1 Explain查看执行计划优化sql
在 clickhouse 20.6 版本之前要查看 SQL 语句的执行计划需要设置日志级别为 trace 才能可以看到，并且只能真正执行 sql，在执行日志里面查看。在 20.6 版本引入了原生的执行计划的语法。在 20.6.3 版本成为正式版本的功能。
本文档基于目前较新稳定版 21.7.3.14。
目前官网最新的在线测试链接：https://play.clickhouse.com/play?user=play
1.1 基本语法
EXPLAIN [AST | SYNTAX | PLAN | PIPELINE] [setting = value, ...] SELECT ... [FORMAT ...]
PLAN：用于查看执行计划，默认值。
header 打印计划中各个步骤的 head 说明，默认关闭，默认值 0;
description 打印计划中各个步骤的描述，默认开启，默认值 1；
actions 打印计划中各个步骤的详细信息，默认关闭，默认值 0。
AST ：用于查看语法树;
SYNTAX：用于优化语法;
PIPELINE：用于查看 PIPELINE 计划。
header 打印计划中各个步骤的 head 说明，默认关闭;
graph 用 DOT 图形语言描述管道图，默认关闭，需要查看相关的图形需要配合graphviz 查看；
actions 如果开启了 graph，紧凑打印打，默认开启。
注：PLAN 和 PIPELINE 还可以进行额外的显示设置，如上参数所示。
1.2 案例实操
1.2.1 查看 PLAIN
- 简单查询
explain plan select arrayJoin([1,2,3,null,null]);
- 复杂 SQL 的执行计划
explain select database,table,count(1) cnt from system.parts where database in ('datasets','system') group by database,table order by database,cnt desc limit 2 by database;
- 打开全部的参数的执行计划
EXPLAIN header=1, actions=1,description=1 SELECT number from system.numbers limit 10;
1.2.2 AST 语法树
EXPLAIN AST SELECT number from system.numbers limit 10;
1.2.3 SYNTAX 语法优化
- 先做一次查询
SELECT number = 1 ? 'hello' : (number = 2 ? 'world' : 'oldlu') FROM system.numbers limit 10;
- 查看语法优化
EXPLAIN SYNTAX SELECT number = 1 ? 'hello' : (number = 2 ? 'world' : 'oldlu') FROM system.numbers limit 10;
- 开启三元运算符优化
SET optimize_if_chain_to_multiif = 1;
- 再次查看语法优化
EXPLAIN SYNTAX SELECT number = 1 ? 'hello' : (number = 2 ? 'world' : 'oldlu') FROM numbers(10);
- 返回优化后的语句
SELECT multiIf(number = 1, \\'hello\\', number = 2, \\'world\\', \\'xyz\\') FROM numbers(10)
1.2.4 查看 PIPELINE
EXPLAIN PIPELINE SELECT sum(number) FROM system.numbers_mt GROUP BY number % 20;
//打开其他参数 EXPLAIN PIPELINE header=1,graph=1 SELECT sum(number) FROM system.numbers_mt GROUP BY number%20;
2 ClickHouse建表优化
2.1 数据类型
2.1.1 时间字段的类型
建表时能用数值型或日期时间型表示的字段就不要用字符串，全 String 类型在以 Hive为中心的数仓建设中常见，但 ClickHouse 环境不应受此影响。
虽然 ClickHouse 底层将 DateTime 存储为时间戳 Long 类型，但不建议存储 Long 类型，因为 DateTime 不需要经过函数转换处理，执行效率高、可读性好。
create table t_type2( id UInt32, sku_id String, total_amount Decimal(16,2) , create_time Int32 ) engine =ReplacingMergeTree(create_time) partition by toYYYYMMDD(toDate(create_time)) –-需要转换一次，否则报错 primary key (id) order by (id, sku_id);
2.1.2 空值存储类型
官方已经指出 Nullable 类型几乎总是会拖累性能，因为存储 Nullable 列时需要创建一个额外的文件来存储 NULL 的标记，并且 Nullable 列无法被索引。因此除非极特殊情况，应直接使用字段默认值表示空，或者自行指定一个在业务中无意义的值（例如用-1 表示没有商品ID）。
CREATE TABLE t_null(x Int8, y Nullable(Int8)) ENGINE TinyLog; INSERT INTO t_null VALUES (1, NULL), (2, 3); SELECT x + y FROM t_null;
查看存储的文件：（没有权限就用 root 用户）
官网说明：https://clickhouse.com/docs/zh/sql-reference/data-types/nullable/
2.2 分区和索引
分区粒度根据业务特点决定，不宜过粗或过细。一般选择按天分区，也可以指定为 Tuple()，以单表一亿数据为例，分区大小控制在 10-30 个为最佳。
必须指定索引列，ClickHouse 中的索引列即排序列，通过 order by 指定，一般在查询条件中经常被用来充当筛选条件的属性被纳入进来,且查询越频繁的字段越要靠前；可以是单一维度，也可以是组合维度的索引；通常需要满足高级列在前、查询频率大的在前原则；还有基数特别大的不适合做索引列，如用户表的 userid 字段；通常筛选后的数据满足在百万以内为最佳。
比如官方案例的 hits_v1 表：
…… PARTITION BY toYYYYMM(EventDate) ORDER BY (CounterID, EventDate, intHash32(UserID)) ……
visits_v1 表：
…… PARTITION BY toYYYYMM(StartDate) ORDER BY (CounterID, StartDate, intHash32(UserID), VisitID) …… 1234
2.3 表参数
Index_granularity 是用来控制索引粒度的，默认是 8192，如非必须不建议调整。
如果表中不是必须保留全量历史数据，建议指定 TTL（生存时间值），可以免去手动过期历史数据的麻烦，TTL 也可以通过 alter table 语句随时修改。（参考基础文档 4.4.5 数据 TTL）
2.4 写入和删除优化
（1）尽量不要执行单条或小批量删除和插入操作，这样会产生小分区文件，给后台Merge 任务带来巨大压力
（2）不要一次写入太多分区，或数据写入太快，数据写入太快会导致 Merge 速度跟不上而报错，一般建议每秒钟发起 2-3 次写入操作，每次操作写入 2w~5w 条数据（依服务器性能而定）
写入过快报错，报错信息：
1. Code: 252, e.displayText() = DB::Exception: Too many parts(304). Merges are processing significantly slower than inserts 2. Code: 241, e.displayText() = DB::Exception: Memory limit (for query) exceeded:would use 9.37 GiB (attempt to allocate chunk of 301989888 bytes), maximum: 9.31 GiB
处理方式：
Too many parts 处理 ：使用 WAL 预写日志，提高写入性能。
in_memory_parts_enable_wal 默认为 true
在服务器内存充裕的情况下增加内存配额，一般通过 max_memory_usage 来实现
在服务器内存不充裕的情况下，建议将超出部分内容分配到系统硬盘上，但会降低执行速度，一般通过 max_bytes_before_external_group_by、max_bytes_before_external_sort 参数来实现。
