分析查詢效能

本頁面說明如何使用「查詢洞察」資訊主頁，偵測及分析 Spanner 效能問題。

查詢洞察總覽

查詢洞察可協助您偵測及診斷 Spanner 資料庫的查詢和 DML (INSERT、UPDATE 和 DELETE) 陳述式效能問題。這項功能支援直覺化的監控工具，並提供診斷資訊，協助您在偵測到效能問題後，進一步找出根本原因。

查詢洞察會引導您完成下列步驟，協助您提升 Spanner 查詢效能：

  1. 判斷 CPU 使用率偏高是否是由效率不彰的查詢所致。
  2. 找出可能有問題的查詢或代碼。
  3. 分析查詢或要求標記，找出問題。

查詢洞察功能適用於單一區域和多區域設定。

定價

查詢洞察功能不會產生額外費用。

資料保留

查詢洞察最多會保留 30 天的資料。 對於「CPU 總使用率 (按『查詢』或『要求』標記顯示)」圖表，Spanner 會從 SPANNER_SYS.QUERY_STATS_TOP_* 資料表擷取資料。這些資料表最多可保留 30 天。詳情請參閱「資料保留」一文。

必要的角色

視您是 IAM 使用者或精細存取控管使用者而定，您需要不同的 IAM 角色和權限。

Identity and Access Management (IAM) 使用者

如要取得查看「查詢洞察」頁面所需的權限，請要求管理員在執行個體中授予您下列 IAM 角色：

如要查看「查詢洞察」頁面，必須具備「Cloud Spanner 資料庫讀取者」(roles/spanner.databaseReader) 角色中的下列權限：

  • spanner.databases.beginReadOnlyTransaction
  • spanner.databases.select
  • spanner.sessions.create

精細的存取控管使用者

如果您是精細存取權控管機制使用者，請確認您已完成下列事項：

  • 擁有 Cloud Spanner 檢視者(roles/spanner.viewer) 角色
  • 具備精細的存取控管權限，並獲派 spanner_sys_reader 系統角色或其成員角色之一。
  • 在資料庫總覽頁面，選取 spanner_sys_reader 或成員角色做為目前的系統角色。

詳情請參閱「關於精細存取控管」和「精細存取控管系統角色」。

查詢洞察資訊主頁

查詢洞察資訊主頁會根據您選取的資料庫和日期範圍，顯示查詢負載。查詢負載是指所選日期範圍內，執行個體中所有查詢的總 CPU 使用率。資訊主頁提供一系列篩選器，可協助您查看查詢負載。

如要查看資料庫的「查詢洞察」資訊主頁，請按照下列步驟操作：

  1. 在左側導覽面板中選取「查詢洞察」。查詢洞察資訊主頁隨即開啟。
  2. 從「Databases」(資料庫) 清單中選取資料庫。資訊主頁會顯示資料庫的查詢負載資訊。

資訊主頁包含下列區域：

  1. 資料庫清單：篩選特定資料庫或所有資料庫的查詢負載。
  2. 時間範圍篩選器：依時間範圍 (例如小時、天或自訂範圍) 篩選查詢負載。
  3. CPU 總使用率 (所有查詢) 圖表：顯示所有查詢的 CPU 使用率平均值 (以每分鐘 CPU 秒數為單位)。
  4. 「Total CPU Utilization (per Query or Request tag)」(CPU 總使用率 (依「查詢」或「要求」標記顯示)) 圖表：顯示每個查詢或要求標記的平均 CPU 使用率 (以每分鐘 CPU 秒數為單位)。
  5. TopN 查詢和標記表格：顯示熱門查詢和要求標記清單，並依 CPU 使用率排序。請參閱「找出可能有問題的查詢或標記」。

查詢洞察資訊主頁

資訊主頁效能

使用查詢參數或為查詢加上標記，提升查詢洞察效能。如果您未將查詢參數化或加上標記，系統可能會傳回過多結果，導致 TopN 查詢和標記表格無法正常載入。

確認效率不彰的查詢是否導致 CPU 使用率偏高

CPU 總使用率是衡量所選資料庫中執行的查詢作業，過去一段時間的平均 CPU 使用率 (以每分鐘 CPU 使用秒數為單位)。

所有查詢的 CPU 總使用率

查看圖表，瞭解下列問題的答案：

  • 哪個資料庫正在承受負載？從「資料庫」清單中選取不同資料庫，找出負載最高的資料庫。如要找出負載最高的資料庫，您也可以在Google Cloud 控制台中查看資料庫的「CPU utilization - total」(CPU 使用率 - 總計) 圖表。

    資料庫負載

  • CPU 使用率是否偏高？圖表是否會隨時間呈現尖峰或高點？如果 CPU 使用率不高，問題就不在於查詢。

  • CPU 使用率偏高多久了？是最近突然暴增，還是持續一段時間都居高不下？使用範圍選取器選取不同時間範圍，瞭解問題持續時間。放大即可查看查詢負載尖峰時段。縮小時間軸，最多可查看一週的記錄。

如果圖表顯示整體執行個體 CPU 使用率有尖峰或上升趨勢，則最有可能的原因是有一或多個耗用大量資源的查詢。接下來，您可以找出可能導致問題的查詢或要求代碼，進一步進行偵錯。

找出可能有問題的查詢或要求標記

如要找出可能有問題的查詢或要求標記，請觀察「前 N 個熱門查詢」部分：

TopN 查詢

從這裡可以看出，指紋為 3216067328234137024 的查詢 CPU 使用率偏高，可能會有問題。

「前幾名查詢」表格會概略顯示在所選時間範圍內，CPU 用量最高的查詢，並從高到低排序。TopN 查詢數量上限為 100。

對於圖表，我們會從「前 N 個熱門查詢」統計資料表擷取資料，該資料表有三種不同的精細程度：1 分鐘、10 分鐘和 1 小時。圖表中的每個資料點值，代表一分鐘間隔的平均值。

建議您為 SQL 查詢新增標記。查詢標記有助於您找出較高層級建構中的問題，例如商業邏輯或微服務。

TopN 查詢資料表

表格會顯示下列屬性：

  • 指紋：要求標記的雜湊，如果沒有標記，則為查詢文字的雜湊。

  • 查詢或要求標記：如果查詢有相關聯的標記，系統會顯示要求標記。如果多個查詢具有相同的標記字串，系統會將這些查詢的統計資料歸入同一列，並以 REQUEST_TAG 值比對標記字串。如要進一步瞭解如何使用要求標記，請參閱「使用要求標記和交易標記疑難排解問題」。

    如果查詢沒有相關聯的標記，系統會顯示 SQL 查詢，並截斷至約 64 KB。如果是批次 DML，SQL 陳述式會扁平化為單一資料列，並以分號分隔符號串連。系統會先移除連續相同的 SQL 文字，再截斷文字。

  • 查詢類型：指出查詢是 PARTITIONED_QUERY 或 QUERY。 PARTITIONED_QUERY 是指含有 partitionToken 的查詢，則來自 PartitionQuery API。所有其他查詢和 DML 陳述式都會以 QUERY 查詢 類型表示。

  • CPU 使用率：查詢消耗的 CPU 資源，以百分比表示，相對於該時間間隔內資料庫上執行的所有查詢所使用的 CPU 資源總數，並顯示在範圍為 0 到 100 的水平長條上。

  • 建議：Spanner 會分析查詢，判斷是否能透過改良索引提升效能。如果是，系統會建議建立新索引或修改現有索引，提高查詢效能。詳情請參閱「使用 Spanner 索引建議工具」。

  • CPU (%)：查詢消耗的 CPU 資源，以該時間間隔內資料庫上執行的所有查詢所使用的 CPU 資源總量百分比表示。

  • 執行次數：Spanner 在間隔期間觀察到的查詢執行平均速率，以每分鐘執行次數為單位。

  • 平均延遲時間 (毫秒)：資料庫中每項查詢執行的平均時間長度 (以微秒為單位)。這項平均值不包含結果集的編碼和傳輸時間，以及額外負荷。

  • 平均掃描列數：查詢掃描的平均列數，不含已刪除的值。

  • 平均傳回列數：查詢傳回的平均列數。

  • 傳回的位元組數：查詢傳回的資料位元組數，不含傳輸編碼額外負荷。

圖表之間可能存在差異

您可能會發現「CPU 總使用率 (所有查詢)」圖表與「CPU 總使用率 (按『查詢』或『要求』標記顯示)」圖表之間有些差異。可能導致這種情況的原因有兩個：

  • 不同的資料來源：提供「CPU 總用量 (所有查詢)」圖表的 Cloud Monitoring 資料通常更準確，因為這類資料每分鐘都會推送，且保留期限為 45 天。另一方面，系統資料表資料會提供「CPU 總使用率」(按「查詢」或「要求」標記顯示) 圖表，但這些資料可能會在 10 分鐘 (或 1 小時) 內取平均值，因此我們可能會遺失「CPU 總使用率」(所有查詢) 圖表中的高精細度資料。

  • 不同的匯總時間範圍：兩張圖表的匯總時間範圍不同。舉例來說，檢查超過 6 小時的事件時，我們會查詢 SPANNER_SYS.QUERY_STATS_TOTAL_10MINUTE 資料表。在這種情況下，10:01 發生的事件會在 10 分鐘內匯總，並顯示在與 10:10 時間戳記對應的系統資料表中。

以下螢幕截圖顯示這類差異的範例。

圖表之間的差異

分析特定查詢或要求標記

如要判斷查詢或要求標記是否為問題的根本原因，請點選看起來負載最高或耗時最長的查詢或要求標記。您可以一次選取多個查詢和要求標記。

將滑鼠游標懸停在圖表上，即可查看時間軸上各查詢的 CPU 使用率 (以秒為單位)。

請查看下列項目，嘗試縮小問題範圍：

  • 負荷過高多久了？現在只有高嗎？還是長期偏高？變更日期範圍，找出查詢開始表現不佳的日期和時間。
  • CPU 使用率是否出現尖峰？您可以變更時間範圍，研究查詢的 CPU 使用率記錄。
  • 資源用量為何？這項查詢與其他查詢有何關聯？ 查看表格，比較其他查詢與所選查詢的資料。 兩者有重大差異嗎？

如要確認所選查詢是否導致 CPU 使用率偏高，可以深入瞭解特定查詢形狀 (或要求標記) 的詳細資料，並在「查詢詳細資料」頁面進一步分析。

查看「查詢詳細資料」頁面

如要以圖形形式查看特定查詢形狀或要求標記的詳細資料，請按一下與查詢或要求標記相關聯的指紋。「查詢詳細資料」頁面隨即開啟。

查詢詳細資料頁面

「查詢詳細資料」頁面會顯示下列資訊：

  1. 查詢詳細資料文字：SQL 查詢文字，截斷至約 64 KB。如果多個查詢項目具有相同的標記字串，系統會將這些查詢項目的統計資料分組，並在單一資料列中顯示，且 REQUEST_TAG 會與該標記字串相符。這個欄位只會顯示其中一個查詢的文字。如果是批次 DML，系統會將一組 SQL 陳述式攤平為單一資料列，並使用半形分號分隔符號串連。系統會先移除連續相同的 SQL 文字，再截斷文字。
  2. 下列欄位的值：
    • 執行次數：Spanner 在間隔期間看到的查詢執行平均速率，以每分鐘執行次數為單位。
    • 平均 CPU (毫秒)：在時間間隔內，執行個體 CPU 資源查詢的平均 CPU 資源耗用量 (以毫秒為單位)。
    • 平均延遲時間 (毫秒)：資料庫中每次查詢執行的平均時間長度 (以毫秒為單位)。這項平均值不包含結果集和額外負荷的編碼和傳輸時間。
    • 平均傳回列數：查詢傳回的平均列數。
    • 平均掃描列數：查詢掃描的平均列數，不包括已刪除的值。
    • 平均位元組數：查詢傳回的資料位元組數，不含傳輸編碼額外負荷。
  3. 查詢計畫樣本圖表：圖表上的每個點代表特定時間的查詢計畫樣本，以及該查詢的特定延遲時間。按一下圖表中的任一點，即可查看查詢計畫，並以視覺化的方式瞭解查詢執行期間採取的步驟。注意：系統不支援查詢計畫，但可使用從 PartitionQuery API 取得的 partitionTokens，以及分割 DML 查詢。

  4. 查詢計畫視覺化工具：顯示所選的查詢計畫樣本。Spanner 提供下列版面配置選項：

    • 樹狀檢視畫面：樹狀檢視畫面會以圖表形式呈現查詢計畫，其中每個節點或卡片代表一個疊代器，會從輸入內容取用資料列，並產生資料列給父項。點選各個疊代器即可查看詳細資訊。

    • 序列檢視畫面：序列檢視畫面會以階層式表格呈現查詢計畫，每個資料列代表一個運算子。按一下各個資料列即可展開資訊。

      查詢計畫的循序檢視畫面

      表格會顯示下列資料欄：

      • 名稱：營運者的名稱。
      • 機器群組：這個運算子執行的機器群組。
      • 延遲時間：執行目前作業時經過的時間長度。這可能超過 CPU 作業時間 (例如運算子因遠端呼叫或檔案系統延遲而等待時，就有可能超過)。
      • 累計延遲時間：以這個運算子為根層級的整個子樹狀結構，執行作業耗費的時間長度。這不包括方案建立時間和其他營運負載，因此累計延遲時間可能短於查詢總時長。
      • CPU 時間：執行查詢耗費的總 CPU 作業時間。 不含網路延遲時間。查詢執行作業的某些部分可能會平行處理，因此 CPU 作業時間有可能超過總執行時間。舉例來說，如果查詢在 1 毫秒內執行 10 項平行作業，執行時間為 1 毫秒，不過 CPU 作業時間會是 10 毫秒。
      • 傳回的資料列數：運算子傳回的資料列數。

  5. 查詢延遲時間圖表：顯示所選查詢在一段時間內的查詢延遲時間值。以及平均延遲時間。

  6. CPU 使用率圖表：顯示查詢在一段時間內的 CPU 使用率 (百分比)。還會顯示平均 CPU 使用率。

  7. 執行次數/失敗圖表：顯示一段時間範圍內的平均查詢執行率 (每分鐘執行次數)，以及平均查詢執行失敗率 (每分鐘失敗執行次數)。

  8. 掃描的資料列數圖表：顯示查詢在一段時間範圍內掃描的資料列數。

  9. 傳回的資料列圖表：顯示查詢在一段時間範圍內傳回的資料列數。

  10. 日期範圍篩選器：依日期範圍 (例如小時、天或自訂範圍) 篩選查詢詳細資料。

對於圖表，我們會從「前 N 個熱門查詢」統計資料表擷取資料，該資料表有三種不同的精細程度：1 分鐘、10 分鐘和 1 小時。圖表中的每個資料點值，代表一分鐘間隔的平均值。

在稽核記錄中搜尋查詢的所有執行作業

如要在 Cloud 稽核記錄中搜尋特定查詢指紋的所有執行作業，請查詢稽核記錄，並搜尋與 TopN 查詢統計資料表中的 Fingerprint 欄位相符的任何 query_fingerprint。詳情請參閱「查詢和查看記錄檔總覽」。請使用這個方法找出啟動查詢的使用者。

後續步驟