SQL Server统计信息偏差影响表联结方式案例浅析

 

我们知道数据库中的统计信息的准确性是非常重要的。它会影响执行计划。一直想写一篇关于统计信息影响执行计划的相关博客,但是都卡在如何构造一个合适的例子上,所以一直拖着没有写。巧合,最近在生产环境中遇到这么一个案例,下面对案例中的相关信息做了脱敏处理,有些中间步骤也省略了,只关注核心部分sql。如下所示,同事反馈一个sql语句执行很慢。

 

 

 
update  b
set     b.[status] = '已扫描,未签收' ,
        b.[time] = pr.createddate
from    #batch b
        join wdpm.pdarecords pr with ( nolock ) on b.batch_no = pr.orderno
                                                              and pr.functionname = '[wdpm].[usp_saveoutorder]'
where   b.[status] = '已打单,未扫描'
        and pr.createddate > b.[time];

 

 

 

如下截图所示,这个sql语句基本上耗时271秒。一个临时表与一个表做嵌套循环连接(nested loops)。 因为表wdpm.pdarecords只有一个聚集索引,所以执行计划中,这个表走聚集索引扫描。

 

 

 

 

 

 

注意:这里表wdpm.pdarecords本身缺少合适的索引,只有一个聚集索引。后面展开讲述这个问题.这里先围绕统计信息的准确性对执行计划的影响来展开讲述。

 

 

 

物理表wdpm.pdarecords的数据量为2505369(当然这个是一直在变化的。这个数值仅仅是实验前的检测记录,一直有会话对其进行dml操作,所以数据会变化,所以这里没有列出统计信息截图)。

 

 

我们看到table scan部分,预估行数(estimated number of rows)为1, 实际行数为150。 这个偏差已经比较大了。

 

 

 

对于物理表wdpm.pdarecords而言,基数估计的预估行数(estimated number of rows)为921771, 但是由于嵌套循环连接,所以累加起来的实际行数(actual number of rows)为: 921771*150  =138265650  。

 

 

 

 

我们知道嵌套循环(nested loops)算法的时间复杂度为n*m n的预估值从1变成了150 ,这里面的偏差就大了(因为每次聚集索引扫描的开销也很大)。所以导致优化器在表的物理连接方式上选择了嵌套循环(nested loops), 因为预估的代价是很小的。但是实际因为统计信息的误差,导致这个代价放大了150倍。那么如果我们更新临时表的统计信息呢?然后执行这个sql,会有什么变化呢? 

 

如下所示,我们在执行sql语句前,更新一下临时表的统计信息。发现优化器在获取了准确的统计信息后,在表的物理连接上选择了hash join方式。而且sql语句耗时变成了1秒多。为什么呢? 因为优化器发现选择nested loops的代价远远高于 hash join。所以它在获取了准确的信息后,作出了最优选择。之前之所以生成了一个错误的执行计划,就是因为它得到的信息不准确,导致它作出了错误的抉择。这个就好比你获取了错误的信息,作出了错误的选择,购买了一只错误的股票,而巴菲特由于掌握了准确的行业信息,作出了正确的选择。 购买了几只购票都大涨了。

 

 
update statistics #batch with fullscan;
 
 
update  b
set     b.[status] = '已扫描,未签收' ,
        b.[time] = pr.createddate
from    #batch b
        join wdpm.pdarecords pr with ( nolock ) on b.batch_no = pr.orderno
                                                              and pr.functionname = '[wdpm].[usp_saveoutorder]'
where   b.[status] = '已打单,未扫描'
        and pr.createddate > b.[time];

 

 

 

 

 

 

当然,了解到这里,还远远没有结束。我们发现表wdpm.pdarecords 只有一个聚集索引,而且聚集索引位于iden自增字段上,从另外一个角度来看,这个表其实是缺少合适的索引的。那么我们可以创建一个索引。

 

create index ix_pdarecords_n1 on wdpm.pdarecords(orderno,functionname)

 

 

创建索引后,即使不更新临时表#batch的统计信息,我们发现执行计划也会走嵌套循环(nested loops),而不会走hash join了。这个又是什么原因呢?

 

 

此处截图,是第二次执行sql,临时表的数据变化了(生成临时表的数据的sql有好几个,每次执行获取的数据都会有部分变化)

 

 

因为有了合适的索引,趋近准确的统计信息,以及谓词下推(predicate push down),基数(cardinality)的预估行数(esitmted row size)为35.0545 与实际行数(actual number of rows)为666, 这样即使循环次数为140.  总的访问记录数为140*666=93240 , 这个是远远小于之前错误执行计划的138265650 。所以即使临时表的#batch的统计信息有误,但是优化器还是生成了一个不错的执行计划。这样sql的执行时间也就缩短到了1秒内.

 

 

 

这个案例仅仅是为了展示:统计信息的准确与否,会导致优化器生成的执行计划选择不同的表连接方式, 例如从嵌套循环(nested loops)变成hash join。 仅仅是为了说明统计信息准确的重要性。

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