マテリアライズドビューによるクエリの再書き込み

マテリアライズドビューを使用してクエリを高速化することで、ベーステーブルに対するクエリ実行時に、システムは自動的に既存のマテリアライズドビューを利用したクエリに再書き込みます。この方法の原理は、クエリ文とマテリアライズドビューの定義を照合し、一致するマテリアライズドビューが見つかった場合には、クエリを自動的にマテリアライズドビューを使用したクエリに再書き込むことです。これにより、クエリのパフォーマンスと効率を大幅に向上させることができます。

マテリアライズドビューによるクエリの書き換えの制限

• マテリアライズドビューは以下の要件を満たしている必要があります：

  • マテリアライズドビューを作成する際には、ENABLE QUERY REWRITE 句を指定する必要があります。
  • マテリアライズドビューには SELECT、JOIN、WHERE、および GROUP BY 句、すなわちSPJGクエリのみを含める必要があります。条件を満たさないマテリアライズドビューについては、エラーは報告されませんが、書き換えには使用されません。

• 現在のクエリは以下の要件を満たしている必要があります：

  • クエリは SELECT クエリであり、集合クエリや階層クエリではなく、ウィンドウ関数も含まれていません。
  • FROM 句には、マテリアライズドビューに存在するすべてのテーブルが含まれており、マテリアライズドビューに存在しないテーブルを含むことができ、接続順序は互換性があります。
  • WHERE 条件はマテリアライズドビューの部分集合であり、現在のクエリに集計がある場合は完全に一致する必要があります。例えば、マテリアライズドビューの WHERE が c1 > 10 で、現在のクエリの WHERE が c1 > 10 AND c2 > 20 の場合、マテリアライズドビューの条件 {c1 > 10} は現在のクエリ {c1>10, c2>20} の部分集合です。
  • クエリに集計がない場合、マテリアライズドビューに集計がないことが求められます。
  • クエリに集計がある場合、マテリアライズドビューに集計がないか、またはマテリアライズドビューにクエリのすべての GROUP BY 列が含まれていることが求められます。集計を含むマテリアライズドビューを使用して書き換える場合は、FROM と WHERE が完全に一致する必要があります。
  • 現在のクエリに関連する SELECT 項目、WHERE、HAVING、および GROUP BY などの条件に含まれる列はすべて、マテリアライズドビューの SELECT ステートメントの列に含まれている必要があります。

ルール／コストチェック

クエリの書き換え時、OceanBaseデータベースの現行バージョンではコストチェックは行われませんが、ルールチェックでは書き換え後のWHERE条件で少なくとも1つのマテリアライズドビュー上のインデックスを使用できることが求められます。また、マテリアライズドビューが10個以上存在する場合、マテリアライズドビューによるクエリの書き換えでは最初の10個のマテリアライズドビューのみが試用されます。

マテリアライズドビューによるクエリの書き換え

マテリアライズドビューによるクエリの書き換えを制御するシステム変数は以下のとおりです：

• query_rewrite_enabled：マテリアライズドビューによる書き換え機能を有効にするかどうかを指定します。この変数の詳細については、query_rewrite_enabledを参照してください。

  例：

  SET query_rewrite_enabled = 'force';
  

• query_rewrite_integrity：マテリアライズドビューによる書き換えのデータ整合性チェックレベルを指定します。この変数の詳細については、query_rewrite_integrityを参照してください。

  例：

  SET query_rewrite_integrity = 'stale_tolerated';
  

以下の例でマテリアライズドビューによる書き換えを示します：

1. テーブル test_tbl1 を作成します。

   CREATE TABLE test_tbl1 (col1 INT, col2 INT, col3 INT);
   

2. テーブル test_tbl2 を作成します。

   CREATE TABLE test_tbl2 (col1 INT, col2 INT, col3 INT);
   

3. mv_test_tbl1_tbl2 という名前のマテリアライズドビューを作成し、現在のマテリアライズドビューの自動書き換えを有効にします。

   CREATE MATERIALIZED VIEW mv_test_tbl1_tbl2
       ENABLE QUERY REWRITE
       AS SELECT t1.col1 col1, t1.col2 t1col2, t1.col3 t1col3, t2.col2 t2col2, t2.col3 t2col3
       FROM test_tbl1 t1, test_tbl2 t2
       WHERE t1.col1 = t2.col1;
   

4. クエリ SELECT count(*), test_tbl1.col1 col1 FROM test_tbl1, test_tbl2 WHERE test_tbl1.col1 = test_tbl2.col1 AND test_tbl2.col2 > 10 GROUP BY col1; を入力すると、マテリアライズドビューによるクエリの書き換えが発生します。

   SELECT count(*), test_tbl1.col1 col1 FROM test_tbl1, test_tbl2 WHERE test_tbl1.col1 = test_tbl2.col1 AND test_tbl2.col2 > 10 GROUP BY col1;
   
   MV REWRITE ==>
   
   SELECT count(*), mv_test_tbl1_tbl2.col1 col1 FROM mv_test_tbl1_tbl2 WHERE mv_test_tbl1_tbl2.t2col2 > 10 GROUP BY mv_test_tbl1_tbl2.col1;
   

マテリアライズドビューによるクエリの書き換え制御

マテリアライズドビューによるクエリの書き換え制御には、MV_REWRITE と NO_MV_REWRITE の2つのヒントが含まれ、これら2つのヒントの優先順位はシステム変数 query_rewrite_enabled よりも高いです。

MV_REWRITE

MV_REWRITE構文は次のとおりです：

/*+ MV_REWRITE (@ queryblock [mv_name_list]) */

mv_name_list:
    mv_name [, mv_name ...]

MV_REWRITE ヒントを単独で使用する場合、マテリアライズドビューのクエリ書き換えルール／コストチェックをスキップし、使用可能な書き換えを直接使用できます。ヒントの後に1つ以上のマテリアライズドビューを指定した場合、ルール／コストチェックをスキップするだけでなく、マテリアライズドビューのクエリ書き換えでは指定されたマテリアライズドビューのみを使用して書き換えを試み、指定されていないすべてのマテリアライズドビューは無視されます。

MV_REWRITE ヒントを使用してマテリアライズドビューを指定する場合、ENABLE QUERY REWRITE (現在のマテリアライズドビューの自動書き換えを有効にする) 句を持たないマテリアライズドビューを強制的に使用することはできません。また、システム変数 query_rewrite_integrity が enforced に設定されている場合、非リアルタイムマテリアライズドビューを強制的に使用することもできません。

NO_MV_REWRITE

NO_MV_REWRITE 構文は次のとおりです：

/*+ NO_MV_REWRITE (@ queryblock) */

マテリアライズドビューのクエリ書き換えを禁止します。クエリブロックを指定できます。

マテリアライズドビューによるクエリの書き換え制御Hintの使用例

1. ベーステーブル tbl2 を作成します。

   CREATE TABLE tbl2 (col1 INT, col2 INT);
   

2. ベーステーブル tbl2 に2つのデータを挿入します。

   INSERT INTO tbl2 VALUES (1,2),(3,4);
   

   実行結果は次のとおりです：

   Query OK, 2 rows affected
   Records: 2  Duplicates: 0  Warnings: 0
   

3. マテリアライズドビュー mv1_tbl2 を作成し、現在のマテリアライズドビューの自動書き換えを有効にします。

   CREATE MATERIALIZED VIEW mv1_tbl2 NEVER REFRESH ENABLE QUERY REWRITE AS SELECT * FROM tbl2;
   

4. マテリアライズドビュー mv2_tbl2 を作成し、現在のマテリアライズドビューの自動書き換えを有効にします。

   CREATE MATERIALIZED VIEW mv2_tbl2 NEVER REFRESH ENABLE QUERY REWRITE AS SELECT * FROM tbl2 WHERE tbl2.col1 > 1;
   

5. システム変数 query_rewrite_integrity を stale_tolerated に設定します。

   説明

   MV_REWRITE と NO_MV_REWRITE Hintはシステム変数 query_rewrite_enabled よりも優先順位が高いため、query_rewrite_enabled を設定する必要はありません。ただし、非リアルタイムマテリアライズドビューを使用した書き換えを利用するには、query_rewrite_integrity を stale_tolerated に設定する必要があります。

   SET query_rewrite_integrity = 'stale_tolerated';
   

6. MV_REWRITE Hintを使用してマテリアライズドビューによる書き換えを試み、書き換えコスト/ルールのチェックをスキップします。以下の2つのクエリは、マテリアライズドビュー mv1_tbl2 を使用して書き換えられます。

   • /*+mv_rewrite*/ は、書き換え条件に合致するマテリアライズドビューを使用して書き換えを試みます。一度書き換え要件を満たすマテリアライズドビューが見つかると、その後のマテリアライズドビューは考慮されなくなり、書き換えコスト/ルールのチェックもスキップされます。

     EXPLAIN SELECT /*+mv_rewrite*/ count(*), col1 FROM tbl2 WHERE tbl2.col1 > 1 GROUP BY col1;
     

     実行結果は次のとおりです：

     +------------------------------------------------------------------------------------+
     | Query Plan                                                                         |
     +------------------------------------------------------------------------------------+
     | =====================================================                              |
     | |ID|OPERATOR         |NAME    |EST.ROWS|EST.TIME(us)|                              |
     | -----------------------------------------------------                              |
     | |0 |HASH GROUP BY    |        |1       |3           |                              |
     | |1 |└─TABLE FULL SCAN|mv1_tbl2|1       |3           |                              |
     | =====================================================                              |
     | Outputs & filters:                                                                 |
     | -------------------------------------                                              |
     |   0 - output([T_FUN_COUNT(*)], [mv1_tbl2.col1]), filter(nil), rowset=16            |
     |       group([mv1_tbl2.col1]), agg_func([T_FUN_COUNT(*)])                           |
     |   1 - output([mv1_tbl2.col1]), filter([mv1_tbl2.col1 > 1]), rowset=16              |
     |       access([mv1_tbl2.col1]), partitions(p0)                                      |
     |       is_index_back=false, is_global_index=false, filter_before_indexback[false],  |
     |       range_key([mv1_tbl2.__pk_increment]), range(MIN ; MAX)always true            |
     +------------------------------------------------------------------------------------+
     14 rows in set
     

   • /*+mv_rewrite(mv2_tbl2)*/ は、mv2_tbl2 を使用して書き換えを試み、書き換えコスト/ルールのチェックをスキップします。

     EXPLAIN SELECT /*+mv_rewrite(mv2_tbl2)*/ count(*), col1 FROM tbl2 WHERE tbl2.col1 > 1 GROUP BY col1;
     

     実行結果は次のとおりです：

     +-------------------------------------------------------------------------+
     | Query Plan                                                              |
     +-------------------------------------------------------------------------+
     | =====================================================                   |
     | |ID|OPERATOR         |NAME    |EST.ROWS|EST.TIME(us)|                   |
     | -----------------------------------------------------                   |
     | |0 |HASH GROUP BY    |        |1       |3           |                   |
     | |1 |└─TABLE FULL SCAN|mv2_tbl2|1       |3           |                   |
     | =====================================================                   |
     | Outputs & filters:                                                      |
     | -------------------------------------                                   |
     |   0 - output([T_FUN_COUNT(*)], [mv2_tbl2.col1]), filter(nil), rowset=16 |
     |       group([mv2_tbl2.col1]), agg_func([T_FUN_COUNT(*)])                |
     |   1 - output([mv2_tbl2.col1]), filter(nil), rowset=16                   |
     |       access([mv2_tbl2.col1]), partitions(p0)                           |
     |       is_index_back=false, is_global_index=false,                       |
     |       range_key([mv2_tbl2.__pk_increment]), range(MIN ; MAX)always true |
     +-------------------------------------------------------------------------+
     14 rows in set
     

7. クエリでは mv2_tbl2 を使用して書き換えることを指定していますが、クエリ文の WHERE 条件が要件を満たしていないため、mv2_tbl2 は書き換えに使用できず、このクエリではマテリアライズドビューによる書き換えは行われません。

   EXPLAIN SELECT /*+mv_rewrite(mv2_tbl2)*/ count(*), col1 FROM tbl2 WHERE tbl2.col1 < 1 GROUP BY col1;
   

   実行結果は次のとおりです：

   +------------------------------------------------------------------------------------+
   | Query Plan                                                                         |
   +------------------------------------------------------------------------------------+
   | =================================================                                  |
   | |ID|OPERATOR         |NAME|EST.ROWS|EST.TIME(us)|                                  |
   | -------------------------------------------------                                  |
   | |0 |HASH GROUP BY    |    |1       |3           |                                  |
   | |1 |└─TABLE FULL SCAN|tbl2|1       |3           |                                  |
   | =================================================                                  |
   | Outputs & filters:                                                                 |
   | -------------------------------------                                              |
   |   0 - output([T_FUN_COUNT(*)], [tbl2.col1]), filter(nil), rowset=16                |
   |       group([tbl2.col1]), agg_func([T_FUN_COUNT(*)])                               |
   |   1 - output([tbl2.col1]), filter([tbl2.col1 < 1]), rowset=16                      |
   |       access([tbl2.col1]), partitions(p0)                                          |
   |       is_index_back=false, is_global_index=false, filter_before_indexback[false],  |
   |       range_key([tbl2.__pk_increment]), range(MIN ; MAX)always true                |
   +------------------------------------------------------------------------------------+
   14 rows in set
   

8. /*+ no_mv_rewrite*/ Hintを使用すると、マテリアライズドビューによるクエリの書き換えは行われません。

   EXPLAIN SELECT /*+no_mv_rewrite*/ count(*), col1 FROM tbl2 WHERE tbl2.col1 > 1 GROUP BY col1;
   

   実行結果は次のとおりです：

   +------------------------------------------------------------------------------------+
   | Query Plan                                                                         |
   +------------------------------------------------------------------------------------+
   | =================================================                                  |
   | |ID|OPERATOR         |NAME|EST.ROWS|EST.TIME(us)|                                  |
   | -------------------------------------------------                                  |
   | |0 |HASH GROUP BY    |    |1       |3           |                                  |
   | |1 |└─TABLE FULL SCAN|tbl2|1       |3           |                                  |
   | =================================================                                  |
   | Outputs & filters:                                                                 |
   | -------------------------------------                                              |
   |   0 - output([T_FUN_COUNT(*)], [tbl2.col1]), filter(nil), rowset=16                |
   |       group([tbl2.col1]), agg_func([T_FUN_COUNT(*)])                               |
   |   1 - output([tbl2.col1]), filter([tbl2.col1 > 1]), rowset=16                      |
   |       access([tbl2.col1]), partitions(p0)                                          |
   |       is_index_back=false, is_global_index=false, filter_before_indexback[false],  |
   |       range_key([tbl2.__pk_increment]), range(MIN ; MAX)always true                |
   +------------------------------------------------------------------------------------+
   14 rows in set
   

マテリアライズドビューによるクエリの書き換えの利用シナリオ

OceanBaseデータベースのマテリアライズドビューによる書き換えは、非集約型マテリアライズドビューのFROM接続互換性をサポートし、マテリアライズドビュー内に存在しないテーブルを含むクエリの書き換えを可能にします。また、集約型マテリアライズドビューを用いた書き換えや、集約上巻き込みによる書き換えもサポートしています。

接続順序の互換性

マテリアライズドビューとクエリのFROM部分における接続順序が異なる場合でも、両者の接続順序を変換した後に等価であれば、マテリアライズドビューを用いた書き換えが可能です。

マテリアライズドビューによる書き換えでは、競合検出器を通じて、クエリの接続順序とマテリアライズドビューとの互換性をチェックします。

例：

マテリアライズドビュー内のクエリステートメント：

SELECT t1.c1 t1c1, t2.c1 t2c1, t3.c1 t3c1
FROM t1 INNER JOIN t2 ON t1.c1 = t2.c1
        INNER JOIN t3 ON t1.c1 = t3.c1;

現在のクエリステートメント：

SELECT t1.c1, t2.c1, t3.c1
FROM t1 INNER JOIN t3 ON t1.c1 = t3.c1, t2
WHERE t1.c1 = t2.c1;

クエリ書き換え後のステートメント：

SELECT mv.t1c1, mv.t2c1, mv.t3c1
FROM mv;

接続タイプの互換性

マテリアライズドビューの接続タイプがクエリと異なる場合でも、補償述語を追加することで互換性が確保できれば、マテリアライズドビューを用いた書き換えが可能です。

接続タイプの互換性には以下の条件を満たす必要があります：

1. マテリアライズドビューの接続にはより多くの補完行が含まれている。例えば、クエリにINNER JOINが必要な場合、マテリアライズドビューはLEFT OUTER JOINまたはFULL OUTER JOINである。
2. 現在の接続ノードには、補完行をフィルタリングするために使用できる非NULL列が存在する。
3. 現在のノード上のフィルタリング述語はWHERE部分に引き上げることができる。

例：

マテリアライズドビュー内のクエリステートメント：

SELECT t1.c1 t1c1, t2.pk t2pk
FROM t1 LEFT JOIN t2 ON t1.c1 = t2.c1;

現在のクエリステートメント：

SELECT t1.c1
FROM t1, t2
WHERE t1.c1 = t2.c1;

クエリ書き換え後のステートメント：

SELECT mv.t1c1
FROM mv
WHERE mv.t2pk IS NOT NULL;

マテリアライズドビューに存在しないテーブルを含むクエリ

クエリにマテリアライズドビューに存在しないテーブルが含まれている場合、マテリアライズドビューによる書き換えでは接続順序をチェックし、余分なテーブルをマテリアライズドビューの後に接続できるかどうかを判断します。可能であれば書き換えが行われます。

例：

マテリアライズドビュー内のクエリステートメント：

SELECT t1.c1 t1c1, t1.pk t1pk
FROM t1 LEFT JOIN t2 ON t1.c1 = t2.c1;

現在のクエリステートメント：

SELECT t1.c1
FROM t1, t2, t3
WHERE t1.c1 = t2.c1
  AND t3.c1 = t1.c1;

クエリ書き換え後のステートメント：

SELECT mv.t1c1
FROM mv, t3
WHERE t3.c1 = mv.t1c1
  AND mv.t1pk IS NOT NULL;

集計関数を含むマテリアライズドビューによる書き換え

集計関数を含むマテリアライズドビューを用いて書き換える場合、クエリとマテリアライズドビューのFROM部分の順序が互換性があり、かつクエリにマテリアライズドビューにないテーブルが含まれていないこと、さらにクエリのWHERE部分もマテリアライズドビューと完全に一致している必要があります。

例：

マテリアライズドビュー内のクエリステートメント：

SELECT SUM(c1) sumc1, c2, c3
FROM t1
WHERE c1 > 10
GROUP BY c2, c3;

現在のクエリステートメント：

SELECT SUM(c1), c2, c3
FROM t1
WHERE c1 > 10
GROUP BY c2, c3;

クエリ書き換え後のステートメント：

SELECT mv.sumc1, mv.c2, mv.c3
FROM mv;

集計のアップロードによるリライト

マテリアライズドビューの集計列とクエリが異なる場合、クエリの集計列がマテリアライズドビューの集計列の部分集合である場合には、マテリアライズドビューによるリライトを使用できます。この場合、一部の集計関数のみがサポートされ、その他の要件は集計関数を含むマテリアライズドビューによるリライトと同じです。

集計のアップロードでサポートされている集計関数：COUNT、SUM、BIT_AND、BIT_OR、BIT_XOR、MIN、MAX。

例：

マテリアライズドビュー内のクエリステートメント：

SELECT SUM(c1) sumc1, COUNT(c1) cntc1, c2, c3
FROM t1
WHERE c1 > 10
GROUP BY c2, c3;

現在のクエリステートメント：

SELECT SUM(c1), COUNT(c1), c2
FROM t1
WHERE c1 > 10
  AND c3 = 10
GROUP BY c2;

クエリのリライト後のステートメント：

SELECT SUM(mv.sumc1), COUNT_SUM(mv.cntc1), mv.c2
FROM mv
WHERE mv.c3 = 10
GROUP BY mv.c2;

関連ドキュメント

• マテリアライズドビューの概要
• マテリアライズドビューログ
• マテリアライズドビューの作成
• マテリアライズドビューの更新
• マテリアライズドビューのクエリ
• マテリアライズドビューの削除