国产数据库优化差距肉眼可见:KES的DISTINCT智能改写深度拆解
做开发和运维的朋友应该都有同感,日常写SQL总会习惯性带上DISTINCT做去重。很多时候查询条件已经把数据锁定成唯一值,但普通数据库还是死板执行全表扫描、排序去重,白白浪费服务器性能。
金仓KingbaseES在内核里做了DISTINCT专属智能优化,不靠人工改SQL,数据库自己就能识别冗余去重逻辑,还能自动转换成更轻量的执行方式。今天就结合官方实测文档,从业务痛点、底层原理、实测效果,再到和其他国产类型数据库的优化器逻辑差异,一次性给大家讲透。
一、业务普遍存在的DISTINCT性能痛点
平时开发里有很多这种常见场景,明明WHERE条件已经把字段固定成常量,比如a=1 and b=1,结果还是加上了DISTINCT。
这种语句从业务逻辑上看,本来就只会返回单条数据。但传统数据库不会做逻辑判断,依旧走完全表扫描、排序、哈希去重整套流程。数据量越大,冗余的计算开销就越明显,很容易拖慢接口响应速度。
还有多表关联的场景,通过INNER JOIN等值条件就能锁定唯一数据,很多人还是习惯性加DISTINCT,进一步放大了性能损耗。
而且这类SQL优化还有两个绕不开的难点:
第一是语义安全,改写之后必须保证查询结果完全一致,不能乱改逻辑;
第二是常量判定,要能识别WHERE约束、关联条件、多谓词推导等多种固定字段的场景,普通优化器很难做到全覆盖。
二、KingbaseES两大DISTINCT优化方案
KES把冗余DISTINCT优化归纳成两种落地方式,都是在内核自动完成,不用人工干预。
1. DISTINCT自动转为GROUP BY
KES支持通过GUC参数控制开关,符合条件的DISTINCT语句,会直接改写成GROUP BY执行。
这么做的实际好处挺多,能借助GROUP BY自带的主键键值裁剪能力,还可以启用数据库并行执行机制。原本要对整组字段去重,改成基于主键分组,直接砍掉多余的计算步骤。
官方实测数据很直观:
优化前查询耗时464ms,开启自动改写之后,直接降到249ms,性能提升幅度很明显。
2. 常量场景用LIMIT 1直接替代
这是最实用的一项优化。当WHERE条件、多表关联条件能把查询字段固定为常量时,结果集最多只有一条数据。
KES优化器识别到这种情况后,会直接把DISTINCT或者GROUP BY替换成LIMIT 1。不用扫描全表,找到第一条符合条件的数据就直接返回。
单表示例优化前后对比:
- 优化前:全表扫描+分组去重,耗时30ms
- 优化后:匹配即返回,仅0.03ms
就算是多表关联复杂语句,效果同样突出:
selects1.a,s2.bfroms1innerjoins2ons1.a=s2.bands1.a=5groupbys1.a,s2.b;优化前耗时12ms,优化后仅0.08ms,差距特别大。
简单说,这种优化把“全表遍历去重”改成“匹配到即终止”,砍掉了大量无效扫描操作。
三、底层逻辑:常量与谓词传递推理
KES能精准识别字段固定的场景,靠的是编译原理里的常量传递和谓词传递技术。
优化器会先把整条SQL拆解,搭建完整的逻辑表达式树。把查询字段、过滤条件、多表关联关系全部拆成节点逐一解析。
再通过常量传递,把WHERE里的固定数值同步到查询列;通过谓词传递,把过滤条件推导到关联表字段。
走完整套逻辑推演,优化器就能确定:现有条件已经决定结果唯一。既然不会产生重复数据,DISTINCT自然就是冗余逻辑,可以直接替换简化执行流程。
四、国产数据库优化器逻辑深度对比(KES VS DM)
这也是很多选型和调优人员关心的点,同样是国产数据库,优化器的逻辑推理能力差距其实很大。
拿其他国产数据库做同语句实测:
执行带常量约束的DISTINCT查询,select distinct a,b from distinct_1 where a=1 and b=1;
其他国产数据库依旧按照标准DISTINCT流程执行,完全没有识别出冗余逻辑,也不支持自动转LIMIT 1优化。
从底层逻辑来看差异更明显:
传统优化器(含DM这类)
只做基于代价的计划选择,只会对比不同执行方案的开销选最低的。没有深层逻辑推导能力,识别不了常量固定、谓词传递这类隐性场景,写了DISTINCT就一定执行去重。KingbaseES现代优化器
不只是看执行代价,还具备自主逻辑推理能力。能构建表达式树、做常量谓词推导,主动识别冗余语法并在内核改写。从根源减少排序、哈希、全表扫描的多余开销。
这也能看出,部分国产数据库还停留在基础代价优化阶段,而KES已经具备了深层逻辑改写的能力,在复杂SQL适配和性能优化上更有优势。
五、日常落地使用小建议
- 日常写SQL不用刻意删减DISTINCT,KES会自动识别冗余并改写,不用改动业务代码。
- 多表等值关联、固定常量筛选的场景,放心加DISTINCT,不会产生额外性能开销。
- 排查慢SQL时可以看执行计划,没有去重、分组算子,就说明触发了自动优化。
- 保持KES版本更新,新版本对嵌套子查询、复杂关联的DISTINCT优化覆盖会更广。
六、总结
平时工作里碰到的DISTINCT慢查询问题,说实话,大部分都不是这个关键字本身有毛病。真正的原因,还是很多数据库的优化器做不了逻辑推导,只能死板地按既定流程去做去重操作。
其实KingbaseES这边,主要就是靠两种处理方式来解决这类问题。一种是把合适的DISTINCT语句自动转成GROUP BY,还有一种就是碰到查询字段被固定成常量的场景,直接用LIMIT 1来替代原有逻辑。再加上底层用到的常量传递、谓词传递这类推导逻辑,整套机制就跑通了。
整个过程不需要我们手动去改业务SQL,数据库自己在内核层面就能完成改写,也能省去很多没必要的全表扫描和重复去重动作。
拿其他这类同类型国产库来做对比的话,能明显看出来,KES在优化器的逻辑推理这块,做得会更深一点。
现在基本上都在做信创替换,线上高并发业务也越来越多。有了这种内核自带的自动优化能力,我们日常的SQL调优工作量能少很多,用来承载企业层级里的各类业务系统,也完全够用。