パーティションのプルーニング

パーティション プルーニングは、パーティション化されたテーブルに適用されるパフォーマンスの最適化です。クエリ ステートメントのフィルター条件を分析し、必要なデータが含まれていないパーティションを考慮から除外 (プルーニング) します。不要なパーティションを削除することで、TiDB はアクセスする必要があるデータの量を削減でき、クエリの実行時間を大幅に短縮できる可能性があります。

以下は例です。

CREATE TABLE t1 ( id INT NOT NULL PRIMARY KEY, pad VARCHAR(100) ) PARTITION BY RANGE COLUMNS(id) ( PARTITION p0 VALUES LESS THAN (100), PARTITION p1 VALUES LESS THAN (200), PARTITION p2 VALUES LESS THAN (MAXVALUE) ); INSERT INTO t1 VALUES (1, 'test1'),(101, 'test2'), (201, 'test3'); EXPLAIN SELECT * FROM t1 WHERE id BETWEEN 80 AND 120;
+----------------------------+---------+-----------+------------------------+------------------------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +----------------------------+---------+-----------+------------------------+------------------------------------------------+ | PartitionUnion_8 | 80.00 | root | | | | ├─TableReader_10 | 40.00 | root | | data:TableRangeScan_9 | | │ └─TableRangeScan_9 | 40.00 | cop[tikv] | table:t1, partition:p0 | range:[80,120], keep order:false, stats:pseudo | | └─TableReader_12 | 40.00 | root | | data:TableRangeScan_11 | | └─TableRangeScan_11 | 40.00 | cop[tikv] | table:t1, partition:p1 | range:[80,120], keep order:false, stats:pseudo | +----------------------------+---------+-----------+------------------------+------------------------------------------------+ 5 rows in set (0.00 sec)

パーティションプルーニングの使用シナリオ

パーティション プルーニングの使用シナリオは、レンジ パーティション テーブルとハッシュ パーティション テーブルの 2 種類のパーティション テーブルで異なります。

ハッシュ パーティション テーブルでパーティション プルーニングを使用する

このセクションでは、ハッシュ パーティション テーブルでのパーティション プルーニングの適用可能な使用シナリオと適用できない使用シナリオについて説明します。

ハッシュ パーティション テーブルに適用されるシナリオ

パーティション プルーニングは、ハッシュ パーティション テーブルの等価比較のクエリ条件にのみ適用されます。

create table t (x int) partition by hash(x) partitions 4; explain select * from t where x = 1;
+-------------------------+----------+-----------+-----------------------+--------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +-------------------------+----------+-----------+-----------------------+--------------------------------+ | TableReader_8 | 10.00 | root | | data:Selection_7 | | └─Selection_7 | 10.00 | cop[tikv] | | eq(test.t.x, 1) | | └─TableFullScan_6 | 10000.00 | cop[tikv] | table:t, partition:p1 | keep order:false, stats:pseudo | +-------------------------+----------+-----------+-----------------------+--------------------------------+

上記の SQL ステートメントでは、条件x = 1から、すべての結果が 1 つのパーティションに収まることがわかります。値1 、Hash パーティションを通過した後のp1パーティションにあることが確認できます。したがって、スキャンする必要があるのはp1パーティションのみであり、一致する結果が得られないp2p3 、およびp4パーティションにアクセスする必要はありません。実行計画を見ると、 TableFullScan演算子は 1 つだけ現れ、 access objectにはp1パーティションが指定されているので、 partition pruning有効になっていることが確認できます。

ハッシュ パーティション テーブルに適用できないシナリオ

このセクションでは、ハッシュ パーティション テーブルでのパーティション プルーニングの適用できない 2 つの使用シナリオについて説明します。

シナリオ 1

クエリ結果が 1 つのパーティション ( inbetween><>=<=など) にのみ該当するという条件を確認できない場合は、パーティション プルーニングの最適化を使用できません。例えば:

create table t (x int) partition by hash(x) partitions 4; explain select * from t where x > 2;
+------------------------------+----------+-----------+-----------------------+--------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +------------------------------+----------+-----------+-----------------------+--------------------------------+ | Union_10 | 13333.33 | root | | | | ├─TableReader_13 | 3333.33 | root | | data:Selection_12 | | │ └─Selection_12 | 3333.33 | cop[tikv] | | gt(test.t.x, 2) | | │ └─TableFullScan_11 | 10000.00 | cop[tikv] | table:t, partition:p0 | keep order:false, stats:pseudo | | ├─TableReader_16 | 3333.33 | root | | data:Selection_15 | | │ └─Selection_15 | 3333.33 | cop[tikv] | | gt(test.t.x, 2) | | │ └─TableFullScan_14 | 10000.00 | cop[tikv] | table:t, partition:p1 | keep order:false, stats:pseudo | | ├─TableReader_19 | 3333.33 | root | | data:Selection_18 | | │ └─Selection_18 | 3333.33 | cop[tikv] | | gt(test.t.x, 2) | | │ └─TableFullScan_17 | 10000.00 | cop[tikv] | table:t, partition:p2 | keep order:false, stats:pseudo | | └─TableReader_22 | 3333.33 | root | | data:Selection_21 | | └─Selection_21 | 3333.33 | cop[tikv] | | gt(test.t.x, 2) | | └─TableFullScan_20 | 10000.00 | cop[tikv] | table:t, partition:p3 | keep order:false, stats:pseudo | +------------------------------+----------+-----------+-----------------------+--------------------------------+

この場合、条件x > 2では対応するハッシュ パーティションが確認できないため、パーティション プルーニングは適用されません。

シナリオ 2

パーティション プルーニングのルールの最適化はクエリ プランの生成フェーズ中に実行されるため、パーティション プルーニングは、フィルター条件が実行フェーズ中にのみ取得できるシナリオには適していません。例えば:

create table t (x int) partition by hash(x) partitions 4; explain select * from t2 where x = (select * from t1 where t2.x = t1.x and t2.x < 2);
+--------------------------------------+----------+-----------+------------------------+----------------------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +--------------------------------------+----------+-----------+------------------------+----------------------------------------------+ | Projection_13 | 9990.00 | root | | test.t2.x | | └─Apply_15 | 9990.00 | root | | inner join, equal:[eq(test.t2.x, test.t1.x)] | | ├─TableReader_18(Build) | 9990.00 | root | | data:Selection_17 | | │ └─Selection_17 | 9990.00 | cop[tikv] | | not(isnull(test.t2.x)) | | │ └─TableFullScan_16 | 10000.00 | cop[tikv] | table:t2 | keep order:false, stats:pseudo | | └─Selection_19(Probe) | 0.80 | root | | not(isnull(test.t1.x)) | | └─MaxOneRow_20 | 1.00 | root | | | | └─Union_21 | 2.00 | root | | | | ├─TableReader_24 | 2.00 | root | | data:Selection_23 | | │ └─Selection_23 | 2.00 | cop[tikv] | | eq(test.t2.x, test.t1.x), lt(test.t2.x, 2) | | │ └─TableFullScan_22 | 2500.00 | cop[tikv] | table:t1, partition:p0 | keep order:false, stats:pseudo | | └─TableReader_27 | 2.00 | root | | data:Selection_26 | | └─Selection_26 | 2.00 | cop[tikv] | | eq(test.t2.x, test.t1.x), lt(test.t2.x, 2) | | └─TableFullScan_25 | 2500.00 | cop[tikv] | table:t1, partition:p1 | keep order:false, stats:pseudo | +--------------------------------------+----------+-----------+------------------------+----------------------------------------------+

このクエリはt2から行を読み取るたびに、 t1のパーティションにパーティションテーブルに対してクエリを実行します。理論的には、この時点でフィルター条件t1.x = valが満たされますが、実際には、パーティション プルーニングはクエリ プランの生成フェーズでのみ有効になり、実行フェーズでは有効になりません。

レンジパーティションテーブルでパーティションプルーニングを使用する

このセクションでは、レンジ パーティション テーブルでのパーティション プルーニングの適用可能な使用シナリオと適用できない使用シナリオについて説明します。

レンジパーティションテーブルに適用できるシナリオ

このセクションでは、レンジ パーティション テーブルでのパーティション プルーニングの 3 つの適用可能な使用シナリオについて説明します。

シナリオ 1

パーティション プルーニングは、レンジ パーティション テーブルの等価比較のクエリ条件に適用されます。例えば:

create table t (x int) partition by range (x) ( partition p0 values less than (5), partition p1 values less than (10), partition p2 values less than (15) ); explain select * from t where x = 3;
+-------------------------+----------+-----------+-----------------------+--------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +-------------------------+----------+-----------+-----------------------+--------------------------------+ | TableReader_8 | 10.00 | root | | data:Selection_7 | | └─Selection_7 | 10.00 | cop[tikv] | | eq(test.t.x, 3) | | └─TableFullScan_6 | 10000.00 | cop[tikv] | table:t, partition:p0 | keep order:false, stats:pseudo | +-------------------------+----------+-----------+-----------------------+--------------------------------+

パーティション プルーニングは、 inクエリ条件を使用する等価比較にも適用されます。例えば:

create table t (x int) partition by range (x) ( partition p0 values less than (5), partition p1 values less than (10), partition p2 values less than (15) ); explain select * from t where x in(1,13);
+-----------------------------+----------+-----------+-----------------------+--------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +-----------------------------+----------+-----------+-----------------------+--------------------------------+ | Union_8 | 40.00 | root | | | | ├─TableReader_11 | 20.00 | root | | data:Selection_10 | | │ └─Selection_10 | 20.00 | cop[tikv] | | in(test.t.x, 1, 13) | | │ └─TableFullScan_9 | 10000.00 | cop[tikv] | table:t, partition:p0 | keep order:false, stats:pseudo | | └─TableReader_14 | 20.00 | root | | data:Selection_13 | | └─Selection_13 | 20.00 | cop[tikv] | | in(test.t.x, 1, 13) | | └─TableFullScan_12 | 10000.00 | cop[tikv] | table:t, partition:p2 | keep order:false, stats:pseudo | +-----------------------------+----------+-----------+-----------------------+--------------------------------+

上記の SQL ステートメントでは、条件x in(1,13)から、すべての結果がいくつかのパーティションに分類されることがわかります。分析の結果、 x = 1のすべてのレコードはp0パーティションにあり、 x = 13のすべてのレコードはp2パーティションにあることが判明したため、アクセスする必要があるのはp0p2パーティションのみです。

シナリオ 2

パーティション プルーニングはbetween><=>=<=などの間隔比較のクエリ条件に適用されます。例えば:

create table t (x int) partition by range (x) ( partition p0 values less than (5), partition p1 values less than (10), partition p2 values less than (15) ); explain select * from t where x between 7 and 14;
+-----------------------------+----------+-----------+-----------------------+-----------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +-----------------------------+----------+-----------+-----------------------+-----------------------------------+ | Union_8 | 500.00 | root | | | | ├─TableReader_11 | 250.00 | root | | data:Selection_10 | | │ └─Selection_10 | 250.00 | cop[tikv] | | ge(test.t.x, 7), le(test.t.x, 14) | | │ └─TableFullScan_9 | 10000.00 | cop[tikv] | table:t, partition:p1 | keep order:false, stats:pseudo | | └─TableReader_14 | 250.00 | root | | data:Selection_13 | | └─Selection_13 | 250.00 | cop[tikv] | | ge(test.t.x, 7), le(test.t.x, 14) | | └─TableFullScan_12 | 10000.00 | cop[tikv] | table:t, partition:p2 | keep order:false, stats:pseudo | +-----------------------------+----------+-----------+-----------------------+-----------------------------------+
シナリオ 3

パーティション プルーニングは、パーティション式がfn(col)の単純な形式で、クエリ条件が><=>= 、および<=のいずれかであり、 fn関数が単調であるシナリオに適用されます。

fn関数が単調な場合、任意のxyについて、 x > yの場合はfn(x) > fn(y)です。したがって、このfn関数は厳密に単調であると言えます。 xy場合、 x > yの場合はfn(x) >= fn(y)なります。この場合、 fn 「単調」とも言えます。理論的には、厳密かどうかにかかわらず、すべての単調関数がパーティション プルーニングによってサポートされます。現在、TiDB は次の単調関数のみをサポートしています。

たとえば、パーティション プルーニングは、パーティション式がfn(col)の形式であり、 fnが単調関数to_daysである場合に有効になります。

create table t (id datetime) partition by range (to_days(id)) ( partition p0 values less than (to_days('2020-04-01')), partition p1 values less than (to_days('2020-05-01'))); explain select * from t where id > '2020-04-18';
+-------------------------+----------+-----------+-----------------------+-------------------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +-------------------------+----------+-----------+-----------------------+-------------------------------------------+ | TableReader_8 | 3333.33 | root | | data:Selection_7 | | └─Selection_7 | 3333.33 | cop[tikv] | | gt(test.t.id, 2020-04-18 00:00:00.000000) | | └─TableFullScan_6 | 10000.00 | cop[tikv] | table:t, partition:p1 | keep order:false, stats:pseudo | +-------------------------+----------+-----------+-----------------------+-------------------------------------------+

レンジパーティションテーブルに適用できないシナリオ

パーティション プルーニングのルールの最適化はクエリ プランの生成フェーズ中に実行されるため、パーティション プルーニングは、フィルター条件が実行フェーズ中にのみ取得できるシナリオには適していません。例えば:

create table t1 (x int) partition by range (x) ( partition p0 values less than (5), partition p1 values less than (10)); create table t2 (x int); explain select * from t2 where x < (select * from t1 where t2.x < t1.x and t2.x < 2);
+--------------------------------------+----------+-----------+------------------------+-----------------------------------------------------------+ | id | estRows | task | access object | operator info | +--------------------------------------+----------+-----------+------------------------+-----------------------------------------------------------+ | Projection_13 | 9990.00 | root | | test.t2.x | | └─Apply_15 | 9990.00 | root | | CARTESIAN inner join, other cond:lt(test.t2.x, test.t1.x) | | ├─TableReader_18(Build) | 9990.00 | root | | data:Selection_17 | | │ └─Selection_17 | 9990.00 | cop[tikv] | | not(isnull(test.t2.x)) | | │ └─TableFullScan_16 | 10000.00 | cop[tikv] | table:t2 | keep order:false, stats:pseudo | | └─Selection_19(Probe) | 0.80 | root | | not(isnull(test.t1.x)) | | └─MaxOneRow_20 | 1.00 | root | | | | └─Union_21 | 2.00 | root | | | | ├─TableReader_24 | 2.00 | root | | data:Selection_23 | | │ └─Selection_23 | 2.00 | cop[tikv] | | lt(test.t2.x, 2), lt(test.t2.x, test.t1.x) | | │ └─TableFullScan_22 | 2.50 | cop[tikv] | table:t1, partition:p0 | keep order:false, stats:pseudo | | └─TableReader_27 | 2.00 | root | | data:Selection_26 | | └─Selection_26 | 2.00 | cop[tikv] | | lt(test.t2.x, 2), lt(test.t2.x, test.t1.x) | | └─TableFullScan_25 | 2.50 | cop[tikv] | table:t1, partition:p1 | keep order:false, stats:pseudo | +--------------------------------------+----------+-----------+------------------------+-----------------------------------------------------------+ 14 rows in set (0.00 sec)

このクエリはt2から行を読み取るたびに、 t1のパーティションにパーティションテーブルに対してクエリを実行します。理論的には、この時点でt1.x> valフィルター条件が満たされていますが、実際には、パーティション プルーニングはクエリ プランの生成フェーズでのみ有効になり、実行フェーズでは有効になりません。

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