ApsaraDB for MongoDB:クエリプランとクエリの再計画

プランキャッシュエントリの状態

プランキャッシュエントリは、以下のいずれかの状態になります：

プランキャッシュの動作

プランキャッシュは完全にメモリ上に格納され、再起動時に永続化されません。以下の状況でキャッシュがクリアされます：

• MongoDB データベースが再起動されます。

• コレクションまたはインデックスが削除されます。

また、プランキャッシュにはサイズ制限があり、最近使用されていないエントリ（LRU：Least Recently Used）が優先的にキャッシュから削除される置換メカニズムが採用されています。

プランキャッシュ管理コマンド

特定のコレクションに対してプランキャッシュエントリを管理するため、以下のコマンドを実行できます：

キャッシュ済みクエリプランの取得例：

db.<collection>.getPlanCache().getPlansByQuery({"query": {"name": "testname"}, "sort": { "name": 1 }})

queryHash および planCacheKey

MongoDB 4.2 以降では、クエリ形状を識別するための queryHash が導入されています。各クエリ形状には、対応する queryHash 値が関連付けられます。また、MongoDB 4.2 では planCacheKey も導入されており、これは queryHash とは異なり、クエリ形状に加えて、その形状をサポート可能なインデックスの有無にも依存する値です。クエリ形状をサポート可能なインデックスが作成または削除されると、planCacheKey の値が変更される可能性がありますが、queryHash の値は変更されません。

例

以下のインデックスとクエリ形状を持つコレクションを想定します：

インデックス：

db.foo.createIndex( { x: 1 } )
db.foo.createIndex( { x: 1, y: 1 } )
db.foo.createIndex( { x: 1, z: 1 }, { partialFilterExpression: { x: { $gt: 10 } } } )

クエリ形状：

db.foo.explain().find( { x: { $gt: 5 } } ) // クエリ操作 1
db.foo.explain().find( { x: { $gt: 20 } } ) // クエリ操作 2

3 番目のインデックスは、x > 10 を必要とする部分フィルター式を使用します。したがって、このインデックスはクエリ操作 2 (x > 20) をサポートできますが、クエリ操作 1 (x > 5) はサポートできません。その結果、2 つのクエリの planCacheKey 値は異なります。新しいインデックス {x:1, a:1} が作成されると、両方のクエリ操作の planCacheKey 値が変更されます。

影響

• 頻繁なクエリ再計画は、クエリパフォーマンスを低下させる可能性があります。

• 過度なクエリ再計画は、ミューテックスロックの競合を引き起こし、CPU 使用率の高騰を招く可能性があります。

再計画の特定方法

スロークエリログ内で "replanned":true というキーワードを確認できます。このキーワードは、特定のクエリ形状に対して、クエリプランナーが一貫して効率的なプランを維持できなかったことを示します。

スロークエリログの例：

"replanned":true,"replanReason":"cached plan was less efficient than expected: expected trial execution to take X works but it took at least 10X works"

ソリューション

以下に示すソリューションは、推奨される長期的な修正策から即時対応策、最終手段まで、優先順位順に整理されています。

db.<collection>.find({a:"ABC"},{b:1,_id:0}).sort({c:1}).hint({ a:1, c:1, b:1} )

// インデックスフィルターの設定。
db.runCommand(
   {
      planCacheSetFilter: "<collection>",
      query: { a: "ABC" },
      projection: { b: 1, _id: 0 },
      sort: { c: 1 },
      indexes: [
         { a: 1, c: 1 , b: 1 }
      ]
   }
)
// 既存のインデックスフィルターの削除。
db.runCommand(
   {
      planCacheClearFilters: "<collection>"
   }
)