背景信息

數據庫性能優(yōu)化往往是數據庫管理的關鍵任務之一，而對于SQL查詢的性能提升，索引起著至關重要的作用。合理的索引可以使得數據庫快速定位到表中特定的行，直接獲取到已經排序好的數據，極大縮短查詢時間。

不過，并非所有索引都能有效提升性能。一個合適的索引能夠大幅提升查詢速度，而不恰當的索引不僅無法提升性能，反而可能由于維護索引本身的開銷而降低數據庫的整體性能。此外，索引還占用存儲空間，過多的無效索引會浪費存儲資源。因此，確定何時以及在哪些列上創(chuàng)建索引是一個技術性和經驗性都很強的領域，這通常需要深入分析查詢的執(zhí)行路徑和數據的分布特征。

為了協(xié)助用戶解決這一技術難題并優(yōu)化數據庫的性能，PolarDB PostgreSQL版推出自動索引推薦功能。該功能可以簡化索引的創(chuàng)建流程，降低開發(fā)和維護數據庫索引的難度。用戶僅需通過EXPLAIN命令對慢SQL語句進行性能分析，系統(tǒng)便能基于該分析提供合適的索引創(chuàng)建建議，并估計出預期的查詢加速效果。

自動索引推薦功能的主要優(yōu)勢如下：

• 精準推薦：利用數據庫自動搜集的統(tǒng)計信息和優(yōu)化器代價模型，能夠為具體的SQL查詢推薦合適的索引配置，避免了盲目地添加索引可能帶來的性能負擔和試錯成本。

• 效率提升：減少手動分析慢查詢的時間，幫助快速識別并針對性地解決性能瓶頸，縮短問題定位和解決的周期。

• 易于操作：通過一個簡單的EXPLAIN命令就能獲得索引推薦信息，同時提供創(chuàng)建索引的SQL命令以及相應的性能提升預測，優(yōu)化了用戶后續(xù)操作流程。

使用指南

配置自動索引推薦

1. 設置所有用戶加載polar_advisor，即在session_preload_libraries中增加polar_advisor。

   -- session_preload_libraries默認為空，此處添加polar_advisor
   alter role all set session_preload_libraries to 'polar_advisor';

2. 設置所有用戶在特定節(jié)點上開啟索引推薦，推薦僅在RO節(jié)點開啟，避免消耗RW節(jié)點的計算資源。

   -- 設置在RO節(jié)點上開啟索引推薦【推薦】
   alter role all set polar_advisor_type to 'index(ro)';

   -- 設置在所有節(jié)點上開啟索引推薦
   alter role all set polar_advisor_type to 'index';

使用自動索引推薦

使用不帶ANALYZE語句的EXPLAIN命令為慢SQL生成執(zhí)行計劃，自動索引推薦將會自動運行，檢測到推薦的索引后會自動輸出，包括如下信息：

• advise：創(chuàng)建推薦索引的命令。

• old cost：原計劃即現在計劃的cost。

• new cost：預估的創(chuàng)建推薦索引后的計劃的cost。

• saved cost：新計劃較老計劃節(jié)省的cost。

• estimate：預估的加速效果。

自動索引推薦現在能識別以下類型的算子，目前僅支持推薦BTREE索引，示例如下。

構造表及數據。

create table t( a int,b int);
insert into t select i,i from generate_series(1,10000)i;
analyze t;

• 根據等值條件推薦單列索引。

  /*FORCE_SLAVE*/ explain select * from t where a = 1;
  INFO:  IND ADV: advise "CREATE INDEX CONCURRENTLY ON public.t USING btree (a)"
  NOTICE:  IND ADV:   old cost 0.00..170.00
  NOTICE:  IND ADV:   new cost 0.04..2.25
  NOTICE:  IND ADV: saved cost -0.04..167.75
  NOTICE:  IND ADV: estimate 75.5 times faster
                      QUERY PLAN
  ---------------------------------------------------
   Seq Scan on t  (cost=0.00..170.00 rows=1 width=8)
     Filter: (a = 1)
  (2 rows)

• 根據比較條件推薦單列索引。

   /*FORCE_SLAVE*/ explain select * from t where a > 10; -- 索引篩選不了多少數據因此沒有推薦索引
                        QUERY PLAN
  ------------------------------------------------------
   Seq Scan on t  (cost=0.00..170.00 rows=9990 width=8)
     Filter: (a > 10)
  (2 rows)
  
   /*FORCE_SLAVE*/ explain select * from t where a < 10;
  INFO:  IND ADV: advise "CREATE INDEX CONCURRENTLY ON public.t USING btree (a)"
  NOTICE:  IND ADV:   old cost 0.00..170.00
  NOTICE:  IND ADV:   new cost 0.04..2.39
  NOTICE:  IND ADV: saved cost -0.04..167.61
  NOTICE:  IND ADV: estimate 71.1 times faster
                      QUERY PLAN
  ---------------------------------------------------
   Seq Scan on t  (cost=0.00..170.00 rows=9 width=8)
     Filter: (a < 10)
  (2 rows)
  

• 根據多個等值或比較條件推薦組合索引。

  /*FORCE_SLAVE*/ explain select * from t where a = 1 and b = 1;
  INFO:  IND ADV: advise "CREATE INDEX CONCURRENTLY ON public.t USING btree (b, a)"
  NOTICE:  IND ADV:   old cost 0.00..195.00
  NOTICE:  IND ADV:   new cost 0.04..1.16
  NOTICE:  IND ADV: saved cost -0.04..193.84
  NOTICE:  IND ADV: estimate 168.8 times faster
                      QUERY PLAN
  ---------------------------------------------------
   Seq Scan on t  (cost=0.00..195.00 rows=1 width=8)
     Filter: ((a = 1) AND (b = 1))
  (2 rows)

• 根據Order BY算子推薦單列索引。

   /*FORCE_SLAVE*/ explain select * from t order by a limit 10;
  INFO:  IND ADV: advise "CREATE INDEX CONCURRENTLY ON public.t USING btree (a)"
  NOTICE:  IND ADV:   old cost 361.10..361.12
  NOTICE:  IND ADV:   new cost 0.04..0.26
  NOTICE:  IND ADV: saved cost 361.06..360.86
  NOTICE:  IND ADV: estimate 1366.8 times faster
                              QUERY PLAN
  -------------------------------------------------------------------
   Limit  (cost=361.10..361.12 rows=10 width=8)
     ->  Sort  (cost=361.10..386.10 rows=10000 width=8)
           Sort Key: a
           ->  Seq Scan on t  (cost=0.00..145.00 rows=10000 width=8)
  (4 rows)

• 根據Group BY算子推薦單列索引。

  /*FORCE_SLAVE*/ explain select a,sum(b) from t group by a having a < 10 ;
  INFO:  IND ADV: advise "CREATE INDEX CONCURRENTLY ON public.t USING btree (a)"
  NOTICE:  IND ADV:   old cost 170.14..170.30
  NOTICE:  IND ADV:   new cost 0.04..2.53
  NOTICE:  IND ADV: saved cost 170.11..167.77
  NOTICE:  IND ADV: estimate 67.4 times faster
                            QUERY PLAN
  ---------------------------------------------------------------
   GroupAggregate  (cost=170.14..170.30 rows=9 width=12)
     Group Key: a
     ->  Sort  (cost=170.14..170.17 rows=9 width=8)
           Sort Key: a
           ->  Seq Scan on t  (cost=0.00..170.00 rows=9 width=8)
                 Filter: (a < 10)
  (6 rows)

• 根據等值連接操作推薦單列索引。

  /*FORCE_SLAVE*/ explain select * from t t1,t t2 where t1.a = t2.a limit 10;
  INFO:  IND ADV: advise "CREATE INDEX CONCURRENTLY ON public.t USING btree (a)"
  NOTICE:  IND ADV:   old cost 270.00..270.28
  NOTICE:  IND ADV:   new cost 0.07..0.70
  NOTICE:  IND ADV: saved cost 269.93..269.58
  NOTICE:  IND ADV: estimate 384.3 times faster
                                   QUERY PLAN
  ----------------------------------------------------------------------------
   Limit  (cost=270.00..270.28 rows=10 width=16)
     ->  Hash Join  (cost=270.00..552.50 rows=10000 width=16)
           Hash Cond: (t1.a = t2.a)
           ->  Seq Scan on t t1  (cost=0.00..145.00 rows=10000 width=8)
           ->  Hash  (cost=145.00..145.00 rows=10000 width=8)
                 ->  Seq Scan on t t2  (cost=0.00..145.00 rows=10000 width=8)
  (6 rows)