排解查詢效能退步問題

本頁面說明如何偵測查詢執行速度的變化、檢查查詢執行計畫，以及視需要為日後的查詢指定其他索引。

使用 REST API 取得 JSON 格式的查詢詳細設定檔

根據預設，執行查詢時，API 只會傳回陳述式結果。這是因為 queryMode 設為 NORMAL。如要在查詢結果中加入詳細的執行統計資料，請將 queryMode 設為 PROFILE。

建立工作階段

更新查詢模式前，請先建立工作階段，代表與 Spanner 資料庫服務的通訊管道。

1. 前往「projects.instances.databases.sessions.create」頁面。

2. 請以下列格式提供專案 ID、執行個體 ID 和資料庫 ID：

   projects/PROJECT_ID/instances/INSTANCE_ID/databases/DATABASE_ID

3. 按一下 [Execute] (執行)。回應會以下列格式顯示您建立的工作階段：

   projects/PROJECT_ID/instances/INSTANCE_ID/databases/DATABASE_ID/sessions/SESSION_ID

   在下一個步驟中，您將使用這個工作階段剖析查詢。在連續使用之間，工作階段最多可保持有效一小時，之後 Spanner 就會刪除工作階段。

如要進一步瞭解如何使用工作階段，請參閱「工作階段」。

剖析查詢

為查詢啟用 PROFILE 模式。

1. 前往 projects.instances.databases.sessions.executeSql 頁面。

2. 在「session」部分，輸入您在「建立工作階段」中建立的工作階段 ID：

   projects/PROJECT_ID/instances/INSTANCE_ID/databases/DATABASE_ID/sessions/SESSION_ID

3. 在「Request body」部分，使用下列內容：

   { "sql": "SQL_QUERY", "queryMode": "PROFILE" }

4. 按一下 [Execute] (執行)。回應內容包括查詢結果、查詢計畫和查詢的執行統計資料。

排解索引使用問題

使用 SQL 查詢查詢資料時，Spanner 會自動使用任何可能更有效率擷取資料的次要索引。不過，在少數情況下，Spanner 可能會選擇導致查詢速度變慢的索引。因此，您可能會發現某些查詢的執行速度比預期慢。

偵測查詢執行速度的變化

進行下列任一變更後，查詢執行速度最有可能發生變化：

• 大幅變更大量具有次要索引的現有資料。
• 新增、變更或捨棄次要索引。

您可以使用幾種不同的工具，找出 Spanner 執行速度比平常慢的特定查詢：

• 查詢洞察和查詢統計資料。

• 延遲時間指標。

• 您使用 Cloud Monitoring 擷取及分析的應用程式專屬指標。舉例來說，您可以監控「Count of queries」(查詢次數) 指標，判斷執行個體在一段時間內的查詢次數，並找出執行查詢時使用的查詢最佳化工具版本。

• 評估應用程式效能的用戶端監控工具。

新建立資料庫的最佳化工具統計資料

如果查詢的是新建立的資料庫，且資料是剛插入或匯入，Spanner 可能不會選取最合適的索引，因為查詢最佳化工具最多需要三天，才能自動收集統計資料。如要盡快最佳化新 Spanner 資料庫的索引使用情形，可以手動建構新的統計資料套件。

查看結構定義

找到速度變慢的查詢後，請查看該查詢的 SQL 陳述式，並找出陳述式使用的資料表，以及從這些資料表擷取的資料欄。

接著，找出這些資料表的次要索引。判斷是否有任何索引包含您查詢的資料欄，這表示 Spanner 可能會使用其中一個索引來處理查詢。

• 如果有適用的索引，下一步是找出 Spanner 用於查詢的索引。

• 如果沒有適用的索引，請使用 gcloud spanner operations list 指令，檢查最近是否捨棄了適用的索引：

  gcloud spanner operations list \
      --instance=INSTANCE \
      --database=DATABASE \
      --filter="@TYPE:UpdateDatabaseDdlMetadata"
  

  如果捨棄適用的索引，這項變更可能會影響查詢效能。將次要索引重新加入資料表。Spanner 新增索引後，請再次執行查詢並查看效能。如果效能未改善，下一步是找出 Spanner 用於查詢的索引。

  如果您未捨棄適用的索引，則索引選取不會導致查詢效能降低。請查看資料或使用模式是否有其他異動，可能影響成效。

找出查詢使用的索引

注意： Spanner Studio (先前在 Google Cloud 控制台中標示為「Query」(查詢)) 支援在單一編輯器中執行 SQL、DML 和 DDL 作業。詳情請參閱「使用 Google Cloud 控制台管理資料」

。

如要瞭解 Spanner 使用哪個索引處理查詢，請在 Google Cloud 控制台中查看查詢執行計畫：

1. 前往Google Cloud 控制台的 Spanner「Instances」(執行個體) 頁面。

   前往「Instances」(執行個體) 頁面

2. 按一下要查詢的執行個體名稱。

3. 在導覽選單中，選取要查詢的資料庫，然後按一下「 Spanner Studio」。

4. 輸入要測試的查詢。

5. 在「Run query」(執行查詢) 選單中，選取「Explanation only」(僅限說明)。Spanner 會顯示查詢計畫。

在查詢計畫中，尋找至少一個下列運算子：

• 資料表掃描
• 索引掃描
• Cross apply 或分散式 cross apply

以下各節將說明每個運算子的意義。

資料表掃描運算子

資料表掃描運算子表示 Spanner 未使用次要索引：

舉例來說，假設 Albums 資料表沒有任何次要索引，而您執行下列查詢：

SELECT AlbumTitle FROM Albums WHERE STARTS_WITH(AlbumTitle, "Now");

由於沒有可用的索引，查詢計畫會包含資料表掃描運算子。

索引掃描運算子

索引掃描運算子表示 Spanner 在處理查詢時使用了次要索引：

舉例來說，假設您在 Albums 資料表中新增索引：

CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle ON Albums(AlbumTitle);

接著執行下列查詢：

SELECT AlbumTitle FROM Albums WHERE STARTS_WITH(AlbumTitle, "Now");

AlbumsByAlbumTitle 索引包含 AlbumTitle，這是查詢選取的唯一資料欄。因此，查詢計畫會包含索引掃描運算子。

交叉套用運算子

在某些情況下，Spanner 使用的索引只包含查詢選取的部分資料欄。因此，Spanner 必須將索引與基礎資料表彙整。

發生這類彙整時，查詢計畫會包含 cross apply 或分散式 cross apply 運算子，並具有下列輸入內容：

• 資料表索引的索引掃描運算子
• 資料表掃描運算子，用於擁有索引的資料表

舉例來說，假設您在 Albums 資料表中新增索引：

CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle ON Albums(AlbumTitle);

接著執行下列查詢：

SELECT * FROM Albums WHERE STARTS_WITH(AlbumTitle, "Now");

AlbumsByAlbumTitle 索引包含 AlbumTitle，但查詢會選取資料表中的所有資料欄，而不只是 AlbumTitle。因此，查詢計畫包含分散式 cross apply 運算子，並以 AlbumsByAlbumTitle 的索引掃描和 Albums 的資料表掃描做為輸入內容。

選擇其他索引

找到 Spanner 用於查詢的索引後，請嘗試使用其他索引執行查詢，或掃描基礎資料表，而非使用索引。如要指定索引，請在查詢中加入 FORCE_INDEX 指令。

如果找到更快的查詢版本，請更新應用程式，改用更快的版本。

選擇索引的指南

請按照下列指南，決定要測試查詢的索引：

• 如果查詢符合上述任一條件，請嘗試使用基礎資料表，而非次要索引：

  • 查詢會檢查基礎資料表主鍵的前置字串是否相等 (例如 SELECT * FROM Albums WHERE SingerId = 1)。
  • 大量資料列符合查詢述詞 (例如 SELECT * FROM Albums WHERE AlbumTitle != "There Is No Album With This Title")。
  • 查詢使用的基礎資料表只有幾百列。

• 如果查詢包含非常具選擇性的述詞 (例如 REGEXP_CONTAINS、STARTS_WITH、<、<=、>、>= 或 !=)，請嘗試使用包含述詞中所用資料欄的索引。

重要事項：如果資料庫沒有與查詢相關的次要索引，請勿立即建立索引。新增這個索引可能會影響其他查詢的效能。

測試更新後的查詢

使用 Google Cloud 控制台測試更新後的查詢，並瞭解處理查詢所需的時間。

如果查詢包含查詢參數，且查詢參數繫結至某些值的頻率遠高於其他值，請在測試中將查詢參數繫結至其中一個值。舉例來說，如果查詢包含 WHERE country = @countryId 等述詞，且幾乎所有查詢都將 @countryId 繫結至 US 值，則請將 @countryId 繫結至 US，以便進行效能測試。這種做法有助於最佳化最常執行的查詢。

如要在 Google Cloud 控制台測試更新後的查詢，請按照下列步驟操作：

1. 前往Google Cloud 控制台的 Spanner「Instances」(執行個體) 頁面。

   前往「Instances」(執行個體) 頁面

2. 按一下要查詢的執行個體名稱。

3. 在導覽選單中，按一下要查詢的資料庫，然後點選 「Spanner Studio」。

4. 輸入要測試的查詢 (包括 FORCE_INDEX 指令)，然後按一下「Run query」(執行查詢)。

   Google Cloud 控制台會開啟「Results table」(結果資料表) 分頁，然後顯示查詢結果，包括 Spanner 服務處理查詢所需的時間。

   這項指標不包含其他延遲來源，例如 Google Cloud 控制台解讀及顯示查詢結果所需的時間。

查詢調節

執行查詢時，Spanner 可能會在多個位置限制查詢。

用戶端等待時間和伺服器佇列延遲是兩項主要的節流指標。

用戶端等待時間

用戶端等待時間是指 Spanner 用戶端等待應用程式取用結果的時間。這表示用戶端處理結果的速度，比不上 Spanner 產生結果的速度。如要解決這個問題，請提高取用應用程式的效能，或在用戶端應用程式中緩衝所有結果，並在查詢完成後處理這些結果。

伺服器佇列延遲

如果處理伺服器延遲排定查詢執行作業，就會發生伺服器佇列延遲。在「Query summary」(查詢摘要) 窗格中，查看「Server queue delay」(伺服器佇列延遲) 指標。如果沒有這項指標，表示未發生伺服器延遲。

這項延遲可能表示執行查詢的伺服器超載。如要確認是否有熱點，請參閱「找出資料庫中的熱點」。如要排解熱點問題，請參閱「使用熱點分割統計資料排解熱點問題」。

最近變更的資料

變更資料表資料可能會影響查詢效能。

統計資料套件過時

如果最佳化工具使用過時的統計資料套件，可能會選擇次佳的方案。在「Query summary」(查詢摘要) 部分，您可以查看統計資料套件。如果套件過時或遺失，請執行 ANALYZE，確保最佳化工具統計資料為最新狀態。

詳情請參閱「統計資料套件」。

表格內容異動

查詢效能取決於查詢處理的資料。解決查詢效能問題的最佳方式，取決於資料變更的方式：

• 值分布偏斜：統計資料套件會擷取這項偏斜，但查詢最佳化工具只有在查詢中使用常值時，才能使用這項資訊。
• 資料列數量大幅變更：評估資料表大小增加時，述詞是否能充分篩選資料列。
• 值大小偏斜：值大小偏斜與昂貴的純量述詞搭配使用時會產生問題 (例如對包含大型字串的 STRING 值執行 LIKE 述詞)。

如要進一步瞭解查詢執行情形，請使用 REST API。