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深入理解 cached plan must not change result type 原理及解决办法

news 2024/11/15 0:00:07

在数据库管理系统中，预编译语句（prepared statements）和查询计划缓存（query plan caching）是常用的优化技术。这些技术通过预先解析和编译 SQL 语句，减少每次执行时的解析开销，从而提高查询性能。然而，在某些情况下，缓存的查询计划可能会导致问题，特别是当查询结果类型发生变化时。

原理

预编译语句和查询计划缓存：
- 预编编译语句：客户端发送一条带有占位符的 SQL 语句到数据库服务器，服务器解析并编译这条语句，生成一个执行计划，并将其存储在内存中。
- 查询计划缓存：数据库服务器将编译好的执行计划缓存起来，以便在后续相同的查询中重用，从而减少解析和编译的时间。
结果类型一致性：
- 缓存的查询计划假设后续的执行将返回相同的结果类型。如果在后续的执行中，结果类型发生了变化，数据库服务器无法正确处理这种情况，因为它依赖于缓存的执行计划。
- 例如，假设第一次执行时返回的是整数类型，而第二次执行时返回的是字符串类型，这种不一致会导致错误。

错误场景

考虑以下示例：

初始查询：

PREPARE stmt FROM 'SELECT column1 FROM table1 WHERE id = ?';
EXECUTE stmt USING 1;

假设 column1 是整数类型，查询返回整数结果。

后续查询：
```
ALTER TABLE table1 MODIFY COLUMN column1 VARCHAR(100);
EXECUTE stmt USING 1;
```
此时，column1 已经被修改为字符串类型，但缓存的执行计划仍然期望返回整数类型，这会导致 cached plan must not change result type 错误。

解决办法

重新准备预编译语句：
- 在表结构发生更改后，重新准备预编译语句，以确保缓存的执行计划与新的表结构一致。
```
DEALLOCATE PREPARE stmt;
PREPARE stmt FROM 'SELECT column1 FROM table1 WHERE id = ?';
EXECUTE stmt USING 1;
```
动态生成 SQL 语句：
- 如果表结构经常变化，可以考虑使用动态生成 SQL 语句的方式，避免使用预编译语句。
```
SET @sql = 'SELECT column1 FROM table1 WHERE id = ?';
PREPARE stmt FROM @sql;
EXECUTE stmt USING 1;
```
定期清理缓存：
- 定期清理查询计划缓存，特别是在表结构频繁变更的情况下。
```
FLUSH QUERY CACHE;
```
使用参数化查询：
- 使用参数化查询时，确保参数类型与表结构中的列类型匹配。
```
PREPARE stmt FROM 'SELECT column1 FROM table1 WHERE id = ?';
EXECUTE stmt USING CAST(1 AS INT);
```
监控和日志：
- 监控数据库日志，及时发现并处理 cached plan must not change result type 错误。
```
SHOW ENGINE INNODB STATUS;
```