使ってみませんか？pg_hint_plan

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2013年2月16日 NTTデータ基盤システム事業本部
使ってみませんか？ pg_hint_plan
PostgreSQLアンカンファレンス@東京
第25回しくみ＋アプリケーション勉強会

2
目次
pg_hint_planの紹介
デモ
HINT句とコミュニティ
HINT句とNTTデータ

3
pg_hint_planの紹介

4
pg_hint_planとは?
PostgreSQLでHINT句を使えるようにする外部モジュール
開発元
NTT OSSセンタ
公開日
2012年12月
ライセンス
BSD
対応バージョン
PostgreSQL9.1、9.2
公開先
http://en.sourceforge.jp/projects/pghintplan/
pg_hint_plan

5
統計情報
プランとは？
シーケンシャルスキャン
インデックススキャン
インデックスオンリースキャン
SQLの実行方法にも複数ある
PostgreSQLは、統計情報から最適な方法を選択してSQL実行
プランとは、SQLを実行する方法のこと
どのようにSQL を実行するのが最適だろう?

6
プラン選択の課題
どのプランを選ぶかはPostgreSQL任せ
PostgreSQLが最適なプランを選んでくれなくて性能劣化
DBの状況変化に伴い、突然不適切なプランが選ばれて性能劣化
商用DBは、プラン選択をDB任せにせず、ユーザに制御させる機能を提供
PostgreSQLではGUCパラメータである程度制御可能だが、柔軟でない
柔軟なプラン制御を外部ツールで実現
HINT句
統計情報
の固定化
DBに指示(HINT)を与えて、どのプランを選ぶかユーザが思い通りに制御 → pg_hint_plan
一度最適なプランを選んだら、ずっとそのプランを選ぶように統計情報を固定化 → pg_dbms_stats

7
統計情報
HINT句のイメージ
シーケンシャルスキャン
インデックススキャン
インデックスオンリースキャン
インデックススキャンを選ぶように！
HINT
選択

8
pg_hint_planでのHINT句の指定
HINT句は、クエリ先頭のブロックコメント /*+ ... */ 内に指定
クエリ先頭以外の/*+ */は、HINT句と見なされない
商用DBとはHINT句の指定場所が異なるため注意
/*+
SeqScan(t1)
IndexScan(t2 t2_pkey)
*/
SELECT /*+ IndexScan(t1 t1_pkey) */
* FROM table1 t1 JOIN table2 t2 ON (t1.key = t2.key);
table1はシーケンシャルスキャン、 table2は主キーインデックスt2_pleyの
インデックスキャンを指示するHINT句
クエリ先頭以外の HINT句は無視される

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pg_hint_planがサポートするHINT句の種類
商用DBで特に使われるHINT句をサポート
カテゴリ
説明
スキャン方法
テーブルをどの方法でスキャンするか?
結合方法
テーブルをどの方法で結合するか?
結合順序
テーブルをどの順序で結合するか?
パラメータ設定
プラン作成中だけ使うパラメータ設定

10
スキャン方法のHINT句
書式
説明
SeqScan
シーケンシャルスキャンを選択
TidScan
TIDスキャンを選択
IndexScan
インデックススキャンを選択
スキャンにどのインデックスを使うか指定可能
IndexOnlyScan
インデックスオンリースキャンを選択(PostgreSQL9.2以降)
BitmapScan
ビットマップスキャンを選択

11
スキャン方法のHINT句
書式
説明
NoSeqScan
シーケンシャルスキャン以外で最小コストのスキャンを選択
NoTidScan
TIDスキャン以外で最小コストのスキャンを選択
NoIndexScan
インデックススキャン以外で最小コストのスキャンを選択
NoIndexOnlyScan
インデックスオンリースキャン以外で最小コストのスキャンを選択
(PostgreSQL9.2以降)
NoBitmapScan
ビットマップスキャン以外で最小コストのスキャンを選択

12
結合方法のHINT句
書式
説明
NestLoop
ネストループ結合を選択
HashJoin
ハッシュ結合を選択
MergeJoin
マージ結合を選択
NoNestLoop
ネストループ結合以外で最小コストの結合を選択
NoHashJoin
ハッシュ結合以外で最小コストの結合を選択
NoMergeJoin
マージ結合以外で最小コストの結合を選択

13
結合順序のHINT句
パラメータ設定のHINT句
書式
説明
Leading
テーブルを指定した通りの順番で結合
書式
説明
Set
プラン作成中だけGUCパラメータを指定した値に変更

14
デモ

15
インストールと設定
インストールはいつものやり方
$ tar zxf pg_hint_plan92-1.0.0.tar.gz
$ cd pg_hint_plan92-1.0.0
$ make ※USE_PGXS=1を未指定でも自動的にpgxsを使ってビルド
$ su
# make install
PostgreSQLがpg_hint_planをロードするようにパラメータ設定
$ vi $PGDATA/postgresql.conf
shared_preload_libraries = 'pg_hint_plan'
※custom_variable_classesはv9.2以降廃止されたため、設定不要

16
HINT句お試し
単純なSQLでHINT句を使用
=# CREATE TABLE hoge (a int, b int);
=# INSERT INTO hoge SELECT x, x FROM generate_series(1,10000) x;
=# CREATE INDEX aaa_idx ON hoge (a);
=# CREATE INDEX bbb_idx ON hoge (b);
=# VACUUM ANALYZE hoge;
=# EXPLAIN ANALYZE
SELECT * FROM hoge WHERE a < 9000 AND b > 10;
/*+ BitmapScan(hoge) */
/*+ SeqScan(hoge) */
/*+ IndexScan(hoge aaa_idx) */
/*+ IndexScan(hoge bbb_idx) */

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HINT句お試し
複雑なSQLでHINT句を使用
不適切なプランが選ばれた例としてコミュニティで報告されていたものをデモ用に変更
http://www.postgresql.org/message-id/E1TSyAf-0006st- DI@wrigleys.postgresql.org
=# CREATE TABLE goods (id text primary key, price int, num int);
=# (10万件のデータ挿入)
=# CREATE INDEX goods_price_idx ON goods(price);
=# VACUUM ANALYZE goods;
ID、値段、個数の3列を持つ商品テーブルをイメージ
id列は、ランダムな英数字10文字
price列は、0～10万のランダムな数字
num列は、0～10のランダムな数字 or NULL

18
HINT句お試し
複雑なSQLでHINT句を使用
/*+ HashJoin(goods ANY_subquery) */
EXPLAIN ANALYZE
SELECT
*
FROM
goods
WHERE
id IN ( SELECT id FROM goods ORDER BY price LIMIT 605 )
AND
num IS NULL
ORDER BY
price DESC
LIMIT 1;
値段が安い商品605件のうち
在庫がない(個数がNULLである)商品で
最も値段が高い商品を
1件だけ検索する
HINT句未指定だと、プランナが不適切なプランを選択して、低性能
現状プランナのよい改善案はなく、WITH句を使ったSQLに書き換えることで問題を回避する必要がある

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pg_hint_planの制約
HINT句で制御できないケース
HINT句で選択できるプランは、プランナが選択候補として挙げられるプランのみ
インデックス未定義の場合、インデックススキャンを選択できない
FULL OUTER JOINでは、ネストループ結合は選択できない
PL/pgSQLにおける制限
PL/pgSQL関数内のクエリに直接HINT句を指定しても無視される
関数実行時のSELECTにHINT句を指定すること
ただし、関数内のクエリがそのまま実行されるとは限らないため、HINT句が期待どおり動作するかは保証外
ドキュメントに、制約が詳細に列挙されているため、
pg_hint_plan利用時には読んでおくこと！

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HINT句とコミュニティ

21
HINT句とPostgreSQLコミュニティ
http://wiki.postgresql.org/wiki/OptimizerHintsDiscussion

22
HINT句に対するコミュニティのスタンス
PostgreSQLがHINT句をサポートすることを、長年多くの人々が望んできたが、コミュニティの現在の公式なスタンスは、
他DBと同じやり方でHINT句を実装することに興味がない
「他DBにはあるから、PostgreSQLにもあるべき」という提案は歓迎しない
他DBのHINT句には問題がある。問題を改善するアイデアがあるなら、価値ある議論ができるかも

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コミュニティが考えるHINT句の問題
アプリケーションのコードがメンテナンスしにくくなる。クエリに指定されたHINT句は、多大なリファクタリングを必要とする
アップグレードを邪魔する。今日役立ってるHINT句は、アップグレード後に性能劣化の原因になるかもしれない
DBAが、真の問題を解決する代わりに、HINT句に頼り切ってしまう。この悪い癖をHINT句は助長する
HINT句はデータサイズに対してスケールしない。テーブルが小さいときに正しかったHINTは、大きくなったときに間違ってしまう
PostgreSQLのプランナの改善を邪魔する。HINT句の利用者は、クエリの問題をコミュニティに報告しなくなる

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コミュニティが考えるHINT句の使いどころ
メンテナンス性を気にする必要のない単発クエリ
様々なプランをテストして、プランナがどう動くのか見るための方法
プランナのバグの対策
既知の実装上のバグ
理論上の問題。プラン見積もりの上限など

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HINT句とNTTデータ

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NTTデータがHINT句を必要とする理由
性能の安定化
基幹系システムでは、最高性能より性能の安定性の方が重要
プランが変化することによる突然の性能向上/劣化を避けたい
HINT句でプランを固定化し、性能を安定化させたい！
クエリチューニングの(最終)手段
どう頑張っても最適なプランを選んでくれないクエリのチューニング
プランナのバグは修正済だが、マイナーバージョンのリリースまで時間があり、システム開発に間に合わない場合のチューニング
商用DBからPostgreSQLへのマイグレーションの促進
HINT句のリスクは承知済。リスクのシステムへの影響を見切った上で利用

27
まとめ

28
まとめ
HINT句は使い方次第で
魔法の杖にも
トラブルの元凶にもなります。
効果とリスクを正しく理解し、
pg_hint_planで
PostgreSQLの一歩進んだ使い方を！

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