背景

最近在给一个物流零碎做TiDB POC测试,这个零碎是基于MySQL开发的,本次投入测试的业务数据大略10个库约900张表,最大单表6千多万行。

这个规模不算大,测试数据以及库表构造是用Dumpling从MySQL导出,再用Lightning导入到TiDB中,整个过程十分顺利。

零碎在TiDB上跑起来后,通过Dashboard察看到有一条SQL十分规律性地呈现在慢查问页面中,关上SQL一看只是个单表查问并不简单,感觉必有蹊跷。

问题景象

以下是从Dashboard中抓进去的原始SQL和执行打算,总共耗费了1.2s,其中绝大部分工夫都花在了Coprocessor扫描数据中:

SELECT {31个字段}FROM  job_cm_dataWHERE  (    group_id = 'GROUP_MATERIAL'    AND cur_thread = 1    AND pre_excutetime < '2022-04-27 11:55:00.018'    AND ynflag = 1    AND flag = 0  )ORDER BY  idLIMIT  200;
    id                             task         estRows    operator info                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    actRows    execution info                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   memory     disk    Projection_7                   root         200        test_ba.job_cm_data.id, test_ba.job_cm_data.common_job_type, test_ba.job_cm_data.org_code, test_ba.job_cm_data.key_one, test_ba.job_cm_data.key_two, test_ba.job_cm_data.key_three, test_ba.job_cm_data.key_four, test_ba.job_cm_data.key_five, test_ba.job_cm_data.key_six, test_ba.job_cm_data.key_seven, test_ba.job_cm_data.key_eight, test_ba.job_cm_data.permission_one, test_ba.job_cm_data.permission_two, test_ba.job_cm_data.permission_three, test_ba.job_cm_data.cur_thread, test_ba.job_cm_data.group_id, test_ba.job_cm_data.max_execute_count, test_ba.job_cm_data.remain_execute_count, test_ba.job_cm_data.total_execute_count, test_ba.job_cm_data.pre_excutetime, test_ba.job_cm_data.related_data, test_ba.job_cm_data.delay_time, test_ba.job_cm_data.error_message, test_ba.job_cm_data.flag, test_ba.job_cm_data.ynflag, test_ba.job_cm_data.create_time, test_ba.job_cm_data.update_time, test_ba.job_cm_data.create_user, test_ba.job_cm_data.update_user, test_ba.job_cm_data.ip, test_ba.job_cm_data.version_num    0          time:1.17s, loops:1, Concurrency:OFF                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          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                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      16.3 KB    N/A        └─IndexLookUp_41           root         200                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         0          time:1.17s, loops:1, index_task: {total_time: 864.6ms, fetch_handle: 26.1ms, build: 53.3ms, wait: 785.2ms}, table_task: {total_time: 4.88s, num: 17, concurrency: 5}                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             4.06 MB    N/A          ├─IndexRangeScan_38      cop[tikv]    7577.15    table:job_cm_data, index:idx_group_id(group_id), range:["GROUP_MATERIAL","GROUP_MATERIAL"], keep order:true                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      258733     time:3.34ms, loops:255, cop_task: {num: 1, max: 2.45ms, proc_keys: 0, rpc_num: 1, rpc_time: 2.43ms, copr_cache_hit_ratio: 1.00}, tikv_task:{time:146ms, loops:257}                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               N/A        N/A          └─Selection_40           cop[tikv]    200        eq(test_ba.job_cm_data.cur_thread, 1), eq(test_ba.job_cm_data.flag, 0), lt(test_ba.job_cm_data.pre_excutetime, 2022-04-27 11:55:00.018000)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             0          time:4.68s, loops:17, cop_task: {num: 18, max: 411.4ms, min: 15.1ms, avg: 263ms, p95: 411.4ms, max_proc_keys: 20480, p95_proc_keys: 20480, tot_proc: 4.41s, tot_wait: 6ms, rpc_num: 18, rpc_time: 4.73s, copr_cache_hit_ratio: 0.00}, tikv_task:{proc max:382ms, min:12ms, p80:376ms, p95:382ms, iters:341, tasks:18}, scan_detail: {total_process_keys: 258733, total_process_keys_size: 100627600, total_keys: 517466, rocksdb: {delete_skipped_count: 0, key_skipped_count: 258733, block: {cache_hit_count: 1296941, read_count: 0, read_byte: 0 Bytes}}}    N/A        N/A            └─TableRowIDScan_39    cop[tikv]    7577.15    table:job_cm_data, keep order:false                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              258733     tikv_task:{proc max:381ms, min:12ms, p80:375ms, p95:381ms, iters:341, tasks:18}                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  N/A        N/A

这个执行打算比较简单,略微剖析一下能够看出它的执行流程:

  • 先用IndexRangeScan算子扫描idx_group_id这个索引,失去了258733行符合条件的rowid
  • 接着拿rowid去做TableRowIDScan扫描每一行数据并进行过滤,失去了0行数据
  • 以上两步组成了一个IndexLookUp回表操作,返回后果交给TiDB节点做Limit,失去0行数据
  • 最初做一个字段投影Projection失去最终后果

execution info中看到次要的工夫都花在Selection_40这一步,初步判断为大量回表导致性能问题。

小技巧:看到IndexRangeScan中Loops特地大的要引起器重了。

深入分析

依据教训推断,回表多阐明索引成果不好,先看一下这个表的总行数是多少:

mysql> select count(1) from job_cm_data;+----------+| count(1) |+----------+|   311994 |+----------+1 row in set (0.05 sec)

从回表数量来看,这个索引字段的区分度必定不太行,进一步验证这个推断:

mysql> select group_id,count(1) from job_cm_data group by group_id;+------------------------------+----------+| group_id                     | count(1) |+------------------------------+----------+| GROUP_HOUSELINK              |       20 || GROUP_LMSMATER               |    37667 || GROUP_MATERIAL               |   258733 || GROUP_MATERISYNC             |    15555 || GROUP_WAREHOUSE_CONTRACT     |        7 || GROUP_WAREHOUSE_CONTRACT_ADD |       12 |+------------------------------+----------+6 rows in set (0.01 sec)

从下面两个后果能够判断出idx_group_id这个索引有以下问题:

  • 区分度十分差,只有6个不同值
  • 数据分布十分不平均,GROUP\_MATERIAL这个值占比超过了80%

所以这是一个十分失败的索引。

对于本文中的SQL而言,首先要从索引中扫描出258733个rowid,再拿这258733个rowid去查原始数据,不仅不能进步查问效率,反而让查问变的更慢了。

不信的话,咱们把这个索引删掉再执行一遍SQL。

mysql> alter table job_cm_data drop index idx_group_id;Query OK, 0 rows affected (0.52 sec)

从这个执行打算看到当初曾经变成了全表扫描,然而执行工夫却比之前缩短了一倍多,而且当命中Coprocessor Cache的时候那速度就更快了:
正当我感觉删掉索引就高枕无忧的时候,监控里的Duration 99线忽然升高到了200多ms,满脸问号连忙查一下慢日志是什么状况。
发现这条SQL执行工夫尽管变短了,然而慢SQL忽然就变多了:
认真比照SQL后发现,这些SQL是别离查问了group_id的6个值,而且频率还很高。也就是说除了后面贴出来的那条SQL变快,其余group_id的查问都变慢了。

其实这个也在预期内,group_id比拟少的数据就算走了索引它的回表次数也很少,这个工夫依然比全表扫描要快的多。

因而要解决这个问题仅仅删掉索引是不行的,不仅慢查问变多duration变高,全表扫描带来的结果导致TiKV节点的读申请压力特地大。

初始状况下这个表只有2个region,而且leader都在同一个store上,导致该节点CPU使用量暴增,读热点问题非常明显。

通过手动切分region后把申请摊派到3个TiKV节点中,但Unified Readpool CPU还是都达到了80%左右,热力求最高每分钟流量6G。

持续盘它。

解决思路

既然全表扫描行不通,那解决思路还是想方法让它用上索引。

通过和业务方沟通,得悉这是一个存储定时工作元数据的表,尽管查问很频繁然而每次返回的后果集很少,实在业务中没有那多须要解决的工作。

基于这个背景,我联想到能够通过查索引得出最终符合条件的rowid,再拿这个小后果集去回表就能够大幅晋升性能了。

那么很显然,咱们须要一个复合索引,也称为联结索引、组合索引,即把多个字段放在一个索引中。对于本文中的案例,能够思考把where查问字段组成一个复合索引。

但怎么去组合字段其实是大有考究的,很多人可能会一股脑把5个条件创立索引:

ALTER TABLE `test`.`job_cm_data` ADD INDEX `idx_muti`(`group_id`, `cur_thread`,`pre_excutetime`,`ynflag`,`flag`);

的确,从这个执行打算能够看到性能有了大幅晋升,比全表扫描快了10倍。那是不是能够出工了?还不行。

这个索引存在两个问题:

  • 5个索引字段有点太多了,保护老本大
  • 5万多个索引扫描后果也有点太多(因为只用到了3个字段)

基于后面贴出来的表统计信息和索引创立准则,索引字段的区分度肯定要高,这5个查问字段外面pre_excutetime有35068个不同的值比拟适宜建索引,group_id从开始就曾经排除了,cur_thread有6个不同值每个值数量都很平均也不适宜,ynflag列所有数据都是1能够间接放弃,最初剩下flag须要特地看一下。

mysql> select flag,count(1) from job_cm_data group by flag;+------+----------+| flag | count(1) |+------+----------+|    2 |   277832 ||    4 |       30 ||    1 |    34132 |+------+----------+3 rows in set (0.06 sec)

从下面这个输入后果来看,它也算不上一个好的索引字段,但巧就巧在理论业务都是查问flag=0的数据,也就是说如果给它建了索引,在索引里就能排除掉99%以上的数据。
有点意思,那就建个索引试试。

ALTER TABLE `test`.`job_cm_data` ADD INDEX `idx_muti`(`pre_excutetime`,`flag`);

这个后果如同和预期的不太对呀,怎么搞成扫描31万行索引了?

别忘了,复合索引有个最左匹配准则,而这个pre_excutetime刚好是范畴查问,所以理论只用到了pre_excutetime这个索引,而偏偏整个表的数据都合乎筛选的时间段,其实就相当于IndexFullScan了。
那行,再把字段程序换个地位:

ALTER TABLE `test`.`job_cm_data` ADD INDEX `idx_muti`(`flag``pre_excutetime`);

看到执行工夫这下满足了,在没有应用Coprocessor Cache的状况下执行工夫也只须要1.8ms。一个小小的索引调整,性能晋升666倍

建复合索引其实还有个准则,就是区分度高的字段要放在后面。因为复合索引是从左往右去比照,辨别区高的字段放后面就能大幅缩小前面字段比照的范畴,从而让索引的效率最大化。

这就相当于层层过滤器,大家都心愿每一层都尽可能多的过滤掉有效数据,而不心愿10万行进来的时候到最初一层还是10万行,那后面的过滤就都没意义了。在这个例子中,flag就是一个最强的过滤器,放在后面再适合不过。

不过这也要看理论场景,当查问flag的值不为0时,会引起一定量的回表,咱们以4(30行)和1(34132行)做下比照:

实在业务中,flag=0的数据不会超过50行,参考下面的后果,50次回表也就10ms以内,性能仍然不错,齐全符合要求。
我感觉利用层面容许调整SQL的话,再限度下pre_excutetime的最小工夫,就能够算是个最好的解决方案了。

最初上一组图看看优化前后的比照。

nice\~

总结

这个例子就是提醒大家,索引是个好货色但并不是银弹,加的不好就不免事与愿违。

本文波及到的索引知识点:

  • 索引字段的辨别区要足够高,最佳示例就是惟一索引
  • 应用索引查问的效率不肯定比全表扫描快
  • 充分利用索引特点缩小回表次数
  • 复合索引的最左匹配准则
  • 复合索引区分度高的字段放在后面

碰到问题要可能具体情况具体分析,索引的应用准则预计很多人都背过,怎么能死记硬背去应用还是须要多思考。

索引不标准,DBA两行泪,珍惜身边每一个帮你调SQL的DBA吧。

原作者:@hey-hoho 原文链接:https://tidb.net/blog/d20a3fe4