Abfrageleistung mithilfe von „Abfrageerläuterung“ analysieren

Mit Query Explain können Sie Cloud Firestore-Abfragen an das Back-End senden und im Gegenzug detaillierte Leistungsstatistiken zur Ausführung von Back-End-Abfragen erhalten. Er funktioniert in vielen relationalen Datenbanksystemen wie der Vorgang EXPLAIN [ANALYZE].

Anfragen zur Abfrageerläuterung können mit den Firestore-Server-Clientbibliotheken gesendet werden.

Die Ergebnisse der Abfrageerläuterung helfen Ihnen zu verstehen, wie Ihre Abfragen ausgeführt werden. Sie sehen Ineffizienzen und die Standorte wahrscheinlicher serverseitiger Engpässe.

Abfrageerläuterung:

• Bietet Statistiken zur Phase der Abfrageplanung, damit Sie Ihre Abfrageindexe anpassen und die Effizienz steigern können.
• Mit der Analyseoption können Sie die Kosten und die Leistung pro Abfrage nachvollziehen und schnell verschiedene Abfragemuster durchgehen, um die Nutzung zu optimieren.

Hinweis: „Abfrageerläuterung“ unterstützt abgefragte Abfragen. Streamingabfragen werden noch nicht unterstützt.

Optionen für die Abfrageerläuterung: Standard und analysieren

Abfrageerläuterungen können mit der Option standard oder analysieren ausgeführt werden.

Bei der Standardoption wird die Abfrage mit Query Explain geplant, die Ausführungsphase wird jedoch übersprungen. Dadurch werden Informationen zur Planerphase zurückgegeben. So können Sie prüfen, ob eine Abfrage die erforderlichen Indexe enthält, und nachvollziehen, welche Indexe verwendet werden. So können Sie beispielsweise prüfen, ob eine bestimmte Abfrage einen zusammengesetzten Index verwendet, anstatt sich mit vielen verschiedenen Indexen überschneiden zu müssen.

Mit der Analyseoption erstellt Query Explain beide Pläne und führt die Abfrage aus. Dadurch werden alle zuvor genannten Informationen zum Planer sowie Statistiken zur Ausführungszeit der Abfrage zurückgegeben. Dazu gehören die Abrechnungsinformationen der Abfrage sowie Statistiken zur Abfrageausführung auf Systemebene. Mit diesen Tools können Sie verschiedene Abfrage- und Indexkonfigurationen testen, um Kosten und Latenz zu optimieren.

Was kostet Query Explain?

Wenn Sie „Abfrageerläuterung“ mit der Standardoption verwenden, werden keine Index- oder Lesevorgänge ausgeführt. Unabhängig von der Komplexität der Abfrage wird ein Lesevorgang berechnet.

Wenn Sie Query Explain mit der Analyseoption verwenden, werden Index- und Lesevorgänge ausgeführt, sodass Ihnen die Abfrage wie gewohnt in Rechnung gestellt wird. Für die Analyseaktivität fallen keine zusätzlichen Kosten an, nur die üblichen Kosten für die ausgeführte Abfrage.

Query Explain mit der Standardoption verwenden

Sie können die Clientbibliotheken verwenden, um eine Anfrage für die Standardoption zu senden.

Anfragen werden mit IAM authentifiziert und dabei dieselben Berechtigungen wie für reguläre Abfragevorgänge verwendet. Andere Authentifizierungsmethoden wie Firebase Authentication werden ignoriert. Weitere Informationen finden Sie im Leitfaden zu IAM für Server-Clientbibliotheken.

Java (Administrator)

Query q = db.collection("col").whereGreaterThan("a", 1);
ExplainOptions options = ExplainOptions.builder().build();

ExplainResults<QuerySnapshot> explainResults = q.explain(options).get();
ExplainMetrics metrics = explainResults.getMetrics();
PlanSummary planSummary = metrics.getPlanSummary();

    

Knoten (Administrator)

const q = db.collection('col').where('country', '=', 'USA');
const options = { analyze : 'false' };

const explainResults = await q.explain(options);

const metrics = explainResults.metrics;
const plan = metrics.planSummary;

    

Das genaue Format der Antwort hängt von der Ausführungsumgebung ab. Zurückgegebene Ergebnisse können in JSON konvertiert werden. Beispiel:

{
    "indexes_used": [
        {"query_scope": "Collection", "properties": "(category ASC, __name__ ASC)"},
        {"query_scope": "Collection", "properties": "(country ASC, __name__ ASC)"},
    ]
}

Weitere Informationen finden Sie in der Referenz zum Bericht „Query Explain“.

Abfrageerläuterung mit der Option „Analysieren“ verwenden

Sie können die Clientbibliotheken verwenden, um eine Anfrage für die Analyseoption zu senden.

Anfragen werden mit IAM authentifiziert und dabei dieselben Berechtigungen wie für reguläre Abfragevorgänge verwendet. Andere Authentifizierungsmethoden wie Firebase Authentication werden ignoriert. Weitere Informationen finden Sie in der Anleitung zu IAM für Server-Clientbibliotheken.

Hinweis: Es wird jeweils nur eine Abfrageausführung analysiert. Daher können die Ergebnisse des Abfragezeitpunkts von Anfrage zu Anfrage variieren. Das Tool kann Ihnen helfen, erhebliche strukturelle Ineffizienzen zu erkennen, bietet aber keine zusammengefassten Statistiken zur Abfrageleistung.

Java (Administrator)

Query q = db.collection("col").whereGreaterThan("a", 1);

ExplainOptions options = ExplainOptions.builder().setAnalyze(true).build();

ExplainResults<QuerySnapshot> explainResults = q.explain(options).get();

ExplainMetrics metrics = explainResults.getMetrics();
PlanSummary planSummary = metrics.getPlanSummary();
List<Map<String, Object>> indexesUsed = planSummary.getIndexesUsed();
ExecutionStats stats = metrics.getExecutionStats();

    

Knoten (Administrator)

const q = db.collection('col').where('country', '=', 'USA');

const options = { analyze : 'true' };

const explainResults = await q.explain(options);

const metrics = explainResults.metrics;
const plan = metrics.planSummary;
const indexesUsed = plan.indexesUsed;
const stats = metrics.executionStats;

    

Im folgenden Beispiel wird das stats-Objekt zusätzlich zu planInfo zurückgegeben. Das genaue Format der Antwort hängt von der Ausführungsumgebung ab. Die Beispielantwort ist im JSON-Format.

{
    "resultsReturned": "5",
    "executionDuration": "0.100718s",
    "readOperations": "5",
    "debugStats": {
               "index_entries_scanned": "95000",
               "documents_scanned": "5"
               "billing_details": {
                     "documents_billable": "5",
                     "index_entries_billable": "0",
                     "small_ops": "0",
                     "min_query_cost": "0",
               }
    }

}

Weitere Informationen finden Sie in der Referenz zum Bericht „Erläuterung von Abfragen“.

Ergebnisse interpretieren und Anpassungen vornehmen

Sehen wir uns ein Beispielszenario an, in dem wir Filme nach Genre und Produktionsland abfragen.

Hinweis: Die Funktion „Abfrageerläuterung“ wurde für nützliche Ad-hoc-Analysen entwickelt. Das Berichtsformat wird weiterentwickelt, um die Lesbarkeit und Verständlichkeit zu verbessern, nicht die Eignung für die maschinelle Verarbeitung. Einige Messwerte werden sich voraussichtlich im Laufe der Zeit ändern, wenn Cloud Firestore weiterentwickelt wird (d. h., Messwerte können hinzugefügt, entfernt oder aktualisiert werden). Sie unterliegen nicht derselben Einstellungsrichtlinie wie andere Cloud Firestore APIs. Weitere Informationen finden Sie in der Referenz zum Bericht „Query Explain“.

Nehmen wir zur Veranschaulichung an, dass das Äquivalent zu dieser SQL-Abfrage verwendet wird.

SELECT *
FROM /movies
WHERE category = 'Romantic' AND country = 'USA';

Wenn wir die Option „Analysieren“ verwenden, zeigen die zurückgegebenen Messwerte, dass die Abfrage auf zwei Einzelfeldindexen ausgeführt wird: (category ASC, __name__ ASC) und (country ASC, __name__ ASC). Es werden 16.500 Indexeinträge gescannt, aber nur 1.200 Dokumente zurückgegeben.

// Output query planning info
{
    "indexes_used": [
        {"query_scope": "Collection", "properties": "(category ASC, __name__ ASC)"},
        {"query_scope": "Collection", "properties": "(country ASC, __name__ ASC)"},
    ]
}

// Output query status
{
    "resultsReturned": "1200",
    "executionDuration": "0.118882s",
    "readOperations": "1200",
    "debugStats": {
               "index_entries_scanned": "16500",
               "documents_scanned": "1200"
               "billing_details": {
                     "documents_billable": "1200",
                     "index_entries_billable": "0",
                     "small_ops": "0",
                     "min_query_cost": "0",
               }
    }
}

Um die Leistung der Abfrageausführung zu optimieren, können Sie einen vollständig abgedeckten zusammengesetzten Index (category ASC, country ASC, __name__ ASC) erstellen.

Wenn wir die Abfrage noch einmal mit der Analyseoption ausführen, sehen wir, dass der neu erstellte Index für diese Abfrage ausgewählt ist. Die Abfrage wird viel schneller und effizienter ausgeführt.

// Output query planning info
{
    "indexes_used": [
        {"query_scope": "Collection", "properties": "(category ASC, country ASC,  __name__ ASC)"}
    ]
}

// Output query stats
{
    "resultsReturned": "1200",
    "executionDuration": "0.026139s",
    "readOperations": "1200",
    "debugStats": {
               "index_entries_scanned": "1200",
               "documents_scanned": "1200"
               "billing_details": {
                     "documents_billable": "1200",
                     "index_entries_billable": "0",
                     "small_ops": "0",
                     "min_query_cost": "0",
               }
    }
}