クエリフィードバック

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このトピックでは、クエリフィードバック機能、その適用シナリオ、および Query Plan Advisor を使用して実行統計からのフィードバックに基づいてクエリプランを最適化する方法を紹介します。

StarRocks は v3.4.0 以降でクエリフィードバック機能をサポートしています。

概要

クエリフィードバックは、コストベースオプティマイザ (CBO) のフレームワークであり、重要なコンポーネントです。クエリ実行中に実行統計を記録し、類似したクエリプランを持つ後続のクエリで再利用して、CBO が最適化されたクエリプランを生成するのを支援します。CBO は推定統計に基づいてクエリプランを最適化するため、統計情報が古いまたは不正確な場合、非効率的なクエリプラン（悪いプラン）を選択する可能性があります。たとえば、大きなテーブルをブロードキャストしたり、左と右のテーブルの順序を誤ったりすることがあります。これらの悪いプランは、クエリ実行のタイムアウト、過剰なリソース消費、さらにはシステムクラッシュを引き起こす可能性があります。

ワークフロー

クエリフィードバックに基づくプラン最適化のワークフローは、3 つのステージで構成されています。

観察: BE または CN は、各クエリプランの PlanNode の主要なメトリクス（InputRows と OutputRows を含む）を記録します。
分析: 設定されたしきい値を超える遅いクエリや手動で分析対象としてマークされたクエリについて、クエリが終了し結果が返される前に、システムは重要なノードでの実行詳細を分析し、現在のクエリプランでの最適化の機会を特定します。FE はクエリプランを実行統計と比較し、異常なクエリプランによって引き起こされた遅いクエリかどうかを確認します。FE が不正確な統計を分析する際、各クエリに対して SQL チューニングガイドを生成し、CBO にクエリを動的に最適化するよう指示し、パフォーマンスを向上させるための戦略を推奨します。
最適化: CBO が物理プランを生成した後、そのプランに適用可能な既存のチューニングガイドを検索します。もし存在する場合、CBO はガイドと戦略に従ってプランを動的に最適化し、問題のあるセクションを修正し、悪いクエリプランの繰り返し使用によるクエリパフォーマンスへの影響を排除します。最適化されたプランの実行時間は、元のプランの実行時間と比較され、チューニングの効果が評価されます。

使用法

システム変数 enable_plan_advisor（デフォルト: true）によって制御される Query Plan Advisor は、FE 設定項目 slow_query_analyze_threshold（デフォルト: 5 秒）で定義されたしきい値を超える実行時間を持つ遅いクエリに対してデフォルトで有効になっています。

さらに、特定のクエリを手動で分析するか、実行されたすべてのクエリに対して自動分析を有効にすることができます。

特定のクエリを手動で分析する

slow_query_analyze_threshold を超えない実行時間を持つクエリステートメントを手動で分析することができます。

ALTER PLAN ADVISOR ADD <query_statement>

例:

ALTER PLAN ADVISOR ADD SELECT COUNT(*) FROM (
    SELECT * FROM c1_skew_left_over t1 
    JOIN (SELECT * FROM c1_skew_left_over WHERE c1 = 'c') t2 
    ON t1.c2 = t2.c2 WHERE t1.c1 > 'c' ) t;

すべてのクエリに対して自動分析を有効にする

すべてのクエリに対して自動分析を有効にするには、システム変数 enable_plan_analyzer（デフォルト: false）を true に設定する必要があります。

SET enable_plan_analyzer = true;

現在の FE でのチューニングガイドを表示する

各 FE は独自のチューニングガイドの記録を保持しています。以下のステートメントを使用して、現在の FE での対象クエリに対して生成されたチューニングガイドを表示できます。

SHOW PLAN ADVISOR

チューニングガイドが効果を発揮しているか確認する

クエリステートメントに対して EXPLAIN を実行します。EXPLAIN 文字列に Plan had been tuned by Plan Advisor というメッセージが表示されている場合、対応するクエリにチューニングガイドが適用されたことを示しています。

例:

EXPLAIN SELECT COUNT(*) FROM (
    SELECT * FROM c1_skew_left_over t1 
    JOIN (SELECT * FROM c1_skew_left_over WHERE c1 = 'c') t2 
    ON t1.c2 = t2.c2 WHERE t1.c1 > 'c' ) t;
+-----------------------------------------------------------------------------------------------+
| Explain String                                                                                |
+-----------------------------------------------------------------------------------------------+
| Plan had been tuned by Plan Advisor.                                                          |
| Original query id:8e010cf4-b178-11ef-8aa4-8a5075cec65e                                        |
| Original time cost: 148 ms                                                                    |
| 1: LeftChildEstimationErrorTuningGuide                                                        |
| Reason: left child statistics of JoinNode 5 had been overestimated.                           |
| Advice: Adjust the distribution join execution type and join plan to improve the performance. |
|                                                                                               |
| PLAN FRAGMENT 0                                                                               |
|  OUTPUT EXPRS:9: count                                                                        |
|   PARTITION: UNPARTITIONED                                           

特定のクエリのチューニングガイドを削除する

SHOW PLAN ADVISOR から返されたクエリ ID に基づいて、特定のクエリのチューニングガイドを削除できます。

ALTER PLAN ADVISOR DROP <query_id>

例:

ALTER PLAN ADVISOR DROP "8e010cf4-b178-11ef-8aa4-8a5075cec65e";

現在の FE 上のすべてのチューニングガイドをクリアする

現在の FE 上のすべてのチューニングガイドをクリアするには、以下のステートメントを実行します。

TRUNCATE PLAN ADVISOR

ユースケース

現在、クエリフィードバックは主に以下のシナリオを最適化するために使用されています。

ローカルジョインノードの左側と右側の順序の最適化
ローカルジョインノードの実行方法の最適化（例: Broadcast から Shuffle への切り替え）
集約の可能性が大きい場合、pre_aggregation モードを強制して、最初のフェーズでのデータ集約を最大化する

チューニングガイドは主に Runtime Exec Node Input/Output Rows と FE statistics estimated rows のメトリクスに基づいています。現在のチューニングしきい値は比較的保守的であるため、クエリプロファイルや EXPLAIN 文字列で問題が観察された場合、クエリフィードバックを活用して潜在的なパフォーマンス向上を確認することをお勧めします。

以下は一般的なユーザーケースの 3 つです。

ケース 1: ジョイン順序の誤り

元の悪いプラン:

small left table inner join large table (broadcast)

最適化されたプラン:

large left table inner join small right table (broadcast)

原因問題は、古いまたは欠落した統計によって引き起こされ、コストベースオプティマイザ (CBO) が不正確なデータに基づいて誤ったプランを生成することがあります。

解決策 クエリ実行中に、システムは Left Child と Right Child の input/output rows と statistics estimated rows を比較し、チューニングガイドを生成します。再実行時に、システムはジョイン順序を自動的に調整します。

ケース 2: ジョイン実行方法の誤り

元の悪いプラン:

large left table1 inner join large right table2 (broadcast)

最適化されたプラン:

large left table1 (shuffle) inner join large right table2 (shuffle)

原因問題はデータスキューによって引き起こされる可能性があります。右テーブルに多くのパーティションがあり、そのうちの 1 つが不均衡に大量のデータを含んでいる場合、システムは述語が適用された後の右テーブルの行数を誤って推定することがあります。

解決策 クエリ実行中に、システムは Left Child と Right Child の input/output rows と statistics estimated rows を比較し、チューニングガイドを生成します。最適化後、ジョイン方法は Broadcast Join から Shuffle Join に調整されます。

ケース 3: 非効率的な第一フェーズ事前集計モード

症状集約の可能性が高いデータに対して、第一フェーズ集約の auto モードは、ローカルデータのわずかな部分しか集約せず、パフォーマンス向上の機会を逃す可能性があります。

解決策 クエリ実行中に、システムはローカルおよびグローバル集約の Input/Output Rows を収集します。履歴データに基づいて、集約列の可能性を評価します。可能性が大きい場合、システムはローカル集約で pre_aggregation モードの使用を強制し、第一フェーズでのデータ集約を最大化し、全体的なクエリパフォーマンスを向上させます。

制限事項

チューニングガイドは、それが生成された正確なクエリにのみ使用できます。同じパターンで異なるパラメータを持つクエリには適用されません。
各 FE は独立して Query Plan Advisor を管理し、FE ノード間の同期はサポートされていません。同じクエリが異なる FE ノードに送信された場合、チューニング結果は異なる可能性があります。
Query Plan Advisor はインメモリキャッシュ構造を使用します:
- チューニングガイドの数が制限を超えると、期限切れのチューニングガイドが自動的に削除されます。
- チューニングガイドのデフォルトの制限は 300 であり、履歴チューニングガイドの永続化はサポートされていません。

概要​

ワークフロー​

使用法​

特定のクエリを手動で分析する​

すべてのクエリに対して自動分析を有効にする​

現在の FE でのチューニングガイドを表示する​

チューニングガイドが効果を発揮しているか確認する​

特定のクエリのチューニングガイドを削除する​

現在の FE 上のすべてのチューニングガイドをクリアする​

ユースケース​

ケース 1: ジョイン順序の誤り​

ケース 2: ジョイン実行方法の誤り​

ケース 3: 非効率的な第一フェーズ事前集計モード​

制限事項​

概要