分析查詢效能

本頁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. 判斷高 CPU 使用率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。 在「CPU 總使用率 (按『查詢』或『要求』標記顯示)」圖表中，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 使用者還是精細存取權控管使用者，您需要不同的 IAM 角色和權限。

身分與存取權管理 (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上授予下列 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) 角色的下列權限：

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

精細的存取權控管機制使用者

如果您是精細存取權控管機制使用者，請確認下列事項：

  • 具備 Cloud Spanner 檢視者(roles/spanner.viewer) 角色
  • 擁有精細的存取權控管權限，並獲派spanner_sys_reader系統角色或其中一個成員角色。
  • 在資料庫總覽頁面中，選取「spanner_sys_reader」或成員角色做為目前的系統角色。

詳情請參閱「關於精細的存取權控管機制」和「精細的存取權控管系統角色」。

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時間範圍，顯示查詢負載。查詢負載可測量所選時間範圍內，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，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「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。

資訊主頁的區域包括：

  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：顯示所有查詢的匯總負載。
  4. CPU 總使用率 (按「查詢」或「要求」標記顯示) 圖表：顯示每個查詢或要求標記的 CPU 使用率。
  5. TopN 查詢和標記表格：顯示依 CPU 使用率排序的熱門查詢和要求標記清單。請參閱「找出可能導致問題的查詢或代碼」。

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，盡量提升查詢深入分析的成效。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「前 N 項查詢和標記」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，過去在一段時間內完成的工作量 (以 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：

  • 哪個資料庫的負載過高？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？圖表是否顯示尖峰或長期偏高的趨勢？如果沒有看到 CPU 使用率偏高，問題就不是出在查詢。

  • CPU 使用率偏高的情況持續多久了？是最近突然飆升，還是已經持續一段時間？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，最多可查看一週的資料。

如果圖表顯示整體執行個體 CPU 使用率有尖峰或上升趨勢，很可能是因為一或多個耗用資源的查詢。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。

找出可能導致問題的查詢或要求標記

如要找出可能發生問題的查詢或要求標記，請觀察 TopN 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。

「TopN 查詢」表格會顯示所選時間範圍內，CPU 使用率最高的查詢總覽，並從高到低排序。TopN 查詢的數量上限為 100。

對於圖表，我們會從 TopN 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。圖表中每個資料點的值，代表一分鐘間隔內的平均值。

建議您在 SQL 查詢中加入標記。查詢標記有助於找出高階建構中的問題，例如業務邏輯或微服務。

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單一資料列，且 REQUEST_TAG 值會與標記字串相符。如要進一步瞭解如何使用要求標記，請參閱「解決要求標記和交易標記問題」。

    如果查詢沒有相關聯的標記，系統會顯示 SQL 查詢，但只顯示約 64KB 的內容。如果是批次 DML，系統會將 SQL 陳述式扁平化為單一資料列，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，再進行截斷。

  • 查詢類型：指出查詢是 PARTITIONED_QUERY 或 QUERY。 PARTITIONED_QUERY 是指使用從 PartitionQuery API 取得的 partitionToken 進行的查詢。所有其他查詢和 DML 陳述式都以 QUERY 查詢類型表示。

  • 「CPU Utilization」(CPU 使用率)：查詢所耗用的 CPU 資源，以百分比表示。計算方式為查詢耗用的 CPU 資源除以該時間間隔內，資料庫上所有查詢耗用的 CPU 資源總數。這個值會顯示在水平長條上，範圍為 0 到 100。

  • 建議：Spanner 會分析查詢，判斷是否可透過改善索引來提升效能。如果查詢效能不佳，系統會建議您建立或變更索引，詳情請參閱「使用 Spanner 索引建議工具」。

  • CPU (%)：查詢作業耗用的 CPU 資源，以百分比表示。計算方式為查詢作業耗用的 CPU 資源，除以該時間間隔內資料庫上所有查詢作業耗用的 CPU 資源總量。

  • 執行次數：Spanner 在間隔期間看到查詢的次數。

  • 平均延遲時間 (毫秒)：資料庫內每個查詢執行的平均時間長度，以微秒為單位。這個平均值會排除結果集和額外負荷的編碼與傳輸時間。

  • 平均掃描列數：查詢掃描的平均列數，不包含已刪除的值。

  • 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，不包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)」圖表和「CPU 總使用率 (按『查詢』或『要求』標記顯示)」圖表之間有些差異。有兩種情況可能導致這種情況：

  • 資料來源不同：Cloud Monitoring 資料會提供「CPU 總使用率 (所有查詢)」圖表，這類資料通常較準確，因為每分鐘都會推送，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，如果檢查的事件發生時間超過 6 小時，我們會查詢 SPANNER_SYS.QUERY_STATS_TOTAL_10MINUTE 資料表。在這種情況下，10:01 發生事件時，系統會將事件彙整 10 分鐘，並顯示在 10:10 時間戳記對應的系統表格中。

下方的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，請點選負載量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。

將滑鼠指標懸停在時間軸上的查詢圖表，即可瞭解查詢的 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？目前只有高嗎？還是長期偏高？變更時間範圍，找出查詢開始表現不佳的日期和時間。
  • CPU 使用率是否突然飆升？您可以變更時間範圍，研究查詢的 CPU 使用率記錄。
  • 資源用量是多少？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，只顯示約 64KB 的內容。 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。系統會先對連續相同的 SQL 文字進行重複資料刪除，再截斷文字。
  2. 下列欄位的值：
    • 執行次數：Spanner 在間隔期間看到查詢的次數。
    • 平均 CPU (毫秒)：在時間間隔內，執行個體 CPU 資源的查詢平均耗用 CPU 資源 (以毫秒為單位)。
    • 平均延遲時間 (毫秒)：資料庫內每個查詢執行的平均時間長度，以毫秒為單位。這個平均值會排除結果集和額外負荷的編碼與傳輸時間。
    • 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，不包含已刪除的值。
    • 平均位元組數：查詢傳回的資料位元組數，不包含傳輸編碼額外負荷。
  3. 查詢計畫範例圖表：圖表上的每個點代表特定時間的查詢計畫樣本，以及該計畫的查詢延遲時間。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：查詢計畫不支援使用從 PartitionQuery API 取得的 partitionTokens 進行的查詢，以及分區 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：樹狀檢視會將查詢計畫顯示為圖表，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。您可以點選每個疊代器，查看擴展資訊。

    • 依序檢視：依序檢視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，即可展開查看詳細資訊。

      查詢計畫的循序檢視畫面

      表格會顯示下列資料欄：

      • 名稱：運算子名稱。
      • 機器群組：這個運算子執行的機器群組。
      • 延遲時間：執行目前作業所經過的時間。這可能會超過 CPU 作業時間 (例如，運算子等待遠端呼叫或檔案系統延遲時)。
      • 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。這不包括計畫建立時間和其他負擔，因此累計延遲時間可能比查詢的總時間短。
      • 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進行，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：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。還會顯示平均延遲時間。

  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：顯示一段時間內查詢的執行次數，以及查詢執行失敗的次數。

  8. 掃描的資料列數圖表：顯示查詢在一段時間內掃描的資料列數。

  9. 傳回的資料列數圖表：顯示查詢在一段時間內傳回的資料列數。

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

對於圖表，我們會從 TopN 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。圖表中每個資料點的值，代表一分鐘間隔內的平均值。

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」一文。使用這個方法找出啟動查詢的使用者。

後續步驟