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Mongodb聚合：$planCacheStats

article 2024/11/13 22:14:56

执行查询时，MongoDB 查询规划器会根据可用索引选择并缓存效率最高的查询计划。$planCache可以返回所有集合的查询计划缓存信息。要使用$planCache，必须把$planCacheStats阶段放在管道最前面。

语法

{ $planCacheStats: { } }

使用

$planCacheStats必须是管道的第一个阶段
$planCacheStats不能应用于事务和$facet阶段
$planCacheStats需要的读关注级别为"local"
如果系统启用了权限控制，用户必须要有对集合的planCacheRead授权
当使用查询加密，$planCacheStats阶段会忽略对加密集合的操作，即便是操作被正常缓存。

读取偏好

$planCacheStats在选择返回计划缓存信息的主机时，会遵守读取偏好。

应用程序可能以副本集的不同成员为目标。因此，每个副本集成员可能会收到不同的读取命令，并拥有与其他成员不同的计划缓存信息。尽管如此，在副本集或分片集群上运行$planCacheStats仍会遵守正常的读取优先规则。也就是说，在副本集上，该操作只从副本集的一个成员处收集计划缓存信息；在分片集群上，该操作只从每个分片副本集的一个成员处收集计划缓存信息。

输出

$planCacheStats的输出取决于完成查询所使用的查询引擎，version字段的值表明使用了哪个查询引擎：

1表示使用了经典引擎。
2表示使用了基于时隙的查询执行引擎。

经典执行引擎

对于使用经典执行引擎的查询，$planCacheStats会返回与下面类似的文档：

{
   "version" : 1,
   "createdFromQuery" : <document>,
   "queryHash" : <hexadecimal string>,
   "planCacheKey" : <hexadecimal string>,
   "isActive" :  <boolean>,
   "works" : <NumberLong>,
   "cachedPlan" : {
      "stage" : <STAGE1>,
      "filter" : <document>,
      "inputStage" : {
         "stage" : <STAGE2>,
         ...
      }
   },
   "timeOfCreation" : <date>,
   "creationExecStats" : [   //每个候选计划的执行统计文档
      {
         "nReturned" : <num>,
         "executionTimeMillisEstimate" : <num>,
         "totalKeysExamined" : <num>,
         "totalDocsExamined" :<num>,
         "executionStages" : {
            "stage" : <STAGE A>,
            ...
            "inputStage" : {
               "stage" : <STAGE B>,
               ...
            }
         }
      },
      ...
   ],
   "candidatePlanScores" : [
      <number>,
      ...
   ],
   "indexFilterSet" : <boolean>,
   "estimatedSizeBytes" : <num>,
   "host" : <string>,
   "shard" : <string>
}

对于使用基于slot的查询执行引擎的查询，$planCacheStats会返回与下面类似的文档：

{
   "version" : 2,
   "queryHash" : <hexadecimal string>,
   "planCacheKey" : <hexadecimal string>,
   "isActive" :  <boolean>,
   "works" : <NumberLong>,
   "cachedPlan" : {
      "slots" : <string>,
      "stages": <string>
   },
   "indexFilterSet" : <boolean>,
   "estimatedSizeBytes" : <num>,
   "host" : <string>
}

每份文档都包含各种查询计划和执行统计信息，包括：

字段	说明
`version`	查询引擎的版本号，`1`为经典引擎，2为基于slot的执行引擎
`createdFromQuery`	一个包含了产生该缓存条目的特定查询的文档
`isActive`	布尔值，表示是否处于活动状态，如果为true，表示查询规划器当前正在使用它产生查询计划；如果为false，则表示查询规划期当前没有使用它
`queryHash`	一个16进制格式的字符串，就是查询模型的哈希值
`works`	查询规划器评估候选计划的试运行期间查询执行计划执行的 "工作单元 "数量
`timeOfCreation`	创建条目的时间
`creationExecStats`	执行统计文档数组。该数组包含每个候选计划的文档
`candidatePlanScores`	`creationExecStats`数组中列出的候选计划的得分数组
`indexFilterSet`	布尔值，表示查询形状是否存在索引过滤器
`estimatedSizeBytes`	计划缓存条目的估计大小（字节）
`host`	mongod实例的主机名和端口号。当运行于分片集群时，操作返回每个分片副本集的信息，并使用分片和主机字段进行区分
`shard`	分片名称，仅在分片集群上运行时可用

举例

下面的例子使用orders集合：

db.orders.insertMany( [
   { "_id" : 1, "item" : "abc", "price" : NumberDecimal("12"), "quantity" : 2, "type": "apparel" },
   { "_id" : 2, "item" : "jkl", "price" : NumberDecimal("20"), "quantity" : 1, "type": "electronics" },
   { "_id" : 3, "item" : "abc", "price" : NumberDecimal("10"), "quantity" : 5, "type": "apparel" },
   { "_id" : 4, "item" : "abc", "price" : NumberDecimal("8"), "quantity" : 10, "type": "apparel" },
   { "_id" : 5, "item" : "jkl", "price" : NumberDecimal("15"), "quantity" : 15, "type": "electronics" }
] )

在集合上创建以下索引：

db.orders.createIndex( { item: 1 } );
db.orders.createIndex( { item: 1, quantity: 1 } );
db.orders.createIndex( { quantity: 1 } );
db.orders.createIndex( { quantity: 1, type: 1 } );
db.orders.createIndex(
   { item: 1, price: 1 },
   { partialFilterExpression: { price: { $gte: NumberDecimal("10")} } }
);

其中，索引{ item：1, price: 1 }是部分索引，仅索引价格字段大于或等于NumberDecimal("10")的文档。

运行下面的查询：

db.orders.find( { item: "abc", price: { $gte: NumberDecimal("10") } } )
db.orders.find( { item: "abc", price: { $gte: NumberDecimal("5") } } )
db.orders.find( { quantity: { $gte: 20 } } )
db.orders.find( { quantity: { $gte: 5 }, type: "apparel" } )

上面的查询是通过基于slot的查询执行引擎完成的。

返回查询缓存中所有条目的信息

下面的聚合管道使用$planCacheStats返回集合的计划缓存条目信息：

db.orders.aggregate( [
   { $planCacheStats: { } }
] )

输出：

[
  {                                             
    version: '2',
    queryHash: '478AD696',
    planCacheKey: '21AE23AD',
    isActive: true,
    works: Long("7"),
    timeOfCreation: ISODate("2023-05-22T20:33:49.031Z"),
    cachedPlan: {
      ...
    },
    indexFilterSet: false,
    isPinned: false,
    estimatedSizeBytes: Long("8194"),
    host: 'mongodb1.example.net:27018'
  },
  {                                            
       version: '2',
       queryHash: '3D8AFDC6',
       planCacheKey: '1C2C4360',
       isActive: true,
       works: Long("6"),
       timeOfCreation: ISODate("2023-05-22T20:33:50.584Z"),
       cachedPlan: {
         ...
       },
       indexFilterSet: false,
       isPinned: false,
       estimatedSizeBytes: Long("11547"),
       host: 'mongodb1.example.net:27018'
     },
     {                                          
       version: '2',
       queryHash: '27285F9B',
       planCacheKey: '20BB9404',
       isActive: true,
       works: Long("1"),
       timeOfCreation: ISODate("2023-05-22T20:33:49.051Z"),
       cachedPlan: {
         ...
       },
       indexFilterSet: false,
       isPinned: false,
       estimatedSizeBytes: Long("7406"),
       host: 'mongodb1.example.net:27018'
     },
     {                                          
       version: '2',
       queryHash: '478AD696',
       planCacheKey: 'B1435201',
       isActive: true,
       works: Long("5"),
       timeOfCreation: ISODate("2023-05-22T20:33:49.009Z"),
       cachedPlan: {
         ...
       },
       indexFilterSet: false,
       isPinned: false,
       estimatedSizeBytes: Long("7415"),
       host: 'mongodb1.example.net:27018'
     }
   ],

查找查询哈希缓存详情

要返回特定查询散列的计划缓存信息，可使用$planCacheStats阶段后，可以在planCacheKey字段上添加$match。

以下聚合管道使用$planCacheStats之后的$match阶段来返回特定查询散列的特定信息：

db.orders.aggregate( [
   { $planCacheStats: { } },
   { $match: { planCacheKey: "B1435201"} }
] )

输出：

[
  {
    version: '2',
    queryHash: '478AD696',
    planCacheKey: 'B1435201',
    isActive: true,
    works: Long("5"),
    timeOfCreation: ISODate("2023-05-22T20:33:49.009Z"),
    cachedPlan: {
      slots: '$$RESULT=s11 env: { s3 = 1684787629009 (NOW), s6 = Nothing, s5 = Nothing, s1 = TimeZoneDatabase(Asia/Kuwait...Etc/UCT) (timeZoneDB), s10 = {"item" : 1, "price" : 1}, s2 = Nothing (SEARCH_META) }',
      stages: '[2] nlj inner [] [s4, s7, s8, s9, s10] \n' +
        '    left \n' +
        '        [1] cfilter {(exists(s5) && exists(s6))} \n' +
        '        [1] ixseek s5 s6 s9 s4 s7 s8 [] @"358822b7-c129-47b7-ad7f-40017a51b03c" @"item_1_price_1" true \n' +
        '    right \n' +
        '        [2] limit 1 \n' +
        '        [2] seek s4 s11 s12 s7 s8 s9 s10 none none [] @"358822b7-c129-47b7-ad7f-40017a51b03c" true false \n'
    },
    indexFilterSet: false,
    isPinned: false,
    estimatedSizeBytes: Long("7415"),
    host: 'mongodb1.example.net:27018'
  }
]