从 TPCH 测试看 SPL 性能优化技巧 1
测试环境说明
CPU：4颗，主频2.6G，每个CPU内核数8个。
硬盘：800G，15000转SAS硬盘，理论读写速度150m/s。
内存：64G。
操作系统：Linux cent os 6
SQL1
select
l_returnflag,
l_linestatus,
sum(l_quantity) as sum_qty,
sum(l_extendedprice) as sum_base_price,
sum(l_extendedprice * (1 - l_discount)) as sum_disc_price,
sum(l_extendedprice * (1 - l_discount) * (1 + l_tax)) as sum_charge,
avg(l_quantity) as avg_qty,
avg(l_extendedprice) as avg_price,
avg(l_discount) as avg_disc,
count(*) as count_order
from
lineitem
where
l_shipdate <= date '1998-12-01' - interval '90' day(3)
group by
l_returnflag,
l_linestatus
order by
l_returnflag,
l_linestatus;
LineItem表原始数据大小为79.6G（文本格式），数据行数600037902。
Oracle空间文件大小为200G，lineItem表数据导入时间20个小时。
SQL运行时间为637秒。
在SQL里增加并行选项select /*+ parallel(lineitem 10) */后，运行时间下降到397秒。
用集文件执行
集文件为集算器支持的数据文件格式。特点是对数据进行一定的压缩，以提高查找和计算的磁盘性能。
集文件结构简单，应用范围明确，其生成速度远远高于oracle的数据导入速度。lineitem数据导入仅需48分28秒，最终生成的集文件大小为56.9G。
用集文件改写上面SQL的SPL脚本如下：
| A |
|
| 1 |
=now() |
| 2 |
=file(path+"lineitem.btx") |
| 3 |
=A2.cursor@b( |
| 4 |
=A3.select(L_SHIPDATE<=date(“1998-09-02”)) |
| 5 |
=A4.groups( |
| 6 |
=interval@s(A1,now()) |
上例运行时间为412秒，比SQL少了225秒。
groups和groupx的选用
在集算器中分组统计函数有两个，一个是groups，另一个是groupx。
在上例中已经介绍了groups的脚本。groupx脚本如下：
| A |
|
| 1 |
=now() |
| 2 |
=file(path+"lineitem.btx") |
| 3 |
=A2.cursor@b( |
| 4 |
=A3.select(L_SHIPDATE<=date(“1998-09-02”)) |
| 5 |
=A4.groupx( |
| 6 |
=now@s() |
| 7 |
=interval@s(A1,A8) |
本例中该脚本的运行时间为418秒，与groups相当。
groups与groupx的区别在于，groups全内存运行，支持并行运行，但当内存不足时不能利用外存，仅仅是抛出异常。groupx在内存不足时会利用外存完成计算，但不支持并行。
选用groups还是groupx需要预判统计计算过程中，内存占用的大小。决定统计计算中内存占用大小的决定因素是，分组表达式可能产生的分组的个数。
本例中L_RETURNFLAG为二值，L_LINESTATUS为枚举值，可以判断分组数非常小。因此这里采用groups是合适的(groups通过并行可以大幅提高执行效率，后面会介绍)。
关于游标使用
游标原意是为了减少内存消耗，保证大数据处理能力。但有时也能用于提高性能，原因在于减少内存使用后能减少磁盘换页机会，同时小内存块更容易分配出来、分配速度更快。
本例中因数据量大，必须使用游标。我们在笔记本上用1G的数据量进行过测试。当采用非游标运行的时候，内存占用达到了2380.2M，运行时间为100秒。而采用游标处理后内存占用降为183.49M，运行时间降为38秒。
用并行计算提高运算速度
我们看一下并行计算对运算效率的提升：
| A |
|
| 1 |
=now() |
| 2 |
=file(path+"lineitem.btx") |
| 3 |
=A2.cursor@mb( |
| 4 |
=A3.select(L_SHIPDATE<= date(“1998-09-02”)) |
| 5 |
=A4.groups( |
| 6 |
=now@s() |
| 7 |
=interval@s(A1,A6) |
这里采用的是8线程，运行时间为84秒，运算效率提升了近5倍。
并行计算可以充分利用CPU、硬盘等计算机资源，提升运算效率效果明显。
设置不同的并行运算数可以取得不同的运算效率。在实际运行中，还要受硬盘转速、CPU核数等多种条件的影响。即使相同条件下，多次测试的结果也会有一定的波动。具体的性能指标只有多次实测才能得出。
用组表提高计算速度
集算器还提供了列存格式，即组表。我们再用组表来尝试一下，先生成组表。用文本文件生成组表的SPL脚本，如下：
| A |
|
| 1 |
=file(path+"lineitem.tbl").cursor@(; , "|") |
| 2 |
=file(path+"LINEITEM.ctx").create( |
| 3 |
=A1.new( |
| 4 |
>A2.append(A3) |
组表有更好的压缩效率，最终生成的文件的大小为29.4G，其大小几乎只有集文件的一半。
组表运行脚本：
| A |
|
| 1 |
=now() |
| 2 |
=file(path+"LINEITEM.ctx").create() |
| 3 |
=A2.cursor@m ( |
| 4 |
=A3.groups( |
| 5 |
=interval@s(A1,now()) |
运行时间变为60秒，相对于集文件效率提高了1/3。
组表提高运行速度的原因是：
1、采用列存方式，数据集中，需要加载的数据量更少。
2、列存使得压缩比更高，磁盘数据进一步减少。
组表排序后对性能的影响
组表的一个好处是，可以让组表存储时，针对一些常用数据有序，以提高性能。本脚本有个针对L_SHITDATE的条件，如果将数据按此字段排序后会提高过滤性能。下面程序是让组表针对L_SHIPDATE排序：
| A |
|
| 1 |
=file(path+"lineitem.tbl").cursor@(; , "|") |
| 2 |
=file(path+"LINEITEM1.ctx").create( |
| 3 |
=A1.new( |
| 4 |
>A2.append(A3.sortx(L_SHIPDATE)) |
排序后，再次运行脚本，运行时间为44秒（8线程），明显优于未排序情况。
