一般来说，数据库有两个非常广泛的应用场景，即“事务处理”和“查询分析”。 作为国内最常用的关系数据库之一，开源MySQL早在5.1版本就开始支持事务处理场景。 随着技术的演进，开源MySQL不仅在版本更新迭代过程中不断增强事务处理能力，而且最新的MySQL 8.0版本已经开始支持很多查询分析特性，比如Window function、CTE、Hash Join、Column直方图和并行度。 COUNT计算等等。
华为云GaussDB（for MySQL）是华为最新一代高性能企业级分布式关系数据库，植根于MySQL开源社区。 它不仅继承了开源的所有查询分析功能，还针对企业级应用查询负载开发了许多增强功能，例如并行查询、查询计算下推（NDP：Near Data Processing）等。
传统的数据解决方案中，“事务处理”和“查询分析”是在不同类型的库上完成的。 这是因为事务处理侧重于数据的增删改查和小数据查询，更注重实时响应。 ，高吞吐量和事务性要求。 “查询分析”侧重于大量数据的复杂计算，更关注数据容量可扩展性、复杂计算能力等。
● 下图为传统数据解决方案：OLTP数据库满足在线事务处理需求，OLAP数据仓库满足分析查询需求。
客户需要什么样的数据库？
当前业界对数据库的普遍要求是：实时响应、高吞吐量、事务性要求、良好的扩展性、支持复杂查询。 这对于用户来说有很多好处：一是降低了部署成本，用户只需要部署一个数据库集群即可； 其次，解决了数据迁移延迟的问题，更新和查询运行在同一个集群中； 并且支持事务性查询，满足一致性、原则性、隔离性、持久性的要求，查询结果会更加准确。
针对用户需求，华为云原生数据库GaussDB（for MySQL）通过技术创新，具备了同时满足事务处理和查询分析的能力。 GaussDB（for MySQL）是一款OLTP事务型关系数据库，100%兼容MySQL语法。 该架构采用计算与存储分离的设计。 计算资源和存储资源可以独立在线扩展。 存储层采用华为自研的分布式存储系统DFV（Data Function Virtualization），最大可扩展至128TB容量。 单个计算节点最大规格可支持64核CPU，内存容量为512G，最多可支持1个写入节点和15个只读节点。
除了强大的资源扩展能力外，GaussDB（for MySQL）还针对事务处理和查询分析进行了优化，大大增强了事务读写和查询分析能力。 本文将重点介绍增强的查询分析功能之一：并行查询。
提高查询分析的方法：释放CPU多核计算资源
众所周知，软件计算能力的提升一方面得益于CPU硬件能力的增强，同时也得益于软件设计充分利用CPU计算资源的能力。 目前的处理器普遍采用多核设计。 例如GaussDB（MySQL）单节点最多支持64核CPU。 单线程查询方式最多只能占用一核CPU资源，性能提升有限，远远不能满足企业大批量查询场景降低延迟的要求。 因此，复杂的查询分析计算过程必须考虑充分利用CPU的多核计算资源。 只有让多个核心参与并行计算任务，才能大大提高查询计算的处理效率。
● 下图是利用CPU 多核资源并行计算表的count(*)过程的示例：表数据被切分，然后分布到多个核并行计算。 每个核计算部分数据以获得中间count(*)结果。 ，并在最后阶段将所有中间结果汇总以获得最终结果。
提高GaussDB（for MySQL）查询分析的技巧：并行查询
GaussDB（for MySQL）支持查询的并行执行，用于减少分析查询场景的处理时间，满足企业级应用对低查询延迟的要求。 前面提到，并行查询的基本实现原理是将查询任务进行划分，分配给多个CPU核心进行计算，充分利用CPU的多核计算资源，缩短查询时间。 并行查询的性能提升倍数理论上与CPU核心数正相关。 也就是说，并行度越高，可以使用的CPU核心就越多，性能提升倍数就越高。
● 下图为：在64U GaussDB实例（for MySQL）上查询100G数据量的COUNT(*)查询时间。 不同的查询并发度对应不同的耗时。 并发度越高，相应的查询就越耗时。 越短。
GaussDB（for MySQL）支持多种类型的并行查询算子，满足客户各种复杂的查询场景。 当前最新版本（2021-9）已经支持并行查询场景包括：
● 下图是GaussDB（for MySQL）并行查询对TPC-H 22个查询场景的性能测试结果。 测试数据量为100G，并发线程数据为32，下图展示了并行查询相对于传统MySQL单线程查询的性能提升：32并行执行下，单表复杂查询的性能可以得到提升最多可达26倍操作mysql数据库源码，一般可达20倍以上。 多表JOIN复杂查询性能最高可提升近27倍，性能普遍提升10+倍，子查询性能也大幅提升。
总而言之，GaussDB（for MySQL）并行查询充分利用了CPU的多核计算资源，大大减少了分析查询场景的处理时间，大大提高了数据库性能，可以很好地满足客户的低成本需求。各种复杂的查询场景。 延迟要求。 目前GaussDB（for MySQL）的并行查询功能已上线操作mysql数据库源码，更多并行查询场景正在解锁。 欢迎来到华为云官网体验！
本文作者
饶龙辉，华为云数据库内核专家。 十余年数据库内核研发经验，精通MySQL内核原理及源码。 负责华为云数据库GaussDB（for MySQL）高性能SQL查询引擎的功能规划、设计和开发。