關係型資料庫的物理連線

2022-07-17 22:24:25 字數 2064 閱讀 7426

在開發中常聽到的 left join,inner join ,right join ,cross join 這些連線都是資料庫的邏輯連線,那麼資料庫在執行這些連線的時候,資料庫是如何在底層實現表的關聯的呢?這就是物理連線

目前大部分關係型資料庫支援3種物理連線(mysql 貌似到5.6未知僅支援巢狀連線)

資料庫的物理連線:

資料庫接兩個表時候,會考慮3種方法:巢狀連線,合併連線,雜湊連線。3種方法的連線都有乙個表被選為外表(只掃瞄一次),乙個表被選為內錶(坑內掃瞄多次)。如果查詢連線了多個表,每次查詢只能連線2各表,並儲存把中間結果,使用者連線另外的表。

1、巢狀連線:外表只掃瞄一次,而針對外表的每一行都需要掃瞄一次內錶。(注意:連線不能用long或lob欄位)

2、合併連線:合併連線需要乙個等式連線詞(a.col1=b.col1),還要求根據連線列對兩個連線的表進行排序。合併連線內錶和外表都只掃瞄一次,有時情況下需要再次掃瞄內錶的部分值,例如,外表存在重複值的情況下。所以優化器通常選擇重複值較少的表作為外表。

3、雜湊連線:雜湊連線需要乙個或多個等式連線謂詞,其中每個謂詞的型別相同。char型別長度必須相同。decimal進度必須相同。雜湊連線可以處理多個等式謂詞。對於雜湊連線,首先掃瞄內錶(也稱為構件表 build table),表中的行被複製到記憶體緩衝區。根據「雜湊鍵(hash key)」,這些緩衝區被分為幾個分割槽,如果記憶體中沒有足夠的空間容納整個表,則有些分割槽被寫入磁碟上的臨時表。然後掃瞄外表。然後掃瞄外表(探測表)。對於外表中的每一行,對連線列應用同意雜湊演算法。如果所獲得的雜湊鍵與行的雜湊鍵相匹配,讀取分割槽裡面的所有行並應用連線謂詞。如果與探測錶行匹配的分割槽在記憶體中,則讀取分割槽並應用連線謂詞將立即進行。如果分割槽被寫入臨時表,則探測行也別寫入臨時表。最後,匹配統一分割槽行和對應分割槽被一起處理。

優化器使用3種連線的場景:

巢狀連線:

對於被連線的資料子集較小的情況,nested loop連線是個較好的選擇。nested loop就是掃瞄乙個表,每讀到一條記錄,就根據索引去另乙個表裡面查詢,沒有索引一般就不會是 nested loops。

一般在nested loop中, 驅動表滿足條件結果集不大,被驅動表的連線欄位要有索引,這樣就走nstedloop。如果驅動表返回記錄太多,就不適合nested loops了。如果連線字段沒有索引,則適合走hash join,因為不需要索引。

inner table被outer table驅動,outer table返回的每一行都要在inner table中檢索到與之匹配的行。

outer table: 小表、驅動表

inner table: 被驅動表、大表

雜湊連線: 雜湊連線是做大資料集連線時的常用方式。優化器掃瞄小表(或資料來源),利用連線鍵(也就是根據連線字段計算hash值)在記憶體中建立hash表,然後掃瞄大表,每讀到一條記錄就來探測hash表一次,找出與hash表匹配的行。

當小表可以全部放入記憶體中,其成本接近全表掃瞄兩個表的成本之和。如果表很大不能完全放入記憶體,這時優化器會將它分割成若干不同的分割槽,不能放入記憶體的部分就把該分割槽寫入磁碟的臨時段,此時要有較大的臨時段從而盡量提高i/o 的效能。臨時段中的分割槽都需要換進記憶體做hash join。這時候成本接近於全表掃瞄小表+分割槽數*全表掃瞄大表的代價和。

至於兩個表都進行分割槽,其好處是可以使用parallel query,就是多個程序同時對不同的分割槽進行join,然後再合併。但是複雜。

以下條件下hash join可能有優勢:

兩個巨大的表之間的連線。

在乙個巨大的表和乙個小表之間的連線。

合併連線:

對連線的每個表做table access full;

對table access full的結果按照連線鍵進行排序;

進行merge join對排序結果進行合併。

sort merge join效能開銷幾乎都在前兩步。相較於前兩種連線,合併連線的速度最快的。但也看資料庫的索引和資料量情況。

通常情況下河西連線的效果都比合併連線要好,然而如果行源已經被排過序,在執行合併連線時不需要再排序了,這時合併連線的效能會優於雜湊連線。

在全表掃瞄比索引範圍掃瞄再通過rowid進行表訪問更可取的情況下,合併會比巢狀效能更佳。

各類關係型資料庫都有相應引數可以強制指定那一種連線進行測試。。。

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