left join的优化,小的结果集驱动大的结果集

为何小表驱动大表?

数据库最伤神的是数据库连接。

1.建立2次连接,每次进行上百万的数据集的查询

2.上百万次的连接,每次进行2个数据集的查询

left join 的时间开销类似于笛卡尔积,相当费时,如果关联字段是索引字段,可以减少时间复杂度,但是还是非常费时。

left 的优化:首先,mysql都是使用(Nested Loop )循环套嵌的方式实现join,这里包括两个部分:驱动表结果集作为条件连接被驱动表X,被驱动表根据驱动表结果查询数据集Y。时间复杂度(X*Y),这里的第二部分是数据库内部的操作,涉及io,cpu等的操作很少,而且可以使用索引优化。第一部分是表的连接,这里是需要时间的,时间复杂度,CPU,io操作等都耗费比内部操作更多的时间。所以,以少的实际结果集(where筛选后)驱动大的结果集,大的结果集使用索引,这种方式能够最大层度的减少时间复杂度。也就是永远使用小的结果集驱动大的结果集。

这里规定join连接单次总用时为m1,被驱动表一次查询使用时间为m2;则总的查询时间为:

X*m1+Y*m2;这里的m1大于m2则 X相对于Y越小,结果越小;

B平衡树的索引结构,三种索引的速度以及覆盖范围排序: 1覆盖索引>= 2聚集索引>3非聚集索引。 1和2中大于的部分不是速度,而是适用范围,1覆盖索引能够根据业务自定义,而2基本都是主键,适用性不强,但是覆盖索引占用内存比较大,这个是一个限制条件。

索引总共分为三种,聚集索引,非聚集索引,覆盖索引

非聚集索引会先找到聚集索引的唯一主键,然后根据聚集索引查找值,例外的是覆盖索引(多列索引):查询列在索引列中,不需要再到聚集索引中查找一遍。

没有主键(聚集索引)的表加数据堆,数据堆是通过使用索引分配图(IAM)页来维护的。当在数据堆上创建了非聚簇索引时,叶级中包含了指向数据页的行标识符。行标识符指定记录行的逻辑顺序,由文件ID、页号和行ID组成


nested join

嵌套循环连接将驱动表(外表)和被驱动表(内表)进行join,读取外表的每一行,和内表进行比较操作,数据库一般将建有索引的表作为内表。

通过伪代码可以看到,执行主要分三步:

选定驱动表

选定另一张表为内表

将驱动表中每一行和内表中的记录逐一进行匹配

hive

hive存储基于hdfs,计算主要是基于mapreduce框架。

连接类型

map side join

如果join中有一张表较小,这种情况下,可以使用map join,不需要进行reduce操作。

select /*+ mapjoin(b) */

a.key

, a.value

from a

join b

on a.key = b.key

如果join的表在join列上进行了分桶,一张表的桶数是其它表的倍数,这种情况下,相关桶之间在map端进行join操作,称为bucketized map-side join,通过如下参数开启

  -- 方法一

  set hive.optimize.bucketmapjoin = true;

map join执行步骤:

本地工作:在本地机器读入数据,在内存中建立hash表,然后写入本地磁盘并上传至hdfs。最后将hash表写入分布式缓存中

map任务:将数据从分布式缓存中读入内存,将表中数据逐一和hash表匹配。将匹配到数据进行合并并写入hdfs中

无reduce任务

common join(reduce side join)

若两种表都较大在map端无法缓存进内存,此时只能在reduce端进行join

如果多张表中用同一列进行join操作,那么hive会将其转成一个map/redcuce job

谓词下推(Predicate Pushdown)

原理

对于left join,先给出如下定义:

保留行表:outer join中返回所有行的表,如left outer join中的左表,right outer join中的右表

空供应表:如果和主表没有匹配上返回空值的表,如left outer join中的左表,right outer join中左表

join过程中谓词:写在join过程中的过滤条件

join后谓词:写在where条件中的过滤条件

存在如下反向规则:

Join过程中谓词不能推移到保留行表

join后谓词不能推移到空供应表

正向解释下:join过程中的过滤条件可以推移到空供应表上,where 过程中的条件可以推移到保留行表。

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