开发者社区> xaubllxwtvaqiu> 正文
阿里云
为了无法计算的价值
打开APP
阿里云APP内打开

一文读懂MySQL 8.0直方图(1)

简介: 一文读懂MySQL 8.0直方图
+关注继续查看

0. 什么是直方图1. 直方图怎么工作2. 同时有索引和直方图会怎样3. 如何提高直方图的统计精确度

0. 什么是直方图

直方图(Histogram)是数据库提供的一种(索引之外的)基础统计信息,用于描述列上的数据分布情况。它最典型的场景是估算查询谓词的选择率,以便选择合适的执行计划。也就是说,某个列可以不创建索引但创建直方图,也可以帮助提升查询效率。

MySQL 8.0开始支持直方图,这是个很大的进步。直方图可以针对某个列记录其数据分布统计信息,例如有个列的值是从1到1万,那么可以利用直方图分成100个桶(bucket),每个桶中统计这1万个值是怎么分布的,以及每个桶中的最大值、最小值、占比等信息。虽然可以利用索引优化SQL效率,但索引维护的代价更高,索引要保持更新,而直方图可以按需手动更新。索引统计信息也有不可靠的时候,例如存在数据倾斜,或者统计延迟等问题。另外,在有需要的时候,可以在每个有需要的列上创建直方图,但却不太可能同时创建多个单列索引,那样代价太高了。例如下面这个执行计划:

[root@yejr.run]> explain select * from t1 where seq = 1234;
+------+---------------+------+---------+------+--------+----------+-------------+
| type | possible_keys | key  | key_len | ref  | rows   | filtered | Extra       |
+------+---------------+------+---------+------+--------+----------+-------------+
| ALL  | NULL          | NULL | NULL    | NULL | 299876 |    10.00 | Using where |
+------+---------------+------+---------+------+--------+----------+-------------+

[root@yejr.run]> select * from t1 where seq = 1234;
Empty set (0.097 sec)

在还没创建直方图之前,seq列上同时也没有索引,这时是全表扫描,注意到 filtered 列的值是10%。

创建完直方图之后,再看这个执行计划:

[root@yejr.run]> explain select * from t1 where seq = 1234;

+------+---------------+------+---------+------+--------+----------+-------------+
| type | possible_keys | key | key_len | ref | rows | filtered | Extra |
+------+---------------+------+---------+------+--------+----------+-------------+
| ALL | NULL | NULL | NULL | NULL | 299876 | 0.00 | Using where |
+------+---------------+------+---------+------+--------+----------+-------------+

[root@yejr.run]> select * from t1 where seq = 1234;
Empty set (0.079 sec)

注意到 filtered 列值变成了 0%,并且实际耗时是原来的81%,虽然绝对值也不算小,但相对于原来的全表扫描也还是要节省了将近20%耗时。

所以说,直方图还是很有意义的,当然了,直方图还是无法代替索引,只在一些特定的场景里比较有用。

1. 直方图怎么工作

MySQL支持两种直方图模式:等宽、等高。等宽直方图是每个桶保存一个值以及这个值累积频率,等高直方图每个桶需要保存不同值的个数,上下限以及累积频率等。MySQL会自动选用哪种类型的直方图,无需也不能指定。一般来说,数据数据分布范围比较大的话就采用等高,反之,如果数据分布比较小就采用等宽。直方图的统计信息物理表 column_statistics 存储在mysql表空间中,无法直接读写,但可以访问 information_schema.COLUMN_STATISTICS 视图来查看统计结果。

[root@yejr.run]> show create view column_statistics\G
1. row **
View: COLUMN_STATISTICS
Create View: CREATE ALGORITHM=UNDEFINED DEFINER=`mysql.infoschema`@`localhost` SQL SECURITY DEFINER VIEW `COLUMN_STATISTICS` AS select `mysql`.`column_statistics`.`schema_name` AS ...
character_set_client: utf8
collation_connection: utf8_general_ci

每条记录对应一个直方图统计结果,用JSON格式保存。

此外,还有个参数 histogram_generation_max_mem_size 用来控制创建直方图时可用的内存,该参数很重要,后面会讲到。

截止MySQL 8.0.19版本,直方图支持多种数据类型和场景,甚至包括虚拟列。但不支持以下几种情况:

  • 加密表、临时表。
  • JSON数据类型、空间(spatial)数据类型。
  • 已创建唯一索引的单列。

来个一个创建失败的例子:

[root@yejr.run]> analyze table t2 update histogram on nu;
+---------+-----------+----------+-----------------------------------------------------------+
| Table | Op | Msg_type | Msg_text |
+---------+-----------+----------+-----------------------------------------------------------+
| yejr.t2 | histogram | Error | The column 'nu' is covered by a single-part unique index. |
+---------+-----------+----------+-----------------------------------------------------------+

MySQL干脆利落地拒绝了这种反智行为。

当然了,如果是一个列创建了非唯一辅助索引,就可以创建直方图,不会冲突。

来创建个正式直方图:

+---------+-----------+----------+------------------------------------------------+
| Table | Op | Msg_type | Msg_text |
+---------+-----------+----------+------------------------------------------------+
| yejr.t1 | histogram | status | Histogram statistics created for column 'seq'. |
+---------+-----------+----------+------------------------------------------------+

再看下 COLUMN_STATISTICS 中存储的统计信息:

[root@yejr.run]> select SCHEMA_NAME, TABLE_NAME, COLUMN_NAME, JSON_PRETTY(HISTOGRAM) from COLUMN_STATISTICS\G
1. row **
SCHEMA_NAME: yejr --库
TABLE_NAME: t1 --表
COLUMN_NAME: seq --列
JSON_PRETTY(HISTOGRAM): {
"buckets": [
[ --第一个桶(bucket)中的统计信息
1, --最小值
9710, --最大值
0.009996666666666666, --累积占比,0.99%
2571 --第一个桶中累积几个值
],
...
[ --第100个桶中的统计信息
989875,
999994,
0.9996666666666667, --因为该列包含部分NULL值,所以这里不是1.0(100%)
2580
]
],
"data-type": "int", --该列数据类型,是INT
"null-values": 0.0003333333333333333, --是否包含NULL值,或者NULL值的占比
"collation-id": 8,
"last-updated": "2020-04-21 07:21:53.084054", --直方图最后更新时间
"sampling-rate": 1.0, --采样比例 100%
"histogram-type": "equi-height", --等高直方图
"number-of-buckets-specified": 100 --共有100个桶
}

上面这个等高直方图,共100个桶,每个桶的数据量从2571 ~ 2620不等,总数据量259550,占比99.9667%。此外,还有大约0.033%为NULL的记录。

再来个等宽的直方图

 "buckets": [
[
5, --存储每个值
0.07692307692307693 ---该值频率
],
[
25,
0.15384615384615385
],
......
],
"data-type": “int",
"null-values": 0.0,
"collation-id": 8,
"last-updated": "2019-07-02 06:44:15.134130”,
"sampling-rate": 1.0, --数据采样比例
"histogram-type": “singleton", --等宽
"number-of-buckets-specified": 100
}

等宽直方图里,每个桶里记录是各个值的分布信息。

2. 同时有索引和直方图会怎样

某天,群里有同学在问,假如有个列同时创建了直方图和索引,优化器会怎么选择呢?

在回答之前,可以先开通脑筋想几秒钟…

事实上,真是这样的话,优化器会选择索引而非直方图。因为索引的统计信息相对"更及时",也可能"更精确",因为直方图是需要手动更新的,没办法保证"及时性"。当然了,我没去看源码,仅是我猜的,并通过试验确认的。

假设上面创建直方图的列 seq,同时也创建了索引,在开启 optimizer_trace 之后,可以看到两个执行计划之间的区别(我只选取了部分内容)

            </div>

版权声明:本文内容由阿里云实名注册用户自发贡献,版权归原作者所有,阿里云开发者社区不拥有其著作权,亦不承担相应法律责任。具体规则请查看《阿里云开发者社区用户服务协议》和《阿里云开发者社区知识产权保护指引》。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容,填写侵权投诉表单进行举报,一经查实,本社区将立刻删除涉嫌侵权内容。

相关文章
一文读懂MySQL 8.0直方图(2)
一文读懂MySQL 8.0直方图
11 0
一文读懂MySQL 8.0直方图(2)
一文读懂MySQL 8.0直方图
8 0
一文读懂MySQL 8.0直方图(2)
一文读懂MySQL 8.0直方图
12 0
一文读懂MySQL 8.0直方图(1)
一文读懂MySQL 8.0直方图
17 0
一文读懂MySQL 8.0直方图(2)
一文读懂MySQL 8.0直方图
8 0
一文读懂MySQL 8.0直方图(2)
一文读懂MySQL 8.0直方图
20 0
一文读懂MySQL 8.0直方图(1)
一文读懂MySQL 8.0直方图
36 0
一文读懂MySQL 8.0直方图(2)
一文读懂MySQL 8.0直方图
31 0
一文读懂MySQL 8.0直方图(2)
一文读懂MySQL 8.0直方图
78 0
封神-核心功能 | 钉钉告警+数据网关
封神-核心功能 | 钉钉告警+数据网关
2217 0
7700
文章
0
问答
文章排行榜
最热
最新
相关电子书
更多
低代码开发师(初级)实战教程
立即下载
阿里巴巴DevOps 最佳实践手册
立即下载
冬季实战营第三期:MySQL数据库进阶实战
立即下载