openGauss学习笔记52 openGauss 高级特性LLVM

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openGauss学习笔记-52 openGauss 高级特性-LLVM52.1 适用场景52.2 非适用场景52.3 其他因素对LLVM性能的影响52.4 LLVM使用建议

openGauss学习笔记-52 openGauss 高级特性-LLVM

openGauss借助LLVM（Low Level Virtual Machine）提供的库函数，依据查询执行计划树，将原本在执行器阶段才会确定查询实际执行路径的过程提前到执行初始化阶段，从而规避原本查询执行时候伴随的函数调用、逻辑条件分支判断以及大量的数据读取等问题，以达到提升查询性能的目的。

LLVM动态编译技术可以为每个查询生成定制化的机器码用于替换原本的通用函数。通过减少实际查询时冗余的条件逻辑判断、虚函数调用并提高数据局域性，从而达到提升查询整体性能的目的。

由于LLVM需要消耗额外的时间预生成IR中间态表示并编译成机器码，因此在小数据量场景或查询本身耗时较少时，可能引起性能的劣化。

52.1 适用场景

  • 支持LLVM的表达式

    查询语句中存在以下的表达式支持LLVM优化：

    1. Case…when… 表达式

    2. In表达式

    3. Bool表达式

      • And

      • Or

      • Not

    4. BooleanTest表达式

      • IS_NOT_UNKNOWN：对应SQL语句IS NOT UNKNOWN

      • IS_UNKNOWN：对应SQL语句IS UNKNOWN

      • IS_TRUE：对应SQL语句IS TRUE

      • IS_NOT_TRUE：对应SQL语句IS NOT TRUE

      • IS_FALSE：对应SQL语句IS FALSE

      • IS_NOT_FALSE：对应SQL语句IS NOT FALSE

    5. NullTest表达式

      • IS_NOT_NULL

      • IS_NULL

    6. Operator表达式

    7. Function表达式

      • lpad

      • substring

      • btrim

      • rtrim

      • length

    8. Nullif表达式

    表达式计算支持的数据类型包括bool, tinyint, smallint, int, bigint, float4, float8, numeric, date, time, timetz, timestamp, timestamptz, interval, bpchar, varchar, text, oid。

    仅当表达式出现在向量化执行引擎中Scan节点的filter、Hash Join节点中的complicate hash condition、hash join filter、hash join target, Nested Loop节点中的filter、join filter, Merge Join节点的merge join filter, merge join target, Group节点中的filter表达式时，才会考虑是否使用LLVM动态编译优化。

  • 支持LLVM的算子：

    1. Join ：HashJoin

    2. Agg ：HashAgg

    3. Sort

    其中HashJoin算子仅支持Hash Inner Join，对应的hash cond仅支持int4、bigint、bpchar类型的比较；HashAgg算子仅支持针对bigint、numeric类型的sum及avg操作，且group by语句仅支持int4、bigint、bpchar，text，varchar，timestamp类型操作，同时支持count(*)聚集操作。Sort算子仅支持对int4，bigint，numeric，bpchar，text，varchar数据类型的比较操作。除此之外，无法使用LLVM动态编译优化，具体可通过explain performance工具进行显示。