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Full Outer Join (Not Access or MySQL)

2019年3月20日 - MySQL

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

在MySQL中,可以利用批量密钥访问(BKA)连接算法,该算法使用对连接表的目录访问和一连缓冲区。

BKA算法协理:内连接,外接连和半连接操作,包蕴嵌套外接连。

BKA的优点:越发急忙的表扫描提升了延续属性。

其余,先前仅用于内连续的块嵌套循环(BNL)连接算法现已扩展,可用于外连接半连接操作,包括嵌套外连接

以下一些钻探了连接缓冲区管理,它是原始BNL算法增加,扩充BNL算法和BKA算法的根底。
有关半连连策略的音信,请参见“使用半老是转换优化子查询,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基础数据,然后循环从该结果集每回一条获取数据作为下1个表的过滤条件去查询数据,然后合并结果。如若有多少个表join,那么相应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三个表中继续开始展览巡回匹配,获取结果集并赶回给客户端。

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
    }
  }
 }

 

平常的Nested-Loop
Join算法贰次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算法原本只协理内连接,未来已匡助外连接半连接操作,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成套buffer中的记录做比较,能够减去内层循环的围观次数

举个简单的例子: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一千次,但假诺应用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行结果集做相比较,可以贰回性与100行数据进行比较,那样内层表其实只供给循环一千/100=11次,减弱了百分之九十。

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
      }
   }
 }

 

假定t1, t2涉企join的列长度只和为s, c为双方组合数, 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的增大而减去, 直到join
buffer能够容纳所有的t1, 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申明控制优化器是不是选用块嵌套循环算法。

暗中认可情况下,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

对于多表join语句,当MySQL使用索引访问第3个join表的时候,使用2个join
buffer来收集第三个操作对象生成的有关列值。BKA塑造好key后,批量传给引擎层做索引查找。key是透过MHavalCR-V接口提交给引擎的,那样,M奇骏福睿斯使得查询更有效用。

设若外部表扫描的是主键,那么表中的记录走访都是比较平稳的,然则假如连接的列是非主键索引,那么对于表中著录的拜会恐怕正是不行离散的。由此对于非主键索引的连片,Batched
Key Access
Join算法将能大幅增强SQL的推行功用。BKA算法扶助内接二连三,外接连和半连接操作,包罗嵌套外接连。

Batched Key Access Join算法的办事步骤如下:

Batched Key Access Join算法的本色上来说仍然Simple Nested-Loops
Join算法,其发生的规则为在那之中表上有索引,并且该索引为非主键,并且连接供给拜访内部表主键上的目录。这时Batched
Key Access Join算法会调用Multi-Range
Read(M奥迪Q7逍客)接口,批量的开始展览索引键的协作和主键索引上获取数据的操作,以此来拉长联接的推行功效,因为读取数据是以一一磁盘IO而不是不管三七二十一磁盘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类请求中批量密钥的深浅。缓冲区越大,对连日操作的左边表的相继访问就更多,那足以显着提升质量。

要使用BKA,必须将optimizer_switch系统变量的batched_key_access标明设置为on。
BKA使用M安德拉Tucson,由此mrr标志也不可能不打开。近年来,MLAND陆风X8的资金测度过于悲观。由此,mrr_cost_based也务必关闭才能选取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

除了使用optimizer_switch系统变量来支配优化程序在对话范围Nelly用BNL和BKA算法之外,MySQL还辅助优化程序提示,以便在各类语句的底蕴上海电电影发行体制片厂响优化程序。
请参见“优化程序Hint”

要采用BNL或BKA提醒为外部联接的别的内部表启用联接缓冲,必须为外部联接的持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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