join算法,其发出的口径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(M奇骏LAND)接口,批量的进展索引键的匹配和主键索引上获取数据的操作,以此来增加联接的进行功用,因为读取数据是以一一磁盘IO而不是随机磁盘IO实行的。

使用BKA时,join_buffer_size的值定义了对存储引擎的各种请求中批量密钥的深浅。缓冲区越大,对连年操作的右边表的相继访问就越来越多,那能够显着进步质量。

要使用BKA,必须将optimizer_switch系统变量的batched_key_access标志设置为on。
BKA使用M汉兰达本田CR-V,因而mrr标志也亟须打开。目前,M瑞虎本田CR-V的财力估量过于悲观。由此,mrr_cost_based也非得关闭才能动用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

除了采用optimizer_switch系统变量来控制优化程序在对话范围内选用BNL和BKA算法之外,MySQL还帮忙优化程序提醒,以便在各个语句的底蕴上海电影制片厂响优化程序。
请参见“优化程序Hint”

要选用BNL或BKA提醒为外部联接的其他内部表启用联接缓冲,必须为外部联接的保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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