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取得及分析 AlloyDB 說明計畫

您可以取得並分析執行方案，找出效能瓶頸，並最佳化 AlloyDB for PostgreSQL 資料庫作業。執行方案或 EXPLAIN 方案詳細說明 AlloyDB 資料庫引擎打算如何執行 SQL 查詢。執行計畫包含節點樹狀結構，其中列出 AlloyDB 資料庫為擷取所要求資料而執行的作業順序，例如資料表掃描、聯結、排序和匯總。這項計畫中的每個步驟都稱為「節點」。

執行計畫是透過 EXPLAIN 指令取得，這個指令會傳回 AlloyDB 查詢規劃工具為指定 SQL 陳述式產生的計畫。查詢規劃工具 (又稱最佳化工具) 會判斷執行指定 SQL 查詢最有效率的方式。

執行計畫包含下列元件：

計畫節點：代表查詢執行作業中的不同步驟，例如掃描、聯結或排序作業。
執行時間：EXPLAIN 方案會列出每個步驟的預估或實際執行時間，協助您找出資料庫瓶頸。
緩衝區用量：顯示從磁碟讀取的資料量與快取讀取的資料量，有助於找出磁碟讀取問題。
參數設定：方案會顯示查詢執行期間有效的參數設定。

PostgreSQL (以及 AlloyDB) 支援下列陳述式的執行計畫：

SELECT
INSERT
UPDATE
DECLARE CURSOR
CREATE AS
CREATE MATERIALIZED VIEW
REFRESH MATERIALIZED VIEW
EXECUTE

事前準備

您必須擁有 AlloyDB 叢集和執行個體。詳情請參閱「建立叢集及其主要執行個體」。

產生執行計畫

您可以從用戶端應用程式 (例如 psql、pgAdmin 或 DBeaver) 產生執行計畫。AlloyDB 支援以文字或 JSON 格式產生執行計畫。

如要產生執行計畫，請按照下列步驟操作：

將 psql 用戶端連線至執行個體。

如要以文字格式產生執行計畫，請執行下列指令：

SET enable_ultra_fast_cache_explain_output TO ON; /* AlloyDB Specific Command */
EXPLAIN (analyze, verbose, columnar_engine, costs, settings, buffers, wal, timing, summary, format text)

如要以 JSON 格式產生執行計畫，請執行下列指令：
```
SET enable_ultra_fast_cache_explain_output TO ON; /* AlloyDB Specific Command */
EXPLAIN (analyze, verbose, columnar_engine, costs, settings, buffers, wal, timing, summary, format json)
```
EXPLAIN 指令包含所有可用選項 (analyze、verbose、columnar_engine、costs、settings、buffers、wal、timing 和 summary)，可為指定查詢產生詳細的執行計畫 (文字或 JSON 格式)。analyze選項表示系統會執行查詢，提供實際執行階段統計資料和查詢規劃工具的預估值。

查看及分析 EXPLAIN 方案資料

取得執行計畫後，即可查看及分析結果。

根據預設，EXPLAIN 輸出內容會顯示伺服器端查詢活動。如要測量端對端來回時間，請在 psql 中使用 /timing 選項，並將結果傾印至 /dev/null。

如要查看產生的執行計畫，請在 SQL 查詢前使用 EXPLAIN 指令。

EXPLAIN SELECT...：顯示最佳化工具在不執行查詢的情況下會選擇的計畫。
EXPLAIN ANALYZE SELECT...：執行查詢並顯示預測的計畫和實際執行統計資料，包括實際執行時間和列數。

EXPLAIN (不含 ANALYZE)

如要顯示查詢規劃工具估算的查詢費用，請執行不含 ANALYZE 選項的 EXPLAIN 陳述式。

(postgres@10.3.1.17:5432) [postgres] > EXPLAIN select * from public.index_advisor_test;
                                   QUERY PLAN
---------------------------------------------------------------------------------
 Seq Scan on index_advisor_test  (cost=0.00..1735481.00 rows=100000000 width=27)
 AlloyDB query id: 7588555592527881263
 AlloyDB plan id: 16134093550604823483
(3 rows)

企劃書輸出內容包含下列資料：

cost = 0.00..1735481.00：第一個數字表示擷取第一列的費用。第二個數字代表擷取最後一列的費用。
rows = 100000000：這是查詢傳回的預估資料列數。
width = 27：這是傳回資料列的預估寬度，有助於瞭解存取的區塊。

「分析」選項

如要顯示實際執行統計資料和執行預估值，請新增 ANALYZE 選項

(postgres@10.3.1.17:5432) [postgres] > EXPLAIN (ANALYZE) select * from public.index_advisor_test;
                                   QUERY PLAN
---------------------------------------------------------------------------------
 Seq Scan on index_advisor_test  (cost=0.00..1735481.00 rows=100000000 width=27) (actual time=0.165..9342.424 rows=100000001 loops=1)
 Planning Time: 0.025 ms
 Execution Time: 13674.794 ms
 AlloyDB query id: 7588555592527881263
 AlloyDB plan id: 16134093550604823483
(5 rows)

企劃書輸出內容包含下列資料：

實際時間 (以毫秒為單位) = 0.165..9342.424：這會顯示傳回第一列的實際時間，以及傳回所有列的總時間。
rows = 100000001：這是實際傳回的列數。
loops = 1：這個值對巢狀迴圈節點很重要。如果 loops 大於 1，系統會顯示每個迴圈的平均時間。
規劃時間：0.025 毫秒：表示規劃工具判斷執行路徑所用的時間。
執行時間：13674.794 毫秒：表示規劃工具判斷路徑後，執行作業所花費的時間。
總執行時間：Planning Time 和 Execution Time 的總和。(0.025 + 13674.794 = 13674.819)

VERBOSE 選項

如要在執行計畫中新增更多資訊，請使用 VERBOSE 選項。在下列範例中，使用 VERBOSE 會將結構定義資格新增至資料表名稱，並顯示內部查詢 ID，可用於將查詢與其他監控工具建立關聯。

(postgres@10.3.1.17:5432) [postgres] > EXPLAIN (ANALYZE,VERBOSE) select * from public.index_advisor_test;
                                   QUERY PLAN
---------------------------------------------------------------------------------
Seq Scan on public.index_advisor_test  (cost=0.00..1735481.00 rows=100000000 width=27) (actual time=0.164..6568.938 rows=100000001 loops=1)
   Output: id, value, product_id, effective_date
 Query Identifier: -5175350694118300766
 Planning Time: 0.027 ms
 Execution Time: 10875.894 ms
 AlloyDB query id: 7588555592527881263
 AlloyDB plan id: 16134093550604823483

企劃書輸出內容包含下列資料：

輸出節點：列出查詢中包含的資料欄。如果規劃工具判斷保留某些資料欄的成本較低，有時會納入比要求更多的資料欄。
查詢 ID：對應至 pg_stat_statements 的 PostgreSQL ID。
AlloyDB 查詢 ID：可用於關聯查詢洞察資訊的 AlloyDB 查詢 ID

「資料欄引擎」選項

如要顯示 AlloyDB 資料欄引擎的資訊，請新增 COLUMNAR_ENGINE 選項。

如果直欄引擎中沒有表格，請參閱下列說明計畫中的「直欄檢查」欄，瞭解狀態。

(postgres@10.3.1.17:5432) [postgres] > EXPLAIN (ANALYZE,VERBOSE, COLUMNAR_ENGINE) select * from public.index_advisor_test;
                                   QUERY PLAN
---------------------------------------------------------------------------------
Seq Scan on public.index_advisor_test  (cost=0.00..1735481.00 rows=100000000 width=27) (actual time=0.009..6328.154 rows=100000001 loops=1)
   Output: id, value, product_id, effective_date
   Columnar Check: table is not in the columnar store
 Query Identifier: -5175350694118300766
 Planning Time: 0.027 ms
 Execution Time: 10673.310 ms
 AlloyDB query id: 7588555592527881263
 AlloyDB plan id: 16134093550604823483

如果資料表位於資料欄引擎中，且使用資料欄，系統會顯示「自訂掃描」，以及資料欄引擎的使用統計資料。

(postgres@10.3.1.17:5432) [postgres] > EXPLAIN (ANALYZE,VERBOSE, COLUMNAR_ENGINE) select * from public.index_advisor_test where product_id = 1;
                                   QUERY PLAN
---------------------------------------------------------------------------------
Append  (cost=20.00..27438.78 rows=1166668 width=27) (actual time=0.066..377.029 rows=1000290 loops=1)
   ->  Custom Scan (columnar scan) on public.index_advisor_test  (cost=20.00..27437.66 rows=1166667 width=27) (actual time=0.065..296.904 rows=1000290 loops=1)
         Output: id, value, product_id, effective_date
         Filter: (index_advisor_test.product_id = 1)
         Rows Removed by Columnar Filter: 98999711
         Bytes fetched from storage cache: 774835915
         Columnar cache search mode: native
         Swap-in Time: 92.708 ms
   ->  Seq Scan on public.index_advisor_test  (cost=0.00..1.11 rows=1 width=27) (never executed)
         Output: id, value, product_id, effective_date
         Filter: (index_advisor_test.product_id = 1)
 Query Identifier: -4660018746142248761
 Planning Time: 0.217 ms
 Execution Time: 421.114 ms
 AlloyDB query id: 13855683355620344431
 AlloyDB plan id: 2126918133221480510

企劃書輸出內容包含下列資料：

查詢篩選器 (述詞)：顯示您套用的篩選器 (如有)。
依欄篩選器移除的列：這表示依欄篩選器移除的列數。
從儲存空間快取擷取的位元組：顯示從儲存空間快取擷取的位元組數量。
換入時間：如果關係不適合記憶體，這是從直欄溢出快取 (SSD) 交換資料所需的時間。

「設定」選項

如要顯示規劃工具使用的任何非預設工作階段、資料庫或全域設定，請新增 SETTINGS 選項。

(postgres@10.3.1.17:5432) [postgres] > EXPLAIN (ANALYZE,VERBOSE, COLUMNAR_ENGINE,COSTS,SETTINGS) select * from public.index_advisor_test;

                                   QUERY PLAN
---------------------------------------------------------------------------------
Seq Scan on public.index_advisor_test  (cost=0.00..1735481.00 rows=100000000 width=27) (actual time=0.007..6366.249 rows=100000001 loops=1)
   Output: id, value, product_id, effective_date
   Columnar Check: table is not in the columnar store
 Settings: effective_cache_size = '19690120kB', random_page_cost = '1.1', work_mem = '256MB'
 Query Identifier: -5175350694118300766
 Planning Time: 0.027 ms
 Execution Time: 10727.068 ms
 AlloyDB query id: 7588555592527881263
 AlloyDB plan id: 16134093550604823483

BUFFERS 選項

如要顯示資料來源的相關資訊，請使用 BUFFERS 關鍵字。BUFFERS 數量是從所有步驟累計而來，而不只是方案中的特定步驟。

(postgres@10.3.1.17:5432) [postgres] > EXPLAIN (ANALYZE,VERBOSE, COLUMNAR_ENGINE,COSTS,SETTINGS, BUFFERS) select * from public.effective_io_concurrency_test;

                                   QUERY PLAN
---------------------------------------------------------------------------------
Seq Scan on public.effective_io_concurrency_test  (cost=0.00..1844356.96 rows=100058296 width=31) (actual time=0.111..10007.193 rows=100000001 loops=1)
   Output: id, value, product_id, effective_date
   Buffers: shared hit=1185 read=842625 dirtied=1, ultra fast cache hit=842625
   I/O Timings: shared read=2588.597
   Columnar Check: table is not in the columnar store
 Settings: effective_cache_size = '19690120kB', random_page_cost = '1.1', work_mem = '256MB'
 Query Identifier: -5987221491374921441
 Planning:
   Buffers: shared hit=58 read=2, ultra fast cache hit=2
   I/O Timings: shared read=0.215
 Planning Time: 0.410 ms
 Execution Time: 14825.271 ms
 AlloyDB query id: 12754549874439071326
 AlloyDB plan id: 13656575252012920931

緩衝區資訊包括：

共用命中：PostgreSQL 主要共用緩衝區快取中找到的 8kB 資料區塊數量。
共用讀取：從作業系統讀取的 8 kB 資料區塊數。這通常表示磁碟 I/O。
dirtied：查詢變更的先前未修改區塊數量 (可見度地圖變更)。
寫入：這個後端在查詢處理期間，從快取逐出的先前已變更區塊數量，通常是因為提示位元或可見度地圖變更，並排清至磁碟。
極速快取命中：從極速快取擷取的區塊數。
I/O Timings：任何磁碟或 SSD I/O 的時間長度 (以毫秒為單位)。
規劃：在規劃階段緩衝處理活動，例如從目錄表格讀取中繼資料或統計資料。
規劃期間的 I/O 耗用時間：如果需要從磁碟讀取任何中繼資料，系統會顯示 I/O 時間。

預寫記錄選項

如要提供預寫記錄 (WAL) 活動的相關資訊，請使用 WAL 選項。

(postgres@10.3.1.17:5432) [postgres] > EXPLAIN (ANALYZE,VERBOSE, COLUMNAR_ENGINE,COSTS,SETTINGS, BUFFERS, WAL) select * from public.effective_io_concurrency_test;

                                   QUERY PLAN
---------------------------------------------------------------------------------
Seq Scan on public.effective_io_concurrency_test  (cost=0.00..1844356.96 rows=100058296 width=31) (actual time=0.010..10147.314 rows=100000001 loops=1)
   Output: id, value, product_id, effective_date
   Buffers: shared hit=1185 read=842625 dirtied=1, ultra fast cache hit=842625
   I/O Timings: shared read=2590.410
   WAL: records=18 bytes=5178
   Columnar Check: table is not in the columnar store
 Settings: effective_cache_size = '19690120kB', random_page_cost = '1.1', work_mem = '256MB'
 Query Identifier: -5987221491374921441
 Planning Time: 0.030 ms
 Execution Time: 15033.004 ms
 AlloyDB query id: 12754549874439071326
 AlloyDB plan id: 13656575252012920931

WAL 資訊包括：

WAL 記錄：為維持一致性而讀取的 WAL 記錄數。
WAL 位元組：從 WAL 讀取的位元組數，用於維持一致性。
已修改但尚未檢查點的記錄：表示已修改但尚未檢查點的記錄。

後續步驟

瞭解執行計畫節點類型。

取得及分析 AlloyDB 說明計畫 透過集合功能整理內容 你可以依據偏好儲存及分類內容。

事前準備

產生執行計畫

查看及分析 EXPLAIN 方案資料

EXPLAIN (不含 ANALYZE)

「分析」選項

VERBOSE 選項

「資料欄引擎」選項

「設定」選項

BUFFERS 選項

預寫記錄選項

後續步驟

取得及分析 AlloyDB 說明計畫