优化规则与表达式下推的黑名单

本文主要介绍优化规则的黑名单与表达式下推的黑名单。

优化规则黑名单

优化规则黑名单是针对优化规则的调优手段之一，主要用于手动禁用一些优化规则。

重要的优化规则

优化规则 规则名称 简介
列裁剪 column_prune 对于上层算子不需要的列，不在下层算子输出该列，减少计算
子查询去关联 decorrelate 尝试对相关子查询进行改写，将其转换为普通 join 或 aggregation 计算
聚合消除 aggregation_eliminate 尝试消除执行计划中的某些不必要的聚合算子
投影消除 projection_eliminate 消除执行计划中不必要的投影算子
最大最小消除 max_min_eliminate 改写聚合中的 max/min 计算，转化为 order by + limit 1
谓词下推 predicate_push_down 尝试将执行计划中过滤条件下推到离数据源更近的算子上
外连接消除 outer_join_eliminate 尝试消除执行计划中不必要的 left join 或者 right join
分区裁剪 partition_processor 将分区表查询改成为用 union all，并裁剪掉不满足过滤条件的分区
聚合下推 aggregation_push_down 尝试将执行计划中的聚合算子下推到更底层的计算节点
TopN 下推 topn_push_down 尝试将执行计划中的 TopN 算子下推到离数据源更近的算子上
Join 重排序 join_reorder 对多表 join 确定连接顺序

禁用优化规则

当某些优化规则在一些特殊查询中的优化结果不理想时，可以使用优化规则黑名单禁用一些优化规则。

使用方法

注意：

以下操作都需要数据库的 super privilege 权限。每个优化规则都有各自的名字，比如列裁剪的名字是 “column_prune”。所有优化规则的名字都可以在重要的优化规则表格中第二列查到。

  • 如果你想禁用某些规则，可以在 mysql.opt_rule_blacklist 表中写入规则的名字，例如：

    1.   INSERT INTO mysql.opt_rule_blacklist VALUES("join_reorder"), ("topn_push_down");

    执行以下 SQL 语句可让禁用规则立即生效，包括相应 TiDB Server 的所有旧链接：

    1.   ADMIN reload opt_rule_blacklist;

    注意：

    admin reload opt_rule_blacklist 只对执行该 SQL 语句的 TiDB server 生效。若需要集群中所有 TiDB server 生效，需要在每台 TiDB server 上执行该 SQL 语句。

  • 需要解除一条规则的禁用时，需要删除表中禁用该条规则的相应数据，再执行 admin reload：

    1.   DELETE FROM mysql.opt_rule_blacklist WHERE name IN ("join_reorder", "topn_push_down");
    2.   admin reload opt_rule_blacklist;

表达式下推黑名单

表达式下推黑名单是针对表达式下推的调优手段之一，主要用于对于某些存储类型手动禁用一些表达式。

已支持下推的表达式

表达式分类 具体操作
逻辑运算 AND (&&), OR (||), NOT (!)
比较运算 <, <=, =, != (<>), >, >=, <=>, IN(), IS NULL, LIKE, IS TRUE, IS FALSE, COALESCE()
数值运算 +, -, *, /, ABS(), CEIL(), CEILING(), FLOOR()
控制流运算 CASE, IF(), IFNULL()
JSON 运算 JSON_TYPE(json_val),
JSON_EXTRACT(json_doc, path[, path] …),
JSON_UNQUOTE(json_val),
JSON_OBJECT(key, val[, key, val] …),
JSON_ARRAY([val[, val] …]),
JSON_MERGE(json_doc, json_doc[, json_doc] …),
JSON_SET(json_doc, path, val[, path, val] …),
JSON_INSERT(json_doc, path, val[, path, val] …),
JSON_REPLACE(json_doc, path, val[, path, val] …),
JSON_REMOVE(json_doc, path[, path] …)
日期运算 DATE_FORMAT()

禁止特定表达式下推

当函数的计算过程由于下推而出现异常时，可通过黑名单功能禁止其下推来快速恢复业务。具体而言，你可以将上述支持的函数或运算符名加入黑名单 mysql.expr_pushdown_blacklist 中，以禁止特定表达式下推。

mysql.expr_pushdown_blacklist 的 schema 如下：

  1. DESC mysql.expr_pushdown_blacklist;
  1. +------------+--------------+------+------+-------------------+-------+
  2. | Field      | Type         | Null | Key  | Default           | Extra |
  3. +------------+--------------+------+------+-------------------+-------+
  4. | name       | char(100)    | NO   |      | NULL              |       |
  5. | store_type | char(100)    | NO   |      | tikv,tiflash,tidb |       |
  6. | reason     | varchar(200) | YES  |      | NULL              |       |
  7. +------------+--------------+------+------+-------------------+-------+
  8. 3 rows in set (0.00 sec)

以上结果字段解释如下：

  • name：禁止下推的函数名。
  • store_type：用于指明希望禁止该函数下推到哪些组件进行计算。组件可选 tidb、tikv 和 tiflash。store_type 不区分大小写，如果需要禁止向多个存储引擎下推，各个存储之间需用逗号隔开。
    • store_type 为 tidb 时表示在读取 TiDB 内存表时，是否允许该函数在其他 TiDB Server 上执行。
    • store_type 为 tikv 时表示是否允许该函数在 TiKV Server 的 Coprocessor 模块中执行。
    • store_type 为 tiflash 时表示是否允许该函数在 TiFlash Server 的 Coprocessor 模块中执行。
  • reason：用于记录该函数被加入黑名单的原因。

使用方法

加入黑名单

如果要将一个或多个函数或运算符加入黑名单，执行以下步骤：

  1. 向 mysql.expr_pushdown_blacklist 插入对应的函数名或运算符名以及希望禁止下推的存储引擎集合。

  2. 执行 admin reload expr_pushdown_blacklist;。

移出黑名单

如果要将一个或多个函数及运算符移出黑名单，执行以下步骤：

  1. 从 mysql.expr_pushdown_blacklist 表中删除对应的函数名或运算符名。

  2. 执行 admin reload expr_pushdown_blacklist;。

注意：

admin reload expr_pushdown_blacklist 只对执行该 SQL 语句的 TiDB server 生效。若需要集群中所有 TiDB server 生效，需要在每台 TiDB server 上执行该 SQL 语句。

表达式黑名单用法示例

以下示例首先将运算符 < 及 > 加入黑名单，然后将运算符 > 从黑名单中移出。

黑名单是否生效可以从 explain 结果中进行观察（参见 EXPLAIN 简介）。

  1. 对于以下 SQL 语句，where 条件中的 a < 2 和 a > 2 可以下推到 TiKV 进行计算。

    1.  EXPLAIN SELECT * FROM t WHERE a < 2 AND a > 2;
    1.  +-------------------------+----------+-----------+---------------+------------------------------------+
    2.  | id                      | estRows  | task      | access object | operator info                      |
    3.  +-------------------------+----------+-----------+---------------+------------------------------------+
    4.  | TableReader_7           | 0.00     | root      |               | data:Selection_6                   |
    5.  | └─Selection_6           | 0.00     | cop[tikv] |               | gt(ssb_1.t.a, 2), lt(ssb_1.t.a, 2) |
    6.  |   └─TableFullScan_5     | 10000.00 | cop[tikv] | table:t       | keep order:false, stats:pseudo     |
    7.  +-------------------------+----------+-----------+---------------+------------------------------------+
    8.  3 rows in set (0.00 sec)

  2. 往 mysql.expr_pushdown_blacklist 表中插入禁用表达式，并且执行 admin reload expr_pushdown_blacklist。

    1.  INSERT INTO mysql.expr_pushdown_blacklist VALUES('<','tikv',''), ('>','tikv','');
    1.  Query OK, 2 rows affected (0.01 sec)
    2.  Records: 2  Duplicates: 0  Warnings: 0
    1.  ADMIN reload expr_pushdown_blacklist;
    1.  Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

  3. 重新观察执行计划，发现表达式下推黑名单生效，where 条件中的 < 和 > 没有被下推到 TiKV Coprocessor 上。

    1.  EXPLAIN SELECT * FROM t WHERE a < 2 and a > 2;
    1.  +-------------------------+----------+-----------+---------------+------------------------------------+
    2.  | id                      | estRows  | task      | access object | operator info                      |
    3.  +-------------------------+----------+-----------+---------------+------------------------------------+
    4.  | Selection_7             | 10000.00 | root      |               | gt(ssb_1.t.a, 2), lt(ssb_1.t.a, 2) |
    5.  | └─TableReader_6         | 10000.00 | root      |               | data:TableFullScan_5               |
    6.  |   └─TableFullScan_5     | 10000.00 | cop[tikv] | table:t       | keep order:false, stats:pseudo     |
    7.  +-------------------------+----------+-----------+---------------+------------------------------------+
    8.  3 rows in set (0.00 sec)

  4. 将某一表达式（> 大于）禁用规则从黑名单表中删除，并且执行 admin reload expr_pushdown_blacklist。

    1.  DELETE FROM mysql.expr_pushdown_blacklist WHERE name = '>';
    1.  Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
    1.  ADMIN reload expr_pushdown_blacklist;
    1.  Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

  5. 重新观察执行计划，可以看到只有 > 表达式被重新下推到 TiKV Coprocessor，< 表达式仍然被禁用下推。

    1.  EXPLAIN SELECT * FROM t WHERE a < 2 AND a > 2;
    1.  +---------------------------+----------+-----------+---------------+--------------------------------+
    2.  | id                        | estRows  | task      | access object | operator info                  |
    3.  +---------------------------+----------+-----------+---------------+--------------------------------+
    4.  | Selection_8               | 0.00     | root      |               | lt(ssb_1.t.a, 2)               |
    5.  | └─TableReader_7           | 0.00     | root      |               | data:Selection_6               |
    6.  |   └─Selection_6           | 0.00     | cop[tikv] |               | gt(ssb_1.t.a, 2)               |
    7.  |     └─TableFullScan_5     | 10000.00 | cop[tikv] | table:t       | keep order:false, stats:pseudo |
    8.  +---------------------------+----------+-----------+---------------+--------------------------------+
    9.  4 rows in set (0.00 sec)