通過分析SQL語句的執(zhí)行計(jì)劃優(yōu)化SQL二.doc

5.1背景知識(shí) 5.2執(zhí)行計(jì)劃的步驟及順序 5.3訪問路徑(方法) - access path 5.4表之間的連接 第5章 ORACLE的執(zhí)行計(jì)劃 5.1背景知識(shí)： 為了更好的進(jìn)行下面的內(nèi)容我們必須了解一些概念性的術(shù)語：共享sql語句 為了不重復(fù)解析相同的SQL語句(因?yàn)榻馕霾僮鞅容^費(fèi)資源，會(huì)導(dǎo)致性能下降)，在第一次解析之后，ORACLE將SQL語句及解析后得到的執(zhí)行計(jì)劃存放在內(nèi)存中。這塊位于系統(tǒng)全局區(qū)域SGA(system global area)的共享池(shared buffer pool)中的內(nèi)存可以被所有的數(shù)據(jù)庫用戶共享。因此，當(dāng)你執(zhí)行一個(gè)SQL語句(有時(shí)被稱為一個(gè)游標(biāo))時(shí)，如果該語句和之前的執(zhí)行過的某一語句完全相同，并且之前執(zhí)行的該語句與其執(zhí)行計(jì)劃仍然在內(nèi)存中存在，則ORACLE就不需要再進(jìn)行分析，直接得到該語句的執(zhí)行路徑。ORACLE的這個(gè)功能大大地提高了 SQL的執(zhí)行性能并大大節(jié)省了內(nèi)存的使用。使用這個(gè)功能的關(guān)鍵是將執(zhí)行過的語句盡可能放到內(nèi)存中，所以這要求有大的共享池(通過設(shè)置shared buffer pool參數(shù)值)和盡可能的使用綁定變量的方法執(zhí)行SQL語句。當(dāng)你向ORACLE 提交一個(gè)SQL語句，ORACLE會(huì)首先在共享內(nèi)存中查找是否有相同的語句。這里需要注明的是，ORACLE對兩者采取的是一種嚴(yán)格匹配，要達(dá)成共享，SQL語句必須完全相同(包括空格,換行等)。下面是判斷SQL語句是否與共享內(nèi)存中某一SQL相同的步驟：1). 對所發(fā)出語句的文本串進(jìn)行hashed。如果hash值與已在共享池中SQL語句的hash值相同，則進(jìn)行第2步： 2) 將所發(fā)出語句的文本串（包括大小寫、空白和注釋）與在第步中識(shí)別的所有 已存在的SQL語句相比較。 例如： SELECT * FROM emp WHERE empno = 1000; 和下列每一個(gè)都不同 SELECT * from emp WHERE empno = 1000; SELECT * FROM EMP WHERE empno = 1000; SELECT * FROM emp WHERE empno = 2000; 在上面的語句中列值都是直接SQL語句中的，今后我們將這類sql成為硬編碼SQL 或字面值SQL 使用綁定變量的SQL語句中必須使用相同的名字的綁定變量(bind variables) ，例如： a. 該2個(gè)sql語句被認(rèn)為相同 select pin , name from people where pin = :blk1.pin; select pin , name from people where pin = :blk1.pin; b. 該2個(gè)sql語句被認(rèn)為不相同 select pin , name from people where pin = :blk1.ot_ind; select pin , name from people where pin = :blk1.ov_ind; 今后我們將上面的這類語句稱為綁定變量SQL。 3). 將所發(fā)出語句中涉及的對象與第步中識(shí)別的已存在語句所涉及對象相比較。 例如: 如用戶user1與用戶user2下都有EMP表，則 用戶user1發(fā)出的語句：SELECT * FROM EMP; 與 用戶user2發(fā)出的語句：SELECT * FROM EMP; 被認(rèn)為是不相同的語句， 因?yàn)閮蓚€(gè)語句中引用的EMP不是指同一個(gè)表。 4). 在SQL語句中使用的捆綁變量的捆綁類型必須一致。 如果語句與當(dāng)前在共享池中的另一個(gè)語句是等同的話，Oracle并不對它進(jìn)行語法分析。而直接執(zhí)行該語句，提高了執(zhí)行效率，因?yàn)檎Z法分析比較耗費(fèi)資源。 注意的是，從oracle 8i開始，新引入了一個(gè)CURSOR_SHARING參數(shù)，該參數(shù)的主要目的就是為了解決在編程過程中已大量使用的硬編碼SQL問題。因?yàn)樵趯?shí)際開發(fā)中，很多程序人員為了提高開發(fā)速度，而采用類似下面的開發(fā)方法：str_sql string;int_empno int;int_empno = 2000;str_sql = SELECT * FROM emp WHERE empno = + int_empno;int_empno = 1000;str_sql = SELECT * FROM emp WHERE empno = + int_empno; 上面的代碼實(shí)際上使用了硬編碼SQL，使我們不能使用共享SQL的功能，結(jié)果是數(shù)據(jù)庫效率不高。但是從上面的2個(gè)語句來看，產(chǎn)生的硬編碼SQL只是列值不同，其它部分都是相同的，如果僅僅因?yàn)榱兄挡煌鴮?dǎo)致這2個(gè)語句不能共享是很可惜的，為了解決這個(gè)問題，引入了CURSOR_SHARING參數(shù)，使這類問題也可以使用共享SQL，從而使這樣的開發(fā)也可以利用共享SQL功能。聽起來不錯(cuò)，ORACLE真為用戶著想，使用戶在不改變代碼的情況下還可以利用共享SQL的功能。真的如此嗎？天上不會(huì)無緣無故的掉一個(gè)餡餅的，ORACLE對該參數(shù)的使用做了說明，建議在經(jīng)過實(shí)際測試后再改該參數(shù)的值(缺省情況下，該參數(shù)的值為EXACT，語句完全一致才使用共享SQL)。因?yàn)橛锌赡茉撟冊撝岛?，你的硬編碼SQL是可以使用共享SQL了，但數(shù)據(jù)庫的性能反而會(huì)下降。我在實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)遇到這種情況。所以建議編寫需要穩(wěn)定運(yùn)行程序的開發(fā)人員最好還是一開始就使用綁定變量的SQL。Rowid的概念： rowid是一個(gè)偽列，既然是偽列，那么這個(gè)列就不是用戶定義，而是系統(tǒng)自己給加上的。對每個(gè)表都有一個(gè)rowid的偽列，但是表中并不物理存儲(chǔ) ROWID列的值。不過你可以像使用其它列那樣使用它，但是不能刪除改列，也不能對該列的值進(jìn)行修改、插入。一旦一行數(shù)據(jù)插入數(shù)據(jù)庫，則rowid在該行的生命周期內(nèi)是唯一的，即即使該行產(chǎn)生行遷移，行的rowid也不會(huì)改變。為什么使用ROWID rowid對訪問一個(gè)表中的給定的行提供了最快的訪問方法，通過ROWID可以直接定位到相應(yīng)的數(shù)據(jù)塊上，然后將其讀到內(nèi)存。我們創(chuàng)建一個(gè)索引時(shí)，該索引不但存儲(chǔ)索引列的值，而且也存儲(chǔ)索引值所對應(yīng)的行的ROWID，這樣我們通過索引快速找到相應(yīng)行的ROWID后，通過該ROWID，就可以迅速將數(shù)據(jù)查詢出來。這也就是我們使用索引查詢時(shí)，速度比較快的原因。 在ORACLE8以前的版本中，ROWID由FILE 、BLOCK、ROW NUMBER構(gòu)成。隨著oracle8中對象概念的擴(kuò)展，ROWID發(fā)生了變化，ROWID由OBJECT、FILE、BLOCK、ROW NUMBER構(gòu)成。利用DBMS_ROWID可以將rowid分解成上述的各部分，也可以將上述的各部分組成一個(gè)有效的rowid。Recursive SQL概念 有時(shí)為了執(zhí)行用戶發(fā)出的一個(gè)sql語句，Oracle必須執(zhí)行一些額外的語句，我們將這些額外的語句稱之為recursive calls或recursive SQL statements。如當(dāng)一個(gè)DDL語句發(fā)出后，ORACLE總是隱含的發(fā)出一些recursive SQL語句，來修改數(shù)據(jù)字典信息，以便用戶可以成功的執(zhí)行該DDL語句。當(dāng)需要的數(shù)據(jù)字典信息沒有在共享內(nèi)存中時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生Recursive calls，這些Recursive calls會(huì)將數(shù)據(jù)字典信息從硬盤讀入內(nèi)存中。用戶不比關(guān)心這些recursive SQL語句的執(zhí)行情況，在需要的時(shí)候，ORACLE會(huì)自動(dòng)的在內(nèi)部執(zhí)行這些語句。當(dāng)然DML語句與SELECT都可能引起recursive SQL。簡單的說，我們可以將觸發(fā)器視為recursive SQL。Row Source(行源) 用在查詢中，由上一操作返回的符合條件的行的集合，即可以是表的全部行數(shù)據(jù)的集合；也可以是表的部分行數(shù)據(jù)的集合；也可以為對上2個(gè)row source進(jìn)行連接操作(如join連接)后得到的行數(shù)據(jù)集合。Predicate(謂詞) 一個(gè)查詢中的WHERE限制條件Driving Table(驅(qū)動(dòng)表) 該表又稱為外層表(OUTER TABLE)。這個(gè)概念用于嵌套與HASH連接中。如果該row source返回較多的行數(shù)據(jù)，則對所有的后續(xù)操作有負(fù)面影響。注意此處雖然翻譯為驅(qū)動(dòng)表，但實(shí)際上翻譯為驅(qū)動(dòng)行源(driving row source)更為確切。一般說來，是應(yīng)用查詢的限制條件后，返回較少行源的表作為驅(qū)動(dòng)表，所以如果一個(gè)大表在WHERE條件有有限制條件(如等值限制)，則該大表作為驅(qū)動(dòng)表也是合適的，所以并不是只有較小的表可以作為驅(qū)動(dòng)表，正確說法應(yīng)該為應(yīng)用查詢的限制條件后，返回較少行源的表作為驅(qū)動(dòng)表。在執(zhí)行計(jì)劃中，應(yīng)該為靠上的那個(gè)row source，后面會(huì)給出具體說明。在我們后面的描述中，一般將該表稱為連接操作的row source 1。Probed Table(被探查表) 該表又稱為內(nèi)層表(INNER TABLE)。在我們從驅(qū)動(dòng)表中得到具體一行的數(shù)據(jù)后，在該表中尋找符合連接條件的行。所以該表應(yīng)當(dāng)為大表(實(shí)際上應(yīng)該為返回較大row source的表)且相應(yīng)的列上應(yīng)該有索引。在我們后面的描述中，一般將該表稱為連接操作的row source 2。組合索引(concatenated index) 由多個(gè)列構(gòu)成的索引，如create index idx_emp on emp(col1, col2, col3, )，則我們稱idx_emp索引為組合索引。在組合索引中有一個(gè)重要的概念：引導(dǎo)列(leading column)，在上面的例子中，col1列為引導(dǎo)列。當(dāng)我們進(jìn)行查詢時(shí)可以使用”where col1 = ? ”，也可以使用”where col1 = ? and col2 = ?”，這樣的限制條件都會(huì)使用索引，但是”where col2 = ? ”查詢就不會(huì)使用該索引。所以限制條件中包含先導(dǎo)列時(shí)，該限制條件才會(huì)使用該組合索引?？蛇x擇性(selectivity)： 比較一下列中唯一鍵的數(shù)量和表中的行數(shù)，就可以判斷該列的可選擇性。如果該列的”唯一鍵的數(shù)量/表中的行數(shù)”的比值越接近1，則該列的可選擇性越高，該列就越適合創(chuàng)建索引，同樣索引的可選擇性也越高。在可選擇性高的列上進(jìn)行查詢時(shí)，返回的數(shù)據(jù)就較少，比較適合使用索引查詢。 有了這些背景知識(shí)后就開始介紹執(zhí)行計(jì)劃。為了執(zhí)行語句，Oracle可能必須實(shí)現(xiàn)許多步驟。這些步驟中的每一步可能是從數(shù)據(jù)庫中物理檢索數(shù)據(jù)行，或者用某種方法準(zhǔn)備數(shù)據(jù)行，供發(fā)出語句的用戶使用。Oracle用來執(zhí)行語句的這些步驟的組合被稱之為執(zhí)行計(jì)劃。執(zhí)行計(jì)劃是SQL優(yōu)化中最為復(fù)雜也是最為關(guān)鍵的部分，只有知道了ORACLE在內(nèi)部到底是如何執(zhí)行該SQL語句后，我們才能知道優(yōu)化器選擇的執(zhí)行計(jì)劃是否為最優(yōu)的。執(zhí)行計(jì)劃對于DBA來說，就象財(cái)務(wù)報(bào)表對于財(cái)務(wù)人員一樣重要。所以我們面臨的問題主要是：如何得到執(zhí)行計(jì)劃；如何分析執(zhí)行計(jì)劃，從而找出影響性能的主要問題。下面先從分析樹型執(zhí)行計(jì)劃開始介紹，然后介紹如何得到執(zhí)行計(jì)劃，再介紹如何分析執(zhí)行計(jì)劃。 舉例：這個(gè)例子顯示關(guān)于下面SQL語句的執(zhí)行計(jì)劃。SELECT ename, job, sal, dnameFROM emp, deptWHERE emp.deptno = derpt.deptnoAND NOT EXISTS ( SELECT * FROM salgradeWHERE emp.sal BETWEEN losal AND hisal ); 此語句查詢薪水不在任何建議薪水范圍內(nèi)的所有雇員的名字，工作，薪水和部門名。下圖5-1顯示了一個(gè)執(zhí)行計(jì)劃的圖形表示：5.2執(zhí)行計(jì)劃的步驟 執(zhí)行計(jì)劃的每一步返回一組行，它們或者為下一步所使用，或者在最后一步時(shí)返回給發(fā)出SQL語句的用戶或應(yīng)用。由每一步返回的一組行叫做行源(row source）。圖5-1樹狀圖顯示了從一步到另一步行數(shù)據(jù)的流動(dòng)情況。每步的編號反映了在你觀察執(zhí)行計(jì)劃時(shí)所示步驟的順序（如何觀察執(zhí)行計(jì)劃將被簡短地說明）。一般來說這并不是每一步被執(zhí)行的先后順序。執(zhí)行計(jì)劃的每一步或者從數(shù)據(jù)庫中檢索行，或者接收來自一個(gè)或多個(gè)行源的行數(shù)據(jù)作為輸入：由紅色字框指出的步驟從數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)文件中物理檢索數(shù)據(jù)。這種步驟被稱之為存取路徑，后面會(huì)詳細(xì)介紹在Oracle可以使用的存取路徑：l 第步和第步分別的從EMP表和SALGRADE表讀所有的行。l 第步在PK_DEPTNO索引中查找由步驟返回的每個(gè)DEPTNO值。它找出與DEPT表中相關(guān)聯(lián)的那些行的ROWID。l 第步從DEPT表中檢索出ROWID為第步返回的那些行。由黑色字框指出的步驟在行源上操作，如做2表之間的關(guān)聯(lián)，排序，或過濾等操作，后面也會(huì)給出詳細(xì)的介紹：l 第步實(shí)現(xiàn)嵌套的循環(huán)操作(相當(dāng)于C語句中的嵌套循環(huán))，接收從第步和第步來的行源，把來自第步源的每一行與它第步中相應(yīng)的行連接在一起，返回結(jié)果行到第步。l 第步完成一個(gè)過濾器操作。它接收來自第步和第步的行源，消除掉第步中來的，在第步有相應(yīng)行的那些行，并將來自第步的剩下的行返回給發(fā)出語句的用戶或應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)執(zhí)行計(jì)劃步驟的順序 執(zhí)行計(jì)劃中的步驟不是按照它們編號的順序來實(shí)現(xiàn)的：Oracle首先實(shí)現(xiàn)圖5-1樹結(jié)構(gòu)圖形里作為葉子出現(xiàn)的那些步驟(例如步驟3、5、6)。由每一步返回的行稱為它下一步驟的行源。然后Oracle實(shí)現(xiàn)父步驟。舉例來說，為了執(zhí)行圖5-1中的語句，Oracle以下列順序?qū)崿F(xiàn)這些步驟：l 首先，Oracle實(shí)現(xiàn)步驟，并一行一行地將結(jié)果行返回給第步。l 對第步返回的每一行，Oracle實(shí)現(xiàn)這些步驟：- Oracle實(shí)現(xiàn)步驟，并將結(jié)果ROWID返回給第步。- Oracle實(shí)現(xiàn)步驟，并將結(jié)果行返回給第步。- Oracle實(shí)現(xiàn)步驟，將接受來自第步的一行和來自第步的一行，并返回給第步一行。- Oracle實(shí)現(xiàn)步驟，如果有結(jié)果行的話，將它返回給第步。- Oracle實(shí)現(xiàn)步驟，如果從步驟返回行，Oracle將來自第步的行返回給發(fā)出SQL語句的用戶。 注意Oracle對由第步返回的每一行實(shí)現(xiàn)步驟，一次。許多父步驟在它們能執(zhí)行之前只需要來自它們子步驟的單一行。對這樣的父步驟來說，只要從子步驟已返回單一行時(shí)立即實(shí)現(xiàn)父步驟（可能還有執(zhí)行計(jì)劃的其余部分）。如果該父步驟的父步驟同樣可以通過單一行返回激活的話，那么它也同樣被執(zhí)行。所以，執(zhí)行可以在樹上串聯(lián)上去，可能包含執(zhí)行計(jì)劃的余下部分。對于這樣的操作，可以使用first_rows作為優(yōu)化目標(biāo)以便于實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)用戶的請求。對每個(gè)由子步驟依次檢索出來的每一行，Oracle就實(shí)現(xiàn)父步驟及所有串聯(lián)在一起的步驟一次。對由子步驟返回的每一行所觸發(fā)的父步驟包括表存取，索引存取，嵌套的循環(huán)連接和過濾器。 有些父步驟在它們被實(shí)現(xiàn)之前需要來自子步驟的所有行。對這樣的父步驟，直到所有行從子步驟返回之前Oracle不能實(shí)現(xiàn)該父步驟。這樣的父步驟包括排序，排序一合并的連接，組功能和總計(jì)。對于這樣的操作，不能使用first_rows作為優(yōu)化目標(biāo)，而可以用all_rows作為優(yōu)化目標(biāo)，使該中類型的操作耗費(fèi)的資源最少。 有時(shí)語句執(zhí)行時(shí)，并不是象上面說的那樣一步一步有先有后的進(jìn)行，而是可能并行運(yùn)行，如在實(shí)際環(huán)境中，3、5、4步可能并行運(yùn)行，以便取得更好的效率。從上面的樹型圖上，是很難看出各個(gè)操作執(zhí)行的先后順序，而通過ORACLE生成的另一種形式的執(zhí)行計(jì)劃，則可以很容易的看出哪個(gè)操作先執(zhí)行，哪個(gè)后執(zhí)行，這樣的執(zhí)行計(jì)劃是我們真正需要的，后面會(huì)給出詳細(xì)說明?，F(xiàn)在先來看一些預(yù)備知識(shí)。5.3訪問路徑(方法) - access path 優(yōu)化器在形成執(zhí)行計(jì)劃時(shí)需要做的一個(gè)重要選擇是如何從數(shù)據(jù)庫查詢出需要的數(shù)據(jù)。對于SQL語句存取的任何表中的任何行，可能存在許多存取路徑(存取方法)，通過它們可以定位和查詢出需要的數(shù)據(jù)。優(yōu)化器選擇其中自認(rèn)為是最優(yōu)化的路徑。 在物理層，oracle讀取數(shù)據(jù)，一次讀取的最小單位為數(shù)據(jù)庫塊(由多個(gè)連續(xù)的操作系統(tǒng)塊組成)，一次讀取的最大值由操作系統(tǒng)一次I/O的最大值與 multiblock參數(shù)共同決定，所以即使只需要一行數(shù)據(jù)，也是將該行所在的數(shù)據(jù)庫塊讀入內(nèi)存。邏輯上，oracle用如下存取方法訪問數(shù)據(jù)：1) 全表掃描（Full Table Scans, FTS） 為實(shí)現(xiàn)全表掃描，Oracle讀取表中所有的行，并檢查每一行是否滿足語句的WHERE限制條件。Oracle順序地讀取分配給表的每個(gè)數(shù)據(jù)塊，直到讀到表的最高水線處(high water mark, HWM，標(biāo)識(shí)表的最后一個(gè)數(shù)據(jù)塊)。一個(gè)多塊讀操作可以使一次I/O能讀取多塊數(shù)據(jù)塊(db_block_multiblock_read_count參數(shù)設(shè)定)，而不是只讀取一個(gè)數(shù)據(jù)塊，這極大的減少了I/O總次數(shù)，提高了系統(tǒng)的吞吐量，所以利用多塊讀的方法可以十分高效地實(shí)現(xiàn)全表掃描，而且只有在全表掃描的情況下才能使用多塊讀操作。在這種訪問模式下，每個(gè)數(shù)據(jù)塊只被讀一次。由于HWM標(biāo)識(shí)最后一塊被讀入的數(shù)據(jù)，而delete操作不影響HWM值，所以一個(gè)表的所有數(shù)據(jù)被delete后，其全表掃描的時(shí)間不會(huì)有改善，一般我們需要使用truncate命令來使HWM值歸為0。幸運(yùn)的是oracle 10G后，可以人工收縮HWM的值。 由FTS模式讀入的數(shù)據(jù)被放到高速緩存的Least Recently Used (LRU)列表的尾部，這樣可以使其快速交換出內(nèi)存，從而不使內(nèi)存重要的數(shù)據(jù)被交換出內(nèi)存。 使用FTS的前提條件：在較大的表上不建議使用全表掃描，除非取出數(shù)據(jù)的比較多，超過總量的5% - 10%，或你想使用并行查詢功能時(shí)。 使用全表掃描的例子： SQL explain plan for select * from dual; Query Plan - SELECT STATEMENT CHOOSE Cost= TABLE ACCESS FULL DUAL2) 通過ROWID的表存?。═able Access by ROWID或rowid lookup） 行的ROWID指出了該行所在的數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)塊以及行在該塊中的位置，所以通過ROWID來存取數(shù)據(jù)可以快速定位到目標(biāo)數(shù)據(jù)上，是Oracle存取單行數(shù)據(jù)的最快方法。 為了通過ROWID存取表，Oracle 首先要獲取被選擇行的ROWID，或者從語句的WHERE子句中得到，或者通過表的一個(gè)或多個(gè)索引的索引掃描得到。Oracle然后以得到的ROWID為依據(jù)定位每個(gè)被選擇的行。 這種存取方法不會(huì)用到多塊讀操作，一次I/O只能讀取一個(gè)數(shù)據(jù)塊。我們會(huì)經(jīng)常在執(zhí)行計(jì)劃中看到該存取方法，如通過索引查詢數(shù)據(jù)。使用ROWID存取的方法：SQL explain plan for select * from dept where rowid = AAAAyGAADAAAAATAAF;Query Plan-SELECT STATEMENT CHOOSE Cost=1TABLE ACCESS BY ROWID DEPT ANALYZED3）索引掃描（Index Scan或index lookup） 我們先通過index查找到數(shù)據(jù)對應(yīng)的rowid值(對于非唯一索引可能返回多個(gè)rowid值)，然后根據(jù)rowid直接從表中得到具體的數(shù)據(jù)，這種查找方式稱為索引掃描或索引查找(index lookup)。一個(gè)rowid唯一的表示一行數(shù)據(jù)，該行對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊是通過一次i/o得到的，在此情況下該次i/o只會(huì)讀取一個(gè)數(shù)據(jù)庫塊。 在索引中，除了存儲(chǔ)每個(gè)索引的值外，索引還存儲(chǔ)具有此值的行對應(yīng)的ROWID值。索引掃描可以由2步組成：(1) 掃描索引得到對應(yīng)的rowid值。 (2) 通過找到的rowid從表中讀出具體的數(shù)據(jù)。每步都是單獨(dú)的一次I/O，但是對于索引，由于經(jīng)常使用，絕大多數(shù)都已經(jīng)CACHE到內(nèi)存中，所以第1步的I /O經(jīng)常是邏輯I/O，即數(shù)據(jù)可以從內(nèi)存中得到。但是對于第2步來說，如果表比較大，則其數(shù)據(jù)不可能全在內(nèi)存中，所以其I/O很有可能是物理I/O，這是一個(gè)機(jī)械操作，相對邏輯I/O來說，是極其費(fèi)時(shí)間的。所以如果多大表進(jìn)行索引掃描，取出的數(shù)據(jù)如果大于總量的5% - 10%，使用索引掃描會(huì)效率下降很多。如下列所示：SQL explain plan for select empno, ename from emp where empno=10;Query Plan-SELECT STATEMENT CHOOSE Cost=1TABLE ACCESS BY ROWID EMP ANALYZED INDEX UNIQUE SCAN EMP_I1 注意TABLE ACCESS BY ROWID EMP部分，這表明這不是通過FTS存取路徑訪問數(shù)據(jù)，而是通過rowid lookup存取路徑訪問數(shù)據(jù)的。在此例中，所需要的rowid是由于在索引查找empno列的值得到的，這種方式是INDEX UNIQUE SCAN查找，后面給予介紹，EMP_I1為使用的進(jìn)行索引查找的索引名字。 但是如果查詢的數(shù)據(jù)能全在索引中找到，就可以避免進(jìn)行第2步操作，避免了不必要的I/O，此時(shí)即使通過索引掃描取出的數(shù)據(jù)比較多，效率還是很高的，因?yàn)檫@只會(huì)在索引中讀取。所以上面我在介紹基于規(guī)則的優(yōu)化器時(shí)，使用了select count(id) from SWD_BILLDETAIL where cn 6，而沒有使用select count(cn) from SWD_BILLDETAIL where cn explain plan for select empno from emp where empno=10; - 只查詢empno列值Query Plan-SELECT STATEMENT CHOOSE Cost=1 INDEX UNIQUE SCAN EMP_I1 進(jìn)一步講，如果sql語句中對索引列進(jìn)行排序，因?yàn)樗饕呀?jīng)預(yù)先排序好了，所以在執(zhí)行計(jì)劃中不需要再對索引列進(jìn)行排序SQL explain plan for select empno, ename from empwhere empno 7876 order by empno;Query Plan-SELECT STATEMENT CHOOSE Cost=1 TABLE ACCESS BY ROWID EMP ANALYZED INDEX RANGE SCAN EMP_I1 ANALYZED 從這個(gè)例子中可以看到：因?yàn)樗饕且呀?jīng)排序了的，所以將按照索引的順序查詢出符合條件的行，因此避免了進(jìn)一步排序操作。根據(jù)索引的類型與where限制條件的不同，有4種類型的索引掃描： 索引唯一掃描(index unique scan) 索引范圍掃描(index range scan) 索引全掃描(index full scan) 索引快速掃描(index fast full scan) (1) 索引唯一掃描(index unique scan) 通過唯一索引查找一個(gè)數(shù)值經(jīng)常返回單個(gè)ROWID。如果該唯一索引有多個(gè)列組成(即組合索引)，則至少要有組合索引的引導(dǎo)列參與到該查詢中，如創(chuàng)建一個(gè)索引：create index idx_test on emp(ename, deptno, loc)。則select ename from emp where ename = JACK and deptno = DEV語句可以使用該索引。如果該語句只返回一行，則存取方法稱為索引唯一掃描。而select ename from emp where deptno = DEV語句則不會(huì)使用該索引，因?yàn)閣here子句種沒有引導(dǎo)列。如果存在UNIQUE 或PRIMARY KEY 約束（它保證了語句只存取單行）的話，Oracle經(jīng)常實(shí)現(xiàn)唯一性掃描。 使用唯一性約束的例子： SQL explain plan for select empno,ename from emp where empno=10; Query Plan - SELECT STATEMENT CHOOSE Cost=1 TABLE ACCESS BY ROWID EMP ANALYZED INDEX UNIQUE SCAN EMP_I1 (2) 索引范圍掃描(index range scan) 使用一個(gè)索引存取多行數(shù)據(jù)，同上面一樣，如果索引是組合索引，如(1)所示，而且select ename from emp where ename = JACK and deptno = DEV語句返回多行數(shù)據(jù)，雖然該語句還是使用該組合索引進(jìn)行查詢，可此時(shí)的存取方法稱為索引范圍掃描。在唯一索引上使用索引范圍掃描的典型情況下是在謂詞(where限制條件)中使用了范圍操作符(如、=、 explain plan for select empno,ename from empwhere empno 7876 order by empno;Query Plan-SELECT STATEMENT CHOOSE Cost=1TABLE ACCESS BY ROWID EMP ANALYZED INDEX RANGE SCAN EMP_I1 ANALYZED 在非唯一索引上，謂詞col = 5可能返回多行數(shù)據(jù)，所以在非唯一索引上都使用索引范圍掃描。 使用index rang scan的3種情況： (a) 在唯一索引列上使用了range操作符( = explain plan for select empno, ename from big_emp order by empno,ename;Query Plan-SELECT STATEMENT CHOOSE Cost=26 INDEX FULL SCAN BE_IX ANALYZED (4) 索引快速掃描(index fast full scan) 掃描索引中的所有的數(shù)據(jù)塊，與 index full scan很類似，但是一個(gè)顯著的區(qū)別就是它不對查詢出的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，即數(shù)據(jù)不是以排序順序被返回。在這種存取方法中，可以使用多塊讀功能，也可以使用并行讀入，以便獲得最大吞吐量與縮短執(zhí)行時(shí)間。索引快速掃描的例子：BE_IX索引是一個(gè)多列索引：big_emp (empno,ename)SQL explain plan for select empno,ename from big_emp;Query Plan-SELECT STATEMENT CHOOSE Cost=1 INDEX FAST FULL SCAN BE_IX ANALYZED只選擇多列索引的第2列：SQL explain plan for select ename from big_emp;Query Plan-SELECT STATEMENT CHOOSE Cost=1 INDEX FAST FULL SCAN BE_IX ANALYZED5.4表之間的連接 Join是一種試圖將兩個(gè)表結(jié)合在一起的謂詞，一次只能連接2個(gè)表，表連接也可以被稱為表關(guān)聯(lián)。在后面的敘述中，我們將會(huì)使用”row source”來代替”表”，因?yàn)槭褂胷ow source更嚴(yán)謹(jǐn)一些，并且將參與連接的2個(gè)row source分別稱為row source1和row source 2。Join過程的各個(gè)步驟經(jīng)常是串行操作，即使相關(guān)的row source可以被并行訪問，即可以并行的讀取做join連接的兩個(gè)row source的數(shù)據(jù)，但是在將表中符合限制條件的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)存形成row source后，join的其它步驟一般是串行的。有多種方法可以將2個(gè)表連接起來，當(dāng)然每種方法都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，每種連接類型只有在特定的條件下才會(huì)發(fā)揮出其最大優(yōu)勢。 row source(表)之間的連接順序?qū)τ诓樵兊男视蟹浅４蟮挠绊?。通過首先存取特定的表，即將該表作為驅(qū)動(dòng)表，這樣可以先應(yīng)用某些限制條件，從而得到一個(gè)較小的row source，使連接的效率較高，這也就是我們常說的要先執(zhí)行限制條件的原因。一般是在將表讀入內(nèi)存時(shí)，應(yīng)用where子句中對該表的限制條件。 根據(jù)2個(gè)row source的連接條件的中操作符的不同，可以將連接分為等值連接(如WHERE A.COL3 = B.COL4)、非等值連接(WHERE A.COL3 B.COL4)、外連接(WHERE A.COL3 = B.COL4(+)。上面的各個(gè)連接的連接原理都基本一樣，所以為了簡單期間，下面以等值連接為例進(jìn)行介紹。在后面的介紹中，都已： SELECT A.COL1, B.COL2 FROM A, B WHERE A.COL3 = B.COL4; 為例進(jìn)行說明，假設(shè)A表為Row Soruce1，則其對應(yīng)的連接操作關(guān)聯(lián)列為COL 3；B表為Row Soruce2，則其對應(yīng)的連接操作關(guān)聯(lián)列為COL 4；連接類型：目前為止，無論連接操作符如何，典型的連接類型共有3種：排序 - - 合并連接(Sort Merge Join (SMJ) )嵌套循環(huán)(Nested Loops (NL) )哈希連接(Hash Join)排序 - - 合并連接(Sort Merge Join, SMJ)內(nèi)部連接過程：1) 首先生成row source1需要的數(shù)據(jù)，然后對這些數(shù)據(jù)按照連接操作關(guān)聯(lián)列(如A.col3)進(jìn)行排序。2) 隨后生成row source2需要的數(shù)據(jù)，然后對這些數(shù)據(jù)按照與sort source1對應(yīng)的連接操作關(guān)聯(lián)列(如B.col4)進(jìn)行排序。3) 最后兩邊已排序的行被放在一起執(zhí)行合并操作，即將2個(gè)row source按照連接條件連接起來下面是連接步驟的圖形表示： MERGE / SORT SORT | | Row Source 1 Row Source 2 如果row source已經(jīng)在連接關(guān)聯(lián)列上被排序，則該連接操作就不需要再進(jìn)行sort操作，這樣可以大大提高這種連接操作的連接速度，因?yàn)榕判蚴莻€(gè)極其費(fèi)資源的操作，特別是對于較大的表。 預(yù)先排序的row source包括已經(jīng)被索引的列(如a.col3或b.col4上有索引)或row source已經(jīng)在前面的步驟中被排序了。盡管合并兩個(gè)row source的過程是串行的，但是可以并行訪問這兩個(gè)row source(如并行讀入數(shù)據(jù)，并行排序).SMJ連接的例子：SQL explain plan forselect /*+ ordered */ e.deptno, d.deptnofrom emp e, dept dwhere e.deptno = d.deptnoorder by e.deptno, d.deptno;Query Plan-SELECT STATEMENT CHOOSE Cost=17 MERGE JOINSORT JOIN TABLE ACCESS FULL EMP ANALYZEDSORT JOIN TABLE ACCESS FULL DEPT ANALYZED 排序是一個(gè)費(fèi)時(shí)、費(fèi)資源的操作，特別對于大表。基于這個(gè)原因，SMJ經(jīng)常不是一個(gè)特別有效的連接方法，但是如果2個(gè)row source都已經(jīng)預(yù)先排序，則這種連接方法的效率也是蠻高的。嵌套循環(huán)(Nested Loops, NL) 這個(gè)連接方法有驅(qū)動(dòng)表(外部表)的概念。其實(shí)，該連接過程就是一個(gè)2層嵌套循環(huán)，所以外層循環(huán)的次數(shù)越少越好，這也就是我們?yōu)槭裁磳⑿”砘蚍祷剌^小row source的表作為驅(qū)動(dòng)表(用于外層循環(huán))的理論依據(jù)。但是這個(gè)理論只是一般指導(dǎo)原則，因?yàn)樽裱@個(gè)理論并不能總保證使語句產(chǎn)生的I/O次數(shù)最少。有時(shí)不遵守這個(gè)理論依據(jù)，反而會(huì)獲得更好的效率。如果使用這種方法，決定使用哪個(gè)表作為驅(qū)動(dòng)表很重要。有時(shí)如果驅(qū)動(dòng)表選擇不正確，將會(huì)導(dǎo)致語句的性能很差、很差。內(nèi)部連接過程：Row source1的Row 1 - - Probe - Row source 2Row source1的Row 2 - - Probe - Row source 2 Row source1的Row 3 - - Probe - Row source 2.Row source1的Row n - - Probe - Row source 2 從內(nèi)部連接過程來看，需要用row source1中的每一行，去匹配row source2中的所有行，所以此時(shí)保持row source1盡可能的小與高效的訪問row source2(一般通過索引實(shí)現(xiàn))是影響這個(gè)連接效率的關(guān)鍵問題。這只是理論指導(dǎo)原則，目的是使整個(gè)連接操作產(chǎn)生最少的物理I/O次數(shù)，而且如果遵守這個(gè)原則，一般也會(huì)使總的物理I/O數(shù)最少。但是如果不遵從這個(gè)指導(dǎo)原則，反而能用更少的物理I/O實(shí)現(xiàn)連接操作，那盡管違反指導(dǎo)原則吧！因?yàn)樽钌俚奈锢鞩 /O次數(shù)才是我們應(yīng)該遵從的真正的指導(dǎo)原則，在后面的具體案例分析中就給出這樣的例子。 在上面的連接過程中，我們稱Row source1為驅(qū)動(dòng)表或外部表。Row Source2被稱為被探查表或內(nèi)部表。 在NESTED LOOPS連接中，Oracle讀取row source1中的每一行，然后在row sourc2中檢查是否有匹配的行，所有被匹配的行都被放到結(jié)果集中，然后處理row source1中的下一行。這個(gè)過程一直繼續(xù)，直到row source1中的所有行都被處理。這是從連接操作中可以得到第一個(gè)匹配行的最快的方法之一，這種類型的連接可以用在需要快速響應(yīng)的語句中，以響應(yīng)速度為主要目標(biāo)。 如果driving row source(外部表)比較小，并且在inner row source(內(nèi)部表)上有唯一索引，或有高選擇性非唯一索引時(shí)，使用這種方法可以得到較好的效率。NESTED LOOPS有其它連接方法沒有的的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是：可以先返回已經(jīng)連接的行，而不必等待所有的連接操作處理完才返回?cái)?shù)據(jù)，這可以實(shí)現(xiàn)快速的響應(yīng)時(shí)間。 如果不使用并行操作，最好的驅(qū)動(dòng)表是那些應(yīng)用了where 限制條件后，可以返回較少行數(shù)據(jù)的的表，所以大表也可能稱為驅(qū)動(dòng)表，關(guān)鍵看限制條件。對于并行查詢，我們經(jīng)常選擇大表作為驅(qū)動(dòng)表，因?yàn)榇蟊砜梢猿浞掷貌⑿泄δ?。?dāng)然，有時(shí)對查詢使用并行操作并不一定會(huì)比查詢不使用并行操作效率高，因?yàn)樽詈罂赡苊總€(gè)表只有很少的行符合限制條件，而且還要看你的硬件配置是否可以支持并行(如是否有多個(gè)CPU，多個(gè)硬盤控制器)，所以要具體問題具體對待。 NL連接的例子：SQL explain plan forselect a.dname,b.sqlfrom dept a,emp bwhere a.deptno = b.deptno;Query Plan-SELECT STATEMENT CHOOSE Cost=5 NESTED LOOPSTABLE ACCESS FULL DEPT ANALYZEDTABLE ACCESS FULL EMP ANALYZED哈希連接(Hash Join, HJ) 這種連接是在oracle 7.3以后引入的，從理論上來說比NL與SMJ更高效，而且只用在CBO優(yōu)化器中。 較小的row source被用來構(gòu)建hash table與bitmap，第2個(gè)row source被用來被hansed，并與第一個(gè)row source生成的hash table進(jìn)行匹配，以便進(jìn)行進(jìn)一步的連接。Bitmap被用來作為一種比較快的查找方法，來檢查在hash table中是否有匹配的行。特別的，當(dāng)hash table比較大而不能全部容納在內(nèi)存中時(shí)，這種查找方法更為有用。這種連接方法也有NL連接中所謂的驅(qū)動(dòng)表的概念，被構(gòu)建為hash table與bitmap的表為驅(qū)動(dòng)表，當(dāng)被構(gòu)建的hash table與bitmap能被容納在內(nèi)存中時(shí)，這種連接方式的效率極高。HASH連接的例子：SQL explain plan forselect /*+ use_hash(emp) */ empno from emp, deptwhere emp.deptno = dept.deptno;Query Plan-SELECT STATEMENT CHOOSE Cost=3 HASH JOINTABLE ACCESS FULL DEPTTABLE ACCESS FULL EMP 要使哈希連接有效，需要設(shè)置HASH_JOIN_ENABLED=TRUE，缺省情況下該參數(shù)為TRUE，另外，不要忘了還要設(shè)置 hash_area_size參數(shù)，以使哈希連接高效運(yùn)行，因?yàn)楣＿B接會(huì)在該參數(shù)指定大小的內(nèi)存中運(yùn)行，過小的參數(shù)會(huì)使哈希連接的性能比其他連接方式還要低?？偨Y(jié)一下，在哪種情況下用哪種連接方法比較好：排序 - - 合并連接(Sort Mer