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OceanBase 分区裁剪（Partition Pruning）原理解读

news 2025/8/22 10:06:51

分区裁剪（Partition Pruning）原理与应用详解

参考OceanBase v3.2.3 官方文档：分区裁剪

什么是分区裁剪？

分区裁剪（Partition Pruning）是数据库中对分区表进行查询优化的一种重要手段。通过该功能，数据库优化器可以避免访问与查询无关的分区，从而大幅提升 SQL 查询的执行效率。

当用户访问分区表时，往往只需要访问其中部分分区。优化器根据 SQL 中给定的条件与表的分区信息，自动过滤掉不需要访问的分区，这一过程就称为分区裁剪。

为什么需要分区裁剪？

分区表通常将数据按一定规则划分为多个分区存储。在执行查询时，如果无法提前确定所需分区，就可能需要扫描所有分区，导致查询效率低下。而通过分区裁剪，查询仅需访问特定分区，显著减少 I/O 操作和计算资源消耗，提升查询性能。

分区裁剪示例

我们通过一个简单的示例来说明分区裁剪的作用：

CREATE TABLE tbl1 (col1 INT,col2 INT
) PARTITION BY HASH(col1) PARTITIONS 5;SELECT * FROM tbl1 WHERE col1 = 1;

在这个例子中，col1 = 1 的数据全部位于第 1 号分区（p1），因此只需要访问该分区，而无需访问其他分区。

通过 EXPLAIN 查看执行计划，可以确认分区裁剪的效果：

EXPLAIN SELECT * FROM tbl1 WHERE col1 = 1 \G

输出结果如下：

*************************** 1. row ***************************
Query Plan: ===================================
|ID|OPERATOR  |NAME|EST. ROWS|COST|
-----------------------------------
|0 |TABLE SCAN|TBL1|990      |383 |
===================================Outputs & filters:
-------------------------------------0 - output([TBL1.COL1], [TBL1.COL2]), filter(nil),access([TBL1.COL1], [TBL1.COL2]), partitions(p1)

从执行计划中可以看到，仅分区 p1 被访问，说明分区裁剪已生效。

一级分区裁剪原理

Hash/List 分区

分区裁剪根据 WHERE 子句中的条件计算分区列的值，进而判断需要访问哪些分区。如果分区条件是一个表达式，且该表达式以整体形式出现在等值条件中，也可以进行分区裁剪。

例如：

CREATE TABLE t1 (c1 INT, c2 INT
) PARTITION BY HASH(c1 + c2) PARTITIONS 5;EXPLAIN SELECT * FROM t1 WHERE c1 + c2 = 1 \G
*************************** 1. row ***************************
Query Plan: ===================================
|ID|OPERATOR  |NAME|EST. ROWS|COST|
-----------------------------------
|0 |TABLE SCAN|t1  |5        |1303|
===================================Outputs & filters:
-------------------------------------0 - output([t1.c1], [t1.c2]), filter([t1.c1 + t1.c2 = 1]),access([t1.c1], [t1.c2]), partitions(p1)

执行计划输出中可以看到仅访问了分区 p1。

Range 分区

Range 分区的裁剪是通过 WHERE 子句中分区键的范围与表定义的分区范围求交集，从而确定需要访问的分区。

需要注意的是，如果分区条件是一个函数，且查询条件是一个范围，则可能无法进行分区裁剪。例如：

CREATE TABLE t1 (c1 INT,c2 INT
) PARTITION BY RANGE(c1 + 1) (PARTITION p0 VALUES LESS THAN(100),PARTITION p1 VALUES LESS THAN(200)
);EXPLAIN SELECT * FROM t1 WHERE c1 < 150 AND c1 > 110 \G
*************************** 1. row ***************************
Query Plan: ============================================
|ID|OPERATOR           |NAME|EST. ROWS|COST|
--------------------------------------------
|0 |EXCHANGE IN DISTR  |    |19       |1410|
|1 | EXCHANGE OUT DISTR|    |19       |1303|
|2 |  TABLE SCAN       |t1  |19       |1303|
============================================Outputs & filters:
-------------------------------------0 - output([t1.c1], [t1.c2]), filter(nil)1 - output([t1.c1], [t1.c2]), filter(nil)2 - output([t1.c1], [t1.c2]), filter([t1.c1 < 150], [t1.c1 > 110]),access([t1.c1], [t1.c2]), partitions(p[0-1])

此时无法进行分区裁剪，需访问所有分区（p0 和 p1）。

而在等值查询中，分区裁剪仍可生效：

EXPLAIN SELECT * FROM t1 WHERE c1 = 150 \G
*************************** 1. row ***************************
Query Plan: ===================================
|ID|OPERATOR  |NAME|EST. ROWS|COST|
-----------------------------------
|0 |TABLE SCAN|t1  |1        |1303|
===================================Outputs & filters:
-------------------------------------0 - output([t1.c1], [t1.c2]), filter([t1.c1 = 150]),access([t1.c1], [t1.c2]), partitions(p1)

此时仅需访问分区 p1。

二级分区裁剪原理

对于二级分区，分区裁剪分为两步：

根据一级分区键确定一级分区；
根据二级分区键确定二级分区。

最终访问的物理分区是一级和二级分区裁剪结果的乘积。

例如：

CREATE TABLE tbl2_rr (col1 INT,col2 INT
) 
PARTITION BY RANGE(col1)
SUBPARTITION BY RANGE(col2)
SUBPARTITION TEMPLATE (SUBPARTITION sp0 VALUES LESS THAN(1000),SUBPARTITION sp1 VALUES LESS THAN(2000)
) (PARTITION p0 VALUES LESS THAN(100),PARTITION p1 VALUES LESS THAN(200)
);EXPLAIN SELECT * FROM tbl2_rr 
WHERE (col1 = 1 OR col1 = 2) AND (col2 > 101 AND col2 < 150) \G
*************************** 1. row ***************************
Query Plan: ======================================
|ID|OPERATOR  |NAME   |EST. ROWS|COST|
--------------------------------------
|0 |TABLE SCAN|TBL2_RR|99       |53  |
======================================Outputs & filters:
-------------------------------------0 - output([TBL2_RR.COL1], [TBL2_RR.COL2]), filter(nil),access([TBL2_RR.COL1], [TBL2_RR.COL2]), partitions(p0sp0)1 row in set