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管理 Aurora PostgreSQL 的查询执行计划

使用 Amazon Aurora PostgreSQL 兼容版 的查询计划管理功能，您可以控制更改查询执行计划的方式和时间。查询计划管理有两个主要目标：

对所有关系数据库管理系统 (RDBMS) 而言，查询优化的质量和一致性对其性能和稳定性都有巨大的影响。查询优化程序可为 SQL 语句在特定时间点创建查询执行计划。随着条件的变化，优化程序可能会选择其他使得性能上升或下降的计划。在有些情况下，很多更改可能都会致使查询优化程序选择不同计划，并导致性能下降。这些更改包括统计数据、约束、环境设置、查询参数绑定和软件升级的更改。对于高性能应用程序而言，性能下降是一个重点关注的事项。

通过查询计划管理，您可以控制所要管理的一组语句的执行计划。您可执行以下操作：

启用 Aurora PostgreSQL 的查询计划管理

查询计划管理可用于以下 Aurora PostgreSQL 版本：

只有具有 rds_superuser 角色的用户才能完成以下过程。rds_superuser 对于创建 apg_plan_mgmt 扩展及其 apg_plan_mgmt 角色是必需的。用户必须已授予了 apg_plan_mgmt 角色才能管理 apg_plan_mgmt 扩展。

您可以随时关闭 apg_plan_mgmt.use_plan_baselines 和 apg_plan_mgmt.capture_plan_baselines 来禁用查询计划管理：

my-database=> SET apg_plan_mgmt.use_plan_baselines = off;
my-database=> SET apg_plan_mgmt.capture_plan_baselines = off;

升级查询计划管理

查询计划管理的最新版本是 2.0。如果您安装了以前版本的查询计划管理，我们强烈建议您升级到版本 2.0。有关版本的详细信息，请参阅 Amazon Aurora PostgreSQL 的扩展版本。

要升级，请在集群或数据库实例级运行以下命令。

ALTER EXTENSION apg_plan_mgmt UPDATE TO '2.0';
SELECT apg_plan_mgmt.validate_plans('update_plan_hash');
SELECT apg_plan_mgmt.reload();

查询计划管理基础知识

您可以使用查询计划管理来管理任何 SELECT、INSERT、UPDATE 或 DELETE 语句，不论语句有多复杂。支持预编译、动态、嵌入和立即模式的 SQL 语句。可以使用所有 PostgreSQL 语句功能，包括分区表、继承、行级安全性和递归公用表表达式 (CTE)。

执行手动计划捕获

要捕获特定语句的计划，请使用手动捕获模式，如下例中所示。

/* Turn on manual capture */
SET apg_plan_mgmt.capture_plan_baselines = manual; 
EXPLAIN SELECT COUNT(*) from pg_class;       -- capture the plan baseline
SET apg_plan_mgmt.capture_plan_baselines = off;    -- turn off capture
SET apg_plan_mgmt.use_plan_baselines =     true;   -- turn on plan usage

您可以执行 SELECT、INSERT、UPDATE 或 DELETE 语句，也可以包括 EXPLAIN 语句，如上所示。使用 EXPLAIN 捕获计划，同时避免了执行语句带来的开销或潜在的副作用。有关手动捕获的更多信息，请参阅手动捕获特定 SQL 语句的计划。请注意，查询计划管理不会为引用系统表（例如 pg_class）的语句保存计划。

查看捕获的计划

当 EXPLAIN SELECT 在前一个示例中运行时，优化程序将保存计划。为此，它会将行插入 apg_plan_mgmt.dba_plans 视图并在自治事务中提交计划。如果您已授予了 apg_plan_mgmt.dba_plans 角色，则可以查看 apg_plan_mgmt 视图的内容。以下查询显示 dba_plans 视图的一些重要列。

SELECT sql_hash, plan_hash, status, enabled, plan_outline, sql_text::varchar(40)
FROM apg_plan_mgmt.dba_plans
ORDER BY sql_text, plan_created;

显示的每一行表示一个托管计划。上一个示例显示以下信息。

有关 apg_plan_mgmt.dba_plans 视图的更多信息，请参阅在 apg_plan_mgmt.dba_plans 视图中检查计划。

使用托管语句和 SQL 哈希

托管语句 是优化程序在查询计划管理下捕获的 SQL 语句。您可以指定要使用手动或自动捕获，将哪些 SQL 语句作为托管语句进行捕获：

在 apg_plan_mgmt.dba_plans 视图中，您可以通过 SQL 哈希值来确定托管语句。SQL 哈希在 SQL 语句的标准化表示形式上计算，消除了一些差异（例如文本值）。使用标准化意味着，当多个 SQL 语句只有文本值或参数值不同时，它们在 apg_plan_mgmt.dba_plans 视图中使用相同的 SQL 哈希来表示。因此，同一个 SQL 哈希可以有多个计划，每个计划在不同的条件下是最优的。

优化程序处理任何 SQL 语句时，它使用以下规则来创建标准化 SQL 语句：

例如，使用以下语句。

/*Leading comment*/ EXPLAIN SELECT /* Query 1 */ * FROM t WHERE x > 7 AND y = 1; 

优化程序按以下所示标准化此语句。

SELECT /* Query 1 */ * FROM t WHERE x > CONST AND y = CONST; 

使用自动计划捕获

如果您希望捕获应用程序中所有 SQL 语句的计划，或者如果您无法使用手动捕获，则可以使用自动计划捕获。通过自动计划捕获，优化程序捕获至少运行两次的语句的计划。要使用自动计划捕获，请执行以下操作。

您还可以在创建新 Aurora PostgreSQL 数据库实例时使用自定义数据库参数组。有关参数组的更多信息，请参阅 修改数据库参数组中的参数。

在您的应用程序运行时，优化程序捕获多次运行的任何语句的计划。优化程序始终将托管语句的首次捕获计划的状态设置为 approved。托管语句的一组已批准计划称为计划基线。

随着应用程序持续运行，优化程序可能会查找托管语句的其他计划。优化程序将其他捕获的计划的状态设置为 Unapproved。

某个托管语句的所有已捕获计划集称为计划历史记录。稍后，您可以确定 Unapproved 计划的执行是否良好，并使用 Approved 函数或 Rejected 函数将其更改为 Preferred、apg_plan_mgmt.evolve_plan_baselines 或 apg_plan_mgmt.set_plan_status。

要启用自动计划捕获，在数据库实例的参数组中将 apg_plan_mgmt.capture_plan_baselines 设置为 off。按照上述的相同常规流程操作，修改自定义数据库参数组的 apg_plan_mgmt.capture_plan_baselines 值，然后将自定义数据库参数组应用于您的 Aurora 数据库实例。

有关计划捕获的更多信息，请参阅捕获执行计划。

验证计划

在删除了所依赖的对象（例如索引）时，托管计划会变得无效（“过时”）。要查找和删除所有已过时的计划，请使用 apg_plan_mgmt.validate_plans 函数。

SELECT apg_plan_mgmt.validate_plans('delete');

有关更多信息，请参阅 验证计划。

批准可以改进性能的新计划。

在使用托管计划时，您可以验证优化程序发现的较新、较低成本的计划，相比计划基线中已有的最低成本计划是否速度更快。要执行性能比较并（可选）批准更快的计划，请调用 apg_plan_mgmt.evolve_plan_baselines 函数。

在以下示例中，对于任何已启用的未批准计划，如果其速度比计划基准中的最低成本计划至少快 10%，则自动批准该计划。

SELECT apg_plan_mgmt.evolve_plan_baselines(
   sql_hash,
   plan_hash, 
   1.1,
   'approve'
)
FROM apg_plan_mgmt.dba_plans 
WHERE status = 'Unapproved' AND enabled = true;

当 apg_plan_mgmt.evolve_plan_baselines 函数运行时，它会收集性能统计数据并将其保存到 apg_plan_mgmt.dba_plans 视图的 planning_time_ms、execution_time_ms、cardinality_error、total_time_benefit_ms 和 execution_time_benefit_ms 列中。apg_plan_mgmt.evolve_plan_baselines 函数还会更新 last_verified 或 last_validated timestamps 列，在其中您可以看到收集性能统计数据的最近时间。

SELECT sql_hash, plan_hash, status, last_verified, sql_text::varchar(40)
FROM apg_plan_mgmt.dba_plans
ORDER BY last_verified DESC;  -- value updated by evolve_plan_baselines()  

有关验证计划的更多信息，请参阅评估计划性能。

删除计划

如果在计划保留期内，计划未执行或者未选择作为最低成本计划，则优化程序会删除这些计划。默认情况下，计划保留期为 32 天。要更改计划保留期，请设置 apg_plan_mgmt.plan_retention_period 参数。

您还可以查看 apg_plan_mgmt.dba_plans 视图的内容，并使用 apg_plan_mgmt.delete_plan 函数删除任何不再需要的计划。有关更多信息，请参阅 删除计划。