SQL SERVER 2012 i nie tylko:

Transkrypt

1 SQL SERVER 2012 i nie tylko: Wstęp do planów zapytań Cezary Ołtuszyk coltuszyk.wordpress.com

2 Kilka słów o mnie Starszy Administrator Baz Danych w firmie BEST S.A. (Bazy danych > 1TB) Konsultant z zakresu SQL Server (tuning, troubleshooting, wirtualizacja) Posiadacz certyfikatów MCITP/MCTS z dziedziny SQL Server, HYPER-V, Windows Server Prelegent na konferencjach informatycznych i spotkaniach grup pasjonackich Autor artykułów i blogger (wss.pl, coltuszyk.wordpress.com)

3 Plan spotkania I. Wprowadzenie do tematu (mierzenie wydajności) II. III. IV. Czytanie i wybieranie danych Łączenie tabel Grupowanie i sortowanie wartości V. Podsumowanie

4 Wprowadzenie do tematu (mierzenie wydajnosci) Jednym często zadawanych pytań podczas tworzenia oprogramowania jest następujące zdanie: Dlaczego moje zapytanie trwa tak długo? Niestety nie ma na nie uniwersalnej odpowiedzi Są natomiast narzędzia, które pozwalają nam znaleźć odpowiedź dla danego przypadku.

5 Wprowadzenie do tematu (mierzenie wydajności) Zanim zaczniemy poprawiać nasze zapytania, powinniśmy wiedzieć jak można mierzyć ich wydajność: Czas wykonania zapytań SQL Ilość odczytanych danych Czas zajętości procesora Plan wykonania instrukcji Plany wykonania są zarówno miarą jak i wyjaśnieniem zagadki związanej z wydajnością

6 Czytanie danych Podstawową jednostką zapisu i odczytu w SQL Server jest strona, która zawiera 8KB danych. Czytając dane z tabeli, tak naprawdę (fizycznie) czytamy 8KB strony. Data Pages Page 1 Page 2 Page 3 Con Funk Russo Woods Akers Funk Woods Barr Smith Martin Page 4 Page 5 Page 6 Smith Owen Jones Martin Pica Jones Smith Ganio Jones Hall Nasze zabiegi związane z przyśpieszeniem odczytu będą wiązały się ze zmniejszeniem ilość stron, które należy przeczytać aby wybrać interesujące nas informacje.

7 Czytanie danych Operatory Table Skan, Clustered Index Scan i Index Scan świadczą o tym, że SQL Server czyta cały indeks lub całą tabelę w celu podania interesujących nas wartości. Przeciwieństwem operatorów skanujących są operacje typu Seek. Operatory Clustered Index Seek oraz Index Seek mówią nam, że silnik baz danych wie, gdzie znajdują się odpowiednie dane. Nowością wprowadzoną w SQL Server 2012 jest operator Columnstore Index Scan. W przypadku, gdy wybieramy dużą ilość danych z hurtowni, to będzie to prawdopodobnie najefektywniejsza metoda dostępu.

8 Łączenie tabel Pierwszą rzeczą jaką trzeba powiedzieć na temat łączenia tabel jest rozróżnienie logicznego operatora łączenia od jego fizycznej implementacji. Logiczne operatory łączenia to: INNER JOIN, LEFT JOIN, RIGHT JOIN, FULL JOIN i CROSS JOIN. Są one używane podczas tworzenia instrukcji T-SQL. W momencie wykonania SQL Server realizując dane łączenie logiczne korzysta z jednego z trzech operatorów fizycznych: Nested Loops, Hash Match, Merge Join Przykład: Programista napisał instrukcję zawierającą łączenie logiczne LEFT JOIN, SQL Server aby podać wynik użył operatora Nested Loops

9 Łączenie tabel Łączenie tabel za pomocą operatora Nested Loops polega na wybraniu odpowiedniego wiersza z tabeli A, a następnie przeszukaniu tabeli B w celu znalezienia pasujących wierszy. Ci z was, którzy zetknęli się z algorytmiką już się pewnie domyślają jaka jest złożoność obliczeniowa tego rozwiązania ( A x B) i kiedy plan używający Nested Loops jest optymalny. Przykład: Dwie tabele po 1000 rekordów mogą dać łącznie milion porównań podczas łączenia Nested Loops (1000*1000 = )

10 Łączenie tabel Algorytm łączenia za pomocą operatora Hash Match wygląda następująco: 1. Pobierane są dane z tabeli A, dla których SQL Server używa funkcji haszującej w celu zbudowania odpowiednich kubełków 2. Pobierane są kolejne wiersze tabeli B, dla których wyliczana jest ta sama funkcja haszująca w celu dopasowania do odpowiedniego kubełka (tabeli A) 3. Dane tabeli A i B są łączone wewnątrz kubełków w celu podania wyniku Co nam daje takie podejście? - Mniej porównań podczas łączenia!!! (i większe zużycie procesora)

11 Łączenietabel Łączenie tabel za pomocą operatora Merge Join można porównać do działania algorytmu sortowania przez scalanie: 0. Obie tabele muszą być posortowane!!!! 1. Pobieramy pierwszy wiersz z tabeli A i porównujemy go z pierwszym wierszem tabeli B 2. Jeżeli porównywalne wartość jest równa, to brane wiersz jest dodawany do wyniku 3. Jeżeli wartości są różne, to wartość mniejsza jest odrzucana na rzecz kolejnego wiersza danej tabeli Główna zaleta: liniowa złożoność obliczeniowa

12 Grupowanie i sortowanie wartości Grupowanie w SQL Server może nastąpić na dwa sposoby: 1. Za pomocą operacji Stream Aggregate, która polega na zgrupowaniu wcześniej posortowanych wartości 2. Z użyciem funkcji haszującej ( Hash Match ), która grupuje dane do odpowiednich kubełków, a następnie wyliczy agregację W momencie, gdy dysponujemy już wstępnie posortowanymi wartościami (np. pobierając dane z odpowiednio przygotowanego indeksu), to operacja Stream Aggregate jest szybsza.

13 Grupowanie i sortowanie wartości Sortowanie danych może się odbywać w sposób jawny, lub też ukryty przed programistą: 1. Sposób jawny polega na użyciu specjalnego operatora Sort, który poukłada rekordy według zadanych kryteriów 2. Sposób niejawny to po prostu przeczytanie danych z indeksu, który ma logiczny porządek zgodny z naszymi wymaganiami Zadanie: Czy instrukcja typu SELECT * FROM tabela zwróci rekordy ułożone w określonym porządku? (np. posortowane wg. klucza głównego tabeli) Bazując na planach zapytań można poznać odpowiedź

14 Podsumowanie Graficzne plany wykonania są doskonałym narzędziem pozwalającym na badanie problemów wydajnościowych kodu SQL Analizując plany zapytań zwróćmy uwagę na to, czy nie czytamy zbyt dużej ilości niepotrzebnych danych Każdy z fizycznych operatorów łączenia tabel jest OK, pod warunkiem, że korzystamy z niego w odpowiednich sytuacjach Operacje grupowania i sortowania potrafią bazować na wstępnym przygotowaniu rekordów