postgresql通过explain命令查看查询性能

在 PostgreSQL 数据库中，`EXPLAIN` 是查看 SQL 查询性能最基本的方法之一。使用 `EXPLAIN` 命令，我们可以了解 PostgreSQL 中的查询优化器 (query optimizer) 如何处理语句，并为我们提供关于语句执行计划的详细信息。在本文中，我们将介绍如何在 PostgreSQL 中通过 `EXPLAIN` 命令查看查询性能的方法。

基础语法

首先，让我们来看一下基本的 `EXPLAIN` 查询语法：

```sql
EXPLAIN SELECT * FROM table_name WHERE column_name = 'value';
```

以上 SQL 查询语句用于查询名为 `table_name` 的表中满足 `column_name = 'value'` 条件的所有行。我们在该查询前加上 `EXPLAIN` 关键字，即可预计该查询的性能。执行结果将显示查询计划的详细信息，如下所示：

```
QUERY PLAN
------------------------------------------------------
 seq scan on table_name  (cost=0.00..10.00 rows=1 width=832)
   filter: (column_name = 'value'::text)
```

上述输出结果中，`cost` 列显示了该查询花费的预估成本。`rows` 列表示查询返回的行数。此外，我们可以看到该查询使用的扫描方法 (`seq scan`) 以及查询使用的过滤器 (`filter`)。这个例子中，我们使用顺序扫描方法扫描整个表格，但是，如果数据量很大，这样做就会变得非常低效。这时，我们就需要使用更高效的查询方法来优化查询性能。

查询优化

了解查询优化器（query optimizer）是了解 PostgreSQL 查询性能优化的关键。查询优化器会自动决定具体执行每个 SQL 的最优计划，并使用最佳访问方法来访问数据。

例如，在以下 SQL 查询语句中：

```sql
SELECT column1, column2
FROM table1 INNER JOIN table2 ON table1.id = table2.id
WHERE table1.column3 = 'value'
ORDER BY column1 DESC;
```

查询优化器的任务是自动设计特定的查询计划并选择最快的查询计划。通常，查询优化器会按以下步骤进行：

1. 分析 SQL 查询语句，找出查询的表格、选择列表、过滤器、排序等
2. 对表格统计信息进行采样并分析数据分布、数据大小等信息
3. 计算每个操作的成本（如扫描、过滤、排序等）
4. 根据成本和统计信息，生成所有可能的执行计划
5. 比较不同执行计划的成本和统计信息，选择成本最低的计划
6. 生成 SQL 查询语句的执行计划，并将其存储到系统中

在该流程中，我们可以通过 `EXPLAIN` 命令获取 PostgreSQL 查询优化器的详细过程。通过分析查询计划，我们可以识别计算高成本操作、缺乏索引、数据分布不均等问题，从而改进查询性能。

计划选项

通过 `EXPLAIN` 命令，我们可以选择不同的计划选项来查看执行计划信息。以下是一些常见的计划选项：

- `ANALYZE`：生成计划前计算表格统计信息。
- `VERBOSE`：提供更详细的计划信息，例如具体实施方法的名称。
- `COSTS`：显示每次操作的成本和总成本。
- `BUFFERS`：显示每次操作使用的缓冲区和磁盘块数目。
- `FORMAT`：选择计划格式，可选择文本格式或 JSON 格式。

例如，我们想要查询执行计划中每个选项的缓冲区使用情况，我们可以执行以下 SQL 查询语句：

```sql
EXPLAIN (VERBOSE, BUFFERS) SELECT * FROM table_name WHERE column_name = 'value';
```

在查询执行后，我们将看到输出结果有每个操作的缓冲区使用信息，如下所示：

```

QUERY PLAN
----------------------------------------------------------------------------------
 Bitmap Heap Scan on public.table_name  (cost=4.21..12.38 rows=1 width=832) (actual time=0.530..0.530 rows=0 loops=1)
   Recheck Cond: (column_name = 'value'::text)
   Heap Blocks: exact=1
   ->  Bitmap Index Scan on table_name_column_name_idx  (cost=0.00..4.21 rows=1 width=0) (actual time=0.264..0.264 rows=0 loops=1)
         Index Cond: (column_name = 'value'::text)
         Buffers: shared hit=1
 Planning time: 0.130 ms
 Execution time: 0.569 ms
```

在上述输出结果中，`Buffers` 列旁边有一个计数器，显示查询执行使用的缓冲区的数量。

总结

通过 `EXPLAIN` 命令，我们可以查看 PostgreSQL 查询的性能信息，并确定查询针对表格的访问方法，以及 PostgreSQL 查询优化器如何生成计划。我们可以使用计划选项指定不同的计划信息，例如缓冲区、成本等来识别执行计划中的瓶颈，以获得更好的查询性能。