OceanBase系统架构SQL执行计划

执行计划（Execution Plan）是对一条 SQL 查询语句在数据库中执行过程的描述。

用户可以通过 EXPLAIN 命令查看优化器针对指定 SQL 生成的逻辑执行计划。如果要分析某条 SQL 的性能问题，通常需要先查看 SQL 的执行计划，排查每一步 SQL 执行是否存在问题。所以读懂执行计划是 SQL 优化的先决条件，而了解执行计划的算子是理解 EXPLAIN 命令的关键。

EXPLAIN 命令格式

OceanBase 数据库的执行计划命令有三种模式：EXPLAIN BASIC、EXPLAIN 和 EXPLAIN EXTENDED。这三种模式对执行计划展现不同粒度的细节信息:

• EXPLAIN BASIC 命令用于最基本的计划展示。

• EXPLAIN EXTENDED 命令用于最详细的计划展示（通常在排查问题时使用这种展示模式）。

• EXPLAIN 命令所展示的信息可以帮助普通用户了解整个计划的执行方式。

EXPLAIN 命令格式如下：

EXPLAIN [BASIC | EXTENDED | PARTITIONS | FORMAT = format_name] [PRETTY | PRETTY_COLOR] explainable_stmt
format_name: 
  { TRADITIONAL | JSON }
explainable_stmt: 
  { SELECT statement
 | DELETE statement
 | INSERT statement
 | REPLACE statement
 | UPDATE statement }

EXPLAIN 命令适用于 SELECT、DELETE、INSERT、REPLACE 和 UPDATE 语句，显示优化器所提供的有关语句执行计划的信息，包括如何处理该语句，如何联接表以及以何种顺序联接表等信息。

一般来说，可以使用 EXPLAIN EXTENDED 命令，将表扫描的范围段展示出来。使用 EXPLAIN OUTLINE 命令可以显示 Outline 信息。

FORMAT 选项可用于选择输出格式。TRADITIONAL 表示以表格格式显示输出，这也是默认设置。JSON 表示以 JSON 格式显示信息。

使用 EXPLAIN PARTITITIONS 也可用于检查涉及分区表的查询。如果检查针对非分区表的查询，则不会产生错误，但 PARTIONS 列的值始终为 NULL。

对于复杂的执行计划，可以使用 PRETTY 或者 PRETTY_COLOR 选项将计划树中的父节点和子节点使用树线或彩色树线连接起来，使得执行计划展示更方便阅读。示例如下：

obclient> CREATE TABLE p1table(c1 INT ,c2 INT) PARTITION BY HASH(c1) PARTITIONS 2;
Query OK, 0 rows affected

obclient> CREATE TABLE p2table(c1 INT ,c2 INT) PARTITION BY HASH(c1) PARTITIONS 4;
Query OK, 0 rows affected

obclient> EXPLAIN EXTENDED PRETTY_COLOR SELECT  * FROM p1table p1 JOIN p2table p2 ON p1.c1=p2.c2\G
*************************** 1. row ***************************
Query Plan: ==========================================================
|ID|OPERATOR                     |NAME    |EST. ROWS|COST|
----------------------------------------------------------
|0 |PX COORDINATOR               |        |1        |278 |
|1 | EXCHANGE OUT DISTR          |:EX10001|1        |277 |
|2 |  HASH JOIN                  |        |1        |276 |
|3 |  ├PX PARTITION ITERATOR     |        |1        |92  |
|4 |  │ TABLE SCAN               |P1      |1        |92  |
|5 |  └EXCHANGE IN DISTR         |        |1        |184 |
|6 |    EXCHANGE OUT DISTR (PKEY)|:EX10000|1        |184 |
|7 |     PX PARTITION ITERATOR   |        |1        |183 |
|8 |      TABLE SCAN             |P2      |1        |183 |
==========================================================

Outputs & filters:
-------------------------------------
  0 - output([INTERNAL_FUNCTION(P1.C1, P1.C2, P2.C1, P2.C2)]), filter(nil)
  1 - output([INTERNAL_FUNCTION(P1.C1, P1.C2, P2.C1, P2.C2)]), filter(nil), dop=1
  2 - output([P1.C1], [P2.C2], [P1.C2], [P2.C1]), filter(nil),
      equal_conds([P1.C1 = P2.C2]), other_conds(nil)
  3 - output([P1.C1], [P1.C2]), filter(nil)
  4 - output([P1.C1], [P1.C2]), filter(nil),
      access([P1.C1], [P1.C2]), partitions(p[0-1])
  5 - output([P2.C2], [P2.C1]), filter(nil)
  6 - (#keys=1, [P2.C2]), output([P2.C2], [P2.C1]), filter(nil), dop=1
  7 - output([P2.C1], [P2.C2]), filter(nil)
  8 - output([P2.C1], [P2.C2]), filter(nil),
      access([P2.C1], [P2.C2]), partitions(p[0-3])

1 row in set 




执行计划形状与算子信息 
--------------------

OceanBase 数据库执行计划展示如下：

```sql
|ID|OPERATOR              |NAME       |EST. ROWS|COST |
-------------------------------------------------------
|0 |LIMIT                 |           |100      |81141|
|1 | TOP-N SORT           |           |100      |81127|
|2 |  HASH GROUP BY       |           |2924     |68551|
|3 |   HASH JOIN          |           |2924     |65004|
|4 |    SUBPLAN SCAN      |VIEW1      |2953     |19070|
|5 |     HASH GROUP BY    |           |2953     |18662|
|6 |      NESTED-LOOP JOIN|           |2953     |15080|
|7 |       TABLE SCAN     |ITEM       |19       |11841|
|8 |       TABLE SCAN     |STORE_SALES|161      |73   |
|9 |    TABLE SCAN        |DT         |6088     |29401|
=======================================================

由示例可见，OceanBase 数据库的计划展示与 Oracle 数据库类似。OceanBase 数据库执行计划中的各列的含义如下表所示。

说明

在表操作中，NAME 字段会显示该操作涉及的表的名称（别名），如果是使用索引访问，还会在名称后的括号中展示该索引的名称， 例如 t1(t1_c2) 表示使用了索引 t1_c2 。如果扫描的顺序是逆序，还会在后面使用 RESERVE 关键字标识，例如 t1(t1_c2,RESERVE)。

OceanBase 数据库 EXPLAIN 命令输出的第一部分是执行计划的树形结构展示。其中每一个操作在树中的层次通过其在算子中的缩进予以展示。树的层次关系用缩进来表示，层次最深的优先执行，层次相同的算子以指定算子的执行顺序为标准来执行。

上述示例查询的计划展示树如下图所示。

OceanBase 数据库 EXPLAIN 命令输出的第二部分是各操作算子的详细信息，包括输出表达式、过滤条件、分区信息以及各算子的独有信息（包括排序键、联接键、下压条件等）。示例如下：

Outputs & filters:
-------------------------------------
  0 - output([t1.c1], [t1.c2], [t2.c1], [t2.c2]), filter(nil), sort_keys([t1.c1, ASC], [t1.c2, ASC]), prefix_pos(1)
  1 - output([t1.c1], [t1.c2], [t2.c1], [t2.c2]), filter(nil),
      equal_conds([t1.c1 = t2.c2]), other_conds(nil)
  2 - output([t2.c1], [t2.c2]), filter(nil), sort_keys([t2.c2, ASC])
  3 - output([t2.c2], [t2.c1]), filter(nil),
      access([t2.c2], [t2.c1]), partitions(p0)
  4 - output([t1.c1], [t1.c2]), filter(nil),
      access([t1.c1], [t1.c2]), partitions(p0)