同一条 SQL 使用不同的参数执行时快时慢

适用版本

OceanBase 数据库所有版本。

问题现象

同一条 SQL 使用不同的参数执行时快时慢。

问题原因

为了让执行更加高效，OceanBase 数据库引入了计划缓存机制来减少计划的生成次数。具体实现的方式是对于任意 SQL，首先将 SQL 中所有的常量值参数化为通配符 ?。参数化后 SQL 文本相同的 SQL 会使用同一个计划，例如如下 Q1 和 Q2 两条 SQL 都会参数化为 Q3 的形式，因此会共用同一个计划。

create table t1 (c1 int, c2 int, c3 int, key idx1(c1), key idx2(c2));
Q1: select * from t1 where c1 = 1 and c2 = 1;
Q2: select * from t1 where c1 = 2 and c2 = 2;
-- 参数化
Q3: select * from t1 where c1 = ? and c2 = ?;

那么参数化后的 Q3 对应的计划是怎么生成的呢？这里 OceanBase 数据库采用了先到先生成的原则，如果 server 先收到了 Q1，那么就以 Q1 的参数 c1 = 1 and c2 = 1 生成计划。如果 server 先收到了 Q2，那么就以 Q2 的参数 c1 = 2 and c2 = 2 生成计划。

也就是说 OceanBase 数据库的计划缓存是参数不敏感的，但是计划的生成是参数敏感的。这自然而然的引申出了一个问题，参数敏感导致生成了不稳定的计划。我们依然以 Q3 为例，假设 c1 = 1 的过滤性极佳，使用该值过滤后数据只剩 10 行，但 c1 = 2 的过滤性非常差，使用该值过滤后数据会剩 100000 行；c2 中 c2 = 1 和 c2 = 2 的过滤性都还不错，过滤后数据会剩 100 行。那么如果 server 先收到了 Q1，那么很显然会生成走 idx1 的计划，因为 idx1 只要在索引上扫描 10 行然后回表 10 行即可，而 idx2 需要再索引上扫描 100 行和回表 100 行。但是一旦 Q2 使用了这个计划，其执行性能就会变得比较差，因为 c1 = 2 在 idx1 上需要扫描 100000 行。相对的，如果 server 先收到了 Q2，就会生成走 idx2 的计划，即使后续 Q1 复用这个计划，其执行性能也不会出现波动。

这就是为什么我们会发现在数据倾斜的场景下，有些 SQL 会出现第一次执行很快，但是后续执行会变得很慢的原因。这一类问题通常会出现在 SQL 的计划重新生成时，由于用户无法控制生成计划时 server 会先收到那条 SQL，因此问题往往表现出随机性，即有时很长一段时间内执行都很正常，有时突然执行性能变得很差。目前 OceanBase 数据库中重新生成计划的条件如下。

• 用户手动或者 server 自动收集了统计信息。
• 表上出现了 DDL。
• 计划缓存的内存使用过大进行了自动淘汰。

解决方法

1. 找出执行性能更加稳定的计划，并对 SQL 绑定 OUTLINE。例如上面的例子中可以对 Q3 这一类 SQL 绑定走索引 idx2 的 OUTLINE。
2. 新建一个更加合适的索引。例如上面的例子中可以新建一个 (c1,c2) 的复合索引。
3. 找出性能抖动的 SQL，刷掉这条 SQL 当前的执行计划。尝试让优化器根据另外一组参数重新生成计划。
4. 在 OceanBase 数据库 V4.1 及之后版本版本中可以使用 SPM 功能解决大小账号导致的计划走错问题。需要注意的是如果使用 SPM 功能需要保证稳定的计划能够在一开始被加入到基线计划中。