Otimizar subconsulta com função de janelas


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Como minhas habilidades de ajuste de desempenho nunca parecem suficientes, sempre me pergunto se há mais otimização que posso executar em algumas consultas. A situação a que esta pergunta se refere é uma função MAX de janela aninhada em uma subconsulta.

Os dados que estou pesquisando são uma série de transações em vários grupos de conjuntos maiores. Eu tenho quatro campos de importância, o ID exclusivo de uma transação, o ID do grupo de um lote de transações e as datas associadas à respectiva transação ou grupo exclusivo de transações. Na maioria das vezes, a Data do grupo corresponde à Data máxima máxima de transação para um lote, mas há momentos em que ajustes manuais passam pelo nosso sistema e ocorre uma operação de data única após a captura da data da transação do grupo. Esta edição manual não ajusta a data do grupo por design.

O que identifico nesta consulta são os registros em que a Data Única cai após a Data do Grupo. O exemplo de consulta a seguir cria um equivalente aproximado do meu cenário e a instrução SELECT retorna os registros que estou procurando, no entanto, estou abordando esta solução da maneira mais eficiente? Isso demora um pouco para ser executado durante o carregamento da minha tabela de fatos, pois meu registro conta o número nos 9 dígitos superiores, mas principalmente meu desdém por subconsultas me faz pensar se há uma abordagem melhor aqui. Não estou tão preocupado com nenhum índice quanto tenho certeza de que eles já estão no lugar; o que estou procurando é uma abordagem de consulta alternativa que atinja a mesma coisa, mas com ainda mais eficiência. Qualquer feedback é bem-vindo.

CREATE TABLE #Example
(
    UniqueID INT IDENTITY(1,1)
  , GroupID INT
  , GroupDate DATETIME
  , UniqueDate DATETIME
)

CREATE CLUSTERED INDEX [CX_1] ON [#Example]
(
    [UniqueID] ASC
)


SET NOCOUNT ON

--Populate some test data
DECLARE @i INT = 0, @j INT = 5, @UniqueDate DATETIME, @GroupDate DATETIME

WHILE @i < 10000
BEGIN

    IF((@i + @j)%173 = 0)
    BEGIN
        SET @UniqueDate = GETDATE()+@i+5
    END
    ELSE
    BEGIN
        SET @UniqueDate = GETDATE()+@i
    END

    SET @GroupDate = GETDATE()+(@j-1)

    INSERT INTO #Example (GroupID, GroupDate, UniqueDate)
    VALUES (@j, @GroupDate, @UniqueDate)

    SET @i = @i + 1

    IF (@i % 5 = 0)
    BEGIN
        SET @j = @j+5
    END
END
SET NOCOUNT OFF

CREATE NONCLUSTERED INDEX [IX_2_4_3] ON [#Example]
(
    [GroupID] ASC,
    [UniqueDate] ASC,
    [GroupDate] ASC
)
INCLUDE ([UniqueID])

-- Identify any UniqueDates that are greater than the GroupDate within their GroupID
SELECT UniqueID
     , GroupID
     , GroupDate
     , UniqueDate
FROM (
    SELECT UniqueID
         , GroupID
         , GroupDate
         , UniqueDate
         , MAX(UniqueDate) OVER (PARTITION BY GroupID) AS maxUniqueDate
    FROM #Example
    ) calc_maxUD
WHERE maxUniqueDate > GroupDate
    AND maxUniqueDate = UniqueDate

DROP TABLE #Example

dbfiddle aqui


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Se você deseja ajustar uma consulta de desempenho, os índices na sua tabela são uma parte muito importante da pergunta.
Daniel Hutmacher

@DanielHutmacher Concordo plenamente, embora não vá despejar um esquema para minha área de DWH e de preparação, portanto é o melhor que posso fazer dentro do razoável.
precisa saber é o seguinte

Respostas:


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Estou assumindo que não há índice, pois você não forneceu nenhum.

Logo de cara, o seguinte índice eliminará um operador de classificação em seu plano, o que de outra forma consumiria muita memória:

CREATE INDEX IX ON #Example (GroupID, UniqueDate) INCLUDE (UniqueID, GroupDate);

A subconsulta não é um problema de desempenho neste caso. Se alguma coisa, eu procuraria maneiras de eliminar a função da janela (MAX ... OVER) para evitar a construção Nested Loop e Table Spool.

Com o mesmo índice, a consulta a seguir pode parecer menos eficiente à primeira vista e passa de duas a três varreduras na tabela base, mas elimina um grande número de leituras internamente porque não possui operadores de spool. Suponho que ele ainda terá um desempenho melhor, principalmente se você tiver núcleos de CPU e desempenho de IO suficientes no servidor:

SELECT e.UniqueID
     , e.GroupID
     , e.GroupDate
     , e.UniqueDate
FROM (
    SELECT GroupID, MAX(UniqueDate) AS maxUniqueDate
    FROM #Example
    GROUP BY GroupID) AS agg
INNER JOIN #Example AS e ON agg.GroupID=e.GroupID
WHERE agg.maxUniqueDate > e.GroupDate
    AND agg.maxUniqueDate = e.UniqueDate
OPTION (MERGE JOIN);

(Observação: adicionei uma MERGE JOINdica de consulta, mas isso provavelmente deve acontecer automaticamente se suas estatísticas estiverem em ordem. A melhor prática é deixar sugestões como essas, se possível.)


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Ele é mais feio, mas o plano de execução é mais bonita. Essa é a mágica das linguagens declarativas como o T-SQL.
Daniel Hutmacher

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Quando e se você puder atualizar do SQL Server 2012 para o SQL Server 2016, poderá aproveitar o desempenho muito aprimorado (especialmente para agregados de janelas sem moldura) fornecido pelo novo operador Agregado de Janela em modo de lote.

Quase todos os grandes cenários de processamento de dados funcionam melhor com o armazenamento columnstore do que com o rowstore. Mesmo sem alterar o columnstore para suas tabelas base, você ainda pode obter os benefícios da nova execução do modo operador e em lote de 2016, criando um índice filtrado columnstore não clusterizado vazio em uma das tabelas base ou ingressando de forma redundante em uma associação organizada por columnstore mesa.

Usando a segunda opção, a consulta se torna:

-- Just to get batch mode processing and the window aggregate operator
CREATE TABLE #Dummy (a integer NOT NULL, INDEX DummyCC CLUSTERED COLUMNSTORE);

-- Identify any UniqueDates that are greater than the GroupDate within their GroupID
SELECT
    calc_maxUD.UniqueID,
    calc_maxUD.GroupID,
    calc_maxUD.GroupDate,
    calc_maxUD.UniqueDate
FROM 
(
    SELECT
        E.UniqueID,
        E.GroupID,
        E.GroupDate,
        E.UniqueDate,
        maxUniqueDate = MAX(UniqueDate) OVER (
            PARTITION BY GroupID)
    FROM #Example AS E
    LEFT JOIN #Dummy AS D -- The only change to the original query
        ON 1 = 0
) AS calc_maxUD
WHERE 
    calc_maxUD.maxUniqueDate > calc_maxUD.GroupDate
    AND calc_maxUD.maxUniqueDate = calc_maxUD.UniqueDate;

db <> violino

Observe que a única alteração na consulta original é criar uma tabela temporária vazia e adicionar a junção esquerda. O plano de execução é:

plano agregado da janela do modo em lote

(58 row(s) affected)
Table 'Worktable'. Scan count 0, logical reads 0, physical reads 0, read-ahead reads 0
Table '#Example'. Scan count 1, logical reads 40, physical reads 0, read-ahead reads 0

Para obter mais informações e opções, consulte a excelente série de Itzik Ben-Gan, O que você precisa saber sobre o Operador agregado da janela Modo de lote no SQL Server 2016 (em três partes).


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Eu só vou jogar o velho Cross Apply por aí:

SELECT e.*
    FROM #Example AS e
    CROSS APPLY ( SELECT TOP 1 e2.UniqueDate AS maxUniqueDate
                    FROM #Example AS e2
                    WHERE e2.GroupID = e.GroupID 
                    ORDER BY e2.UniqueDate DESC
                    ) AS ca
    WHERE ca.maxUniqueDate > e.GroupDate
        AND ca.maxUniqueDate = e.UniqueDate;

Com alguns tipos de índices, funciona muito bem.

CREATE CLUSTERED INDEX cx_whatever ON #Example (GroupID)

CREATE UNIQUE NONCLUSTERED INDEX ix_whatever ON #Example (GroupID, UniqueDate DESC, GroupDate)

O tempo e o io das estatísticas são assim (sua consulta é o primeiro resultado)

Table 'Worktable'. Scan count 3, logical reads 28004, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table '#Example'. Scan count 1, logical reads 51, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.

 SQL Server Execution Times:
   CPU time = 15 ms,  elapsed time = 20 ms.

Table '#Example'. Scan count 10001, logical reads 21336, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.

 SQL Server Execution Times:
   CPU time = 16 ms,  elapsed time = 11 ms.

Os planos de consulta estão aqui (novamente, o seu é o primeiro):

https://www.brentozar.com/pastetheplan/?id=BJYJvqAal

Por que eu prefiro esta versão? Eu evito os carretéis. Se eles começarem a derramar em disco, vai ficar feio.

Mas você pode querer tentar isso também.

SELECT e.*
    FROM #Example AS e
    CROSS APPLY ( SELECT e2.UniqueDate AS maxUniqueDate
                    FROM #Example AS e2
                    WHERE e2.GroupID = e.GroupID 
                    ) AS ca
    WHERE ca.maxUniqueDate > e.GroupDate
        AND ca.maxUniqueDate = e.UniqueDate;

Se este for um DW grande, você pode preferir a Hash Join e a linha filtrada na junção, em vez de no final da TOP 1consulta como um operador Filter.

O plano está aqui: https://www.brentozar.com/pastetheplan/?id=BkUF55ATx

Estatísticas de tempo e io aqui:

Table 'Workfile'. Scan count 0, logical reads 0, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Worktable'. Scan count 0, logical reads 0, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table '#Example'. Scan count 2, logical reads 84, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.

 SQL Server Execution Times:
   CPU time = 16 ms,  elapsed time = 5 ms.

Espero que isto ajude!

Uma edição, com base na idéia de @ ypercube, e um novo índice.

CREATE NONCLUSTERED INDEX ix_meh ON #Example (UniqueDate,GroupDate) INCLUDE (UniqueID,GroupID);

WITH t1 AS 
(
    SELECT DISTINCT
    e.GroupID ,
    MAX(UniqueDate) AS MaxUniqueDate
    FROM #Example AS e
    GROUP BY e.GroupID
)
SELECT *
FROM #Example AS e
CROSS APPLY (
SELECT *
FROM t1
    WHERE t1.MaxUniqueDate > e.GroupDate
        AND t1.MaxUniqueDate = e.UniqueDate
        AND t1.GroupID = e.GroupID
) ca

Aqui estão as estatísticas de tempo e io:

Table 'Workfile'. Scan count 0, logical reads 0, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Worktable'. Scan count 0, logical reads 0, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table '#Example'. Scan count 2, logical reads 91, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.

 SQL Server Execution Times:
   CPU time = 0 ms,  elapsed time = 4 ms.

Aqui está o plano:

https://www.brentozar.com/pastetheplan/?id=SJv8foR6g


Parece que meu exemplo foi um pouco limpo demais, pois há cenários em que posso ter várias datas únicas maiores que a data do grupo no meu ambiente real. Essa condição invalidará sua consulta da 2ª aplicação cruzada, mas a outra abordagem funciona sem problemas. Obrigado por mais algumas opções!
John Eisbrener

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Eu daria uma olhada top with ties

Se GroupDateé o mesmo para GroupIdentão:

select top 1 with ties 
   UniqueID
 , GroupID
 , GroupDate
 , UniqueDate
from #Example
where UniqueDate > GroupDate
order by row_number() over (partition by GroupId order by UniqueDate desc)

Senão: usando top with tiesem uma expressão de tabela comum

with cte as (
  select top 1 with ties 
      UniqueID
    , GroupID
    , GroupDate
    , UniqueDate
  from #Example
  order by row_number() over (partition by GroupId order by UniqueDate desc)
)
select *
from cte
where UniqueDate > GroupDate

dbfiddle: http://dbfiddle.uk/?rdbms=sqlserver_2016&fiddle=c058994c2f5f3d99b212f06e1dae9fd3

Consulta original

Table 'Worktable'. Scan count 3, logical reads 28001, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table '#Example____________________________________________________________________________________________________________0000000000CB'. Scan count 1, logical reads 43, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.

 SQL Server Execution Times:
   CPU time = 31 ms,  elapsed time = 31 ms.

vs top with tiesem uma expressão de tabela comum

Table 'Worktable'. Scan count 0, logical reads 0, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table '#Example____________________________________________________________________________________________________________0000000000CB'. Scan count 1, logical reads 43, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.

 SQL Server Execution Times:
   CPU time = 16 ms,  elapsed time = 15 ms.

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Então, eu fiz algumas análises sobre as várias abordagens postadas até agora e, no meu ambiente, parece que a abordagem de Daniel vence de forma consistente nos tempos de execução. Surpreendentemente (para mim), a terceira abordagem CROSS APPLY de sp_BlitzErik não ficou muito atrás. Aqui estão as saídas, se alguém estiver interessado, mas obrigado por uma tonelada por todas as abordagens alternativas. Aprendi mais pesquisando as respostas sobre essa pergunta do que há muito tempo!

Windowed Function - baseline metric

(10406 row(s) affected)
Table 'DateDim'. Scan count 9, logical reads 791, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'TableFact'. Scan count 9, logical reads 140181, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Workfile'. Scan count 0, logical reads 0, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Worktable'. Scan count 89815, logical reads 42553550, physical reads 0, read-ahead reads 84586, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Table01Dim'. Scan count 9, logical reads 7688, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Table02Dim'. Scan count 9, logical reads 7819, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.

 SQL Server Execution Times:
   CPU time = 87753 ms,  elapsed time = 13031 ms.
Warning: Null value is eliminated by an aggregate or other SET operation.


Basic Aggregated Subquery - Daniel Hutmacher

(10406 row(s) affected)
Table 'DateDim'. Scan count 18, logical reads 1194, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'TableFact'. Scan count 18, logical reads 280362, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Workfile'. Scan count 48, logical reads 82408, physical reads 9629, read-ahead reads 72779, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Worktable'. Scan count 89791, logical reads 6861425, physical reads 0, read-ahead reads 14565, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Table01Dim'. Scan count 9, logical reads 7688, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Table02Dim'. Scan count 18, logical reads 15726, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.

 SQL Server Execution Times:
   CPU time = 40527 ms,  elapsed time = 6182 ms.
Warning: Null value is eliminated by an aggregate or other SET operation.


CROSS APPLY Operation A - sp_BlitzErik

(10406 row(s) affected)
Table 'DateDim'. Scan count 9, logical reads 6199331, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'TableFact'. Scan count 3099273, logical reads 12844012, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Table01Dim'. Scan count 3109676, logical reads 9350502, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Worktable'. Scan count 0, logical reads 0, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Table02Dim'. Scan count 3109676, logical reads 9482456, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Workfile'. Scan count 0, logical reads 0, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Worktable'. Scan count 0, logical reads 0, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Worktable'. Scan count 0, logical reads 0, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.

 SQL Server Execution Times:
   CPU time = 132632 ms,  elapsed time = 20955 ms.


CROSS APPLY Operation C - sp_BlitzErik

(10406 row(s) affected)
Table 'DateDim'. Scan count 18, logical reads 1194, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'TableFact'. Scan count 18, logical reads 280362, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Workfile'. Scan count 56, logical reads 92800, physical reads 10872, read-ahead reads 81928, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Worktable'. Scan count 89791, logical reads 6861425, physical reads 0, read-ahead reads 14563, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Table01Dim'. Scan count 18, logical reads 15376, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Table02Dim'. Scan count 18, logical reads 15726, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.

 SQL Server Execution Times:
   CPU time = 46082 ms,  elapsed time = 6804 ms.
Warning: Null value is eliminated by an aggregate or other SET operation.


TOP 1 WITH TIES - B - SqlZim

(10406 row(s) affected)
Table 'DateDim'. Scan count 9, logical reads 791, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'TableFact'. Scan count 9, logical reads 140181, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Workfile'. Scan count 0, logical reads 0, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Worktable'. Scan count 89791, logical reads 6866304, physical reads 0, read-ahead reads 93468, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Table01Dim'. Scan count 9, logical reads 7688, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
Table 'Table02Dim'. Scan count 9, logical reads 7835, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.

 SQL Server Execution Times:
   CPU time = 79406 ms,  elapsed time = 15852 ms.

Eu estava apenas olhando como as opções postadas se acumulariam se eu colidisse com seu exemplo em 100 mil linhas e adicionasse as sugestões de todos. Parece bastante representativo dos seus resultados reais também. Parece a minha versão de top with tiesfivelas com tantas linhas. dbfiddle.uk/...
SqlZim
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