ORACLE SQL性能优化(三)

用EXPLAIN PLAN 分析SQL语句
[align=left] [/align]
[align=left]EXPLAIN PLAN 是一个很好的分析SQL语句的工具,它甚至可以在不执行SQL的情况下分析语句. 通过分析,我们就可以知道ORACLE是怎么样连接表,使用什么方式扫描表(索引扫描或全表扫描)以及使用到的索引名称.[/align]
[align=left]你需要按照从里到外,从上到下的次序解读分析的结果. EXPLAIN PLAN分析的结果是用缩进的格式排列的, 最内部的操作将被最先解读, 如果两个操作处于同一层中,带有最小操作号的将被首先执行.[/align]
[align=left]NESTED LOOP是少数不按照上述规则处理的操作, 正确的执行路径是检查对NESTED LOOP提供数据的操作,其中操作号最小的将被最先处理.[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]译者按: [/align]
[align=left][/align]
[align=left]通过实践, 感到还是用SQLPLUS中的SET TRACE 功能比较方便.[/align]
[align=left]举例:[/align]
[align=left][/align]
[align=left]SQL> list[/align]
[align=left] 1 SELECT *[/align]
[align=left] 2 FROM dept, emp[/align]
[align=left]3* WHERE emp.deptno = dept.deptno[/align]
[align=left]SQL> set autotrace traceonly /*traceonly 可以不显示执行结果*/[/align]
[align=left]SQL> /[/align]
[align=left]14 rows selected.[/align]
[align=left]Execution Plan[/align]
[align=left]----------------------------------------------------------[/align]
[align=left] 0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE[/align]
[align=left] 1 0 NESTED LOOPS[/align]
[align=left] 2 1 TABLE ACCESS (FULL) OF 'EMP' [/align]
[align=left] 3 1 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'DEPT'[/align]
[align=left] 4 3 INDEX (UNIQUE SCAN) OF 'PK_DEPT' (UNIQUE)[/align]
[align=left][/align]
[align=left]Statistics[/align]
[align=left]----------------------------------------------------------[/align]
[align=left] 0 recursive calls[/align]
[align=left] 2 db block gets[/align]
[align=left] 30 consistent gets[/align]
[align=left] 0 physical reads[/align]
[align=left] 0 redo size[/align]
[align=left] 2598 bytes sent via SQL*Net to client[/align]
[align=left] 503 bytes received via SQL*Net from client[/align]
[align=left] 2 SQL*Net roundtrips to/from client[/align]
[align=left] 0 sorts (memory)[/align]
[align=left] 0 sorts (disk)[/align]
[align=left] 14 rows processed[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]通过以上分析,可以得出实际的执行步骤是:[/align]
[align=left]1. TABLE ACCESS (FULL) OF 'EMP' [/align]
[align=left]2. INDEX (UNIQUE SCAN) OF 'PK_DEPT' (UNIQUE)[/align]
[align=left]3. TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'DEPT'[/align]
[align=left]4. NESTED LOOPS (JOINING 1 AND 3)[/align]
[align=left][/align]
[align=left][/align]
[align=left]注: 目前许多第三方的工具如TOAD和ORACLE本身提供的工具如OMS的SQL Analyze都提供了极其方便的EXPLAIN PLAN工具.也许喜欢图形化界面的朋友们可以选用它们.[/align]
25. 用索引提高效率
[align=left] [/align]
[align=left]索引是表的一个概念部分,用来提高检索数据的效率. 实际上,ORACLE使用了一个复杂的自平衡B-tree结构. 通常,通过索引查询数据比全表扫描要快. 当ORACLE找出执行查询和Update语句的最佳路径时, ORACLE优化器将使用索引. 同样在联结多个表时使用索引也可以提高效率. 另一个使用索引的好处是,它提供了主键(primary key)的唯一性验证.[/align]
[align=left]除了那些LONG或LONG RAW数据类型, 你可以索引几乎所有的列. 通常, 在大型表中使用索引特别有效. 当然,你也会发现, 在扫描小表时,使用索引同样能提高效率.[/align]
[align=left]虽然使用索引能得到查询效率的提高,但是我们也必须注意到它的代价. 索引需要空间来[/align]
[align=left]存储,也需要定期维护, 每当有记录在表中增减或索引列被修改时, 索引本身也会被修改. 这意味着每条记录的INSERT , DELETE , UPDATE将为此多付出4 , 5 次的磁盘I/O . 因为索引需要额外的存储空间和处理,那些不必要的索引反而会使查询反应时间变慢.[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]译者按: [/align]
[align=left]定期的重构索引是有必要的. [/align]
[align=left]ALTER INDEX <INDEXNAME> REBUILD <TABLESPACENAME>[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]26. 索引的操作[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]ORACLE对索引有两种访问模式.[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]索引唯一扫描 ( INDEX UNIQUE SCAN)[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]大多数情况下, 优化器通过WHERE子句访问INDEX.[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]例如:[/align]
[align=left]表LODGING有两个索引 : 建立在LODGING列上的唯一性索引LODGING_PK和建立在MANAGER列上的非唯一性索引LODGING$MANAGER. [/align]
[align=left] [/align]
[align=left] [/align]
[align=left] [/align]
[align=left]SELECT * [/align]
[align=left]FROM LODGING[/align]
[align=left]WHERE LODGING = ‘ROSE HILL’;[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] 在内部 , 上述SQL将被分成两步执行, 首先 , LODGING_PK 索引将通过索引唯一扫描的方式被访问 , 获得相对应的ROWID, 通过ROWID访问表的方式 执行下一步检索.[/align]
[align=left] 如果被检索返回的列包括在INDEX列中,ORACLE将不执行第二步的处理(通过ROWID访问表). 因为检索数据保存在索引中, 单单访问索引就可以完全满足查询结果. [/align]
[align=left] 下面SQL只需要INDEX UNIQUE SCAN 操作.[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] SELECT LODGING[/align]
[align=left] FROM LODGING[/align]
[align=left]WHERE LODGING = ‘ROSE HILL’;[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] 索引范围查询(INDEX RANGE SCAN)[/align]
[align=left] 适用于两种情况:[/align]
[align=left]1. 基于一个范围的检索[/align]
[align=left]2. 基于非唯一性索引的检索[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] 例1:[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] SELECT LODGING[/align]
[align=left] FROM LODGING[/align]
[align=left]WHERE LODGING LIKE ‘M%’;[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]WHERE子句条件包括一系列值, ORACLE将通过索引范围查询的方式查询LODGING_PK . 由于索引范围查询将返回一组值, 它的效率就要比索引唯一扫描[/align]
[align=left]低一些. [/align]
[align=left] [/align]
[align=left]例2:[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] SELECT LODGING[/align]
[align=left] FROM LODGING[/align]
[align=left]WHERE MANAGER = ‘BILL GATES’;[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] 这个SQL的执行分两步, LODGING$MANAGER的索引范围查询(得到所有符合条件记录的ROWID) 和下一步同过ROWID访问表得到LODGING列的值. 由于LODGING$MANAGER是一个非唯一性的索引,数据库不能对它执行索引唯一扫描. [/align]
[align=left] [/align]
[align=left] 由于SQL返回LODGING列,而它并不存在于LODGING$MANAGER索引中, 所以在索引范围查询后会执行一个通过ROWID访问表的操作. [/align]
[align=left] [/align]
[align=left] WHERE子句中, 如果索引列所对应的值的第一个字符由通配符(WILDCARD)开始, 索引将不被采用.[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] SELECT LODGING[/align]
[align=left] FROM LODGING[/align]
[align=left]WHERE MANAGER LIKE ‘％HANMAN’;[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] 在这种情况下，ORACLE将使用全表扫描.[/align]
[align=left][/align]
27. 基础表的选择
[align=left] [/align]
[align=left]基础表(Driving Table)是指被最先访问的表(通常以全表扫描的方式被访问). 根据优化器的不同, SQL语句中基础表的选择是不一样的.[/align]
[align=left]如果你使用的是CBO (COST BASED OPTIMIZER),优化器会检查SQL语句中的每个表的物理大小,索引的状态,然后选用花费最低的执行路径.[/align]
[align=left]如果你用RBO (RULE BASED OPTIMIZER) , 并且所有的连接条件都有索引对应, 在这种情况下, 基础表就是FROM 子句中列在最后的那个表.[/align]
[align=left]举例:[/align]
[align=left] SELECT A.NAME , B.MANAGER[/align]
[align=left] FROM　WORKER A, [/align]
[align=left] LODGING B[/align]
[align=left] WHERE　A.LODGING = B.LODING;[/align]
[align=left]由于LODGING表的LODING列上有一个索引, 而且WORKER表中没有相比较的索引, WORKER表将被作为查询中的基础表.[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]28. 多个平等的索引[/align]
[align=left]当SQL语句的执行路径可以使用分布在多个表上的多个索引时, ORACLE会同时使用多个索引并在运行时对它们的记录进行合并, 检索出仅对全部索引有效的记录.[/align]
[align=left]在ORACLE选择执行路径时,唯一性索引的等级高于非唯一性索引. 然而这个规则只有[/align]
[align=left]当WHERE子句中索引列和常量比较才有效.如果索引列和其他表的索引类相比较. 这种子句在优化器中的等级是非常低的.[/align]
[align=left]如果不同表中两个想同等级的索引将被引用, FROM子句中表的顺序将决定哪个会被率先使用. FROM子句中最后的表的索引将有最高的优先级.[/align]
[align=left]如果相同表中两个想同等级的索引将被引用, WHERE子句中最先被引用的索引将有最高的优先级.[/align]
[align=left]举例:[/align]
[align=left] DEPTNO上有一个非唯一性索引,EMP_CAT也有一个非唯一性索引.[/align]
[align=left] SELECT ENAME,[/align]
[align=left] FROM EMP[/align]
[align=left] WHERE DEPT_NO = 20[/align]
[align=left] AND EMP_CAT = ‘A’;[/align]
[align=left]这里,DEPTNO索引将被最先检索,然后同EMP_CAT索引检索出的记录进行合并. 执行路径如下:[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]TABLE ACCESS BY ROWID ON EMP[/align]
[align=left] AND-EQUAL[/align]
[align=left] INDEX RANGE SCAN ON DEPT_IDX[/align]
[align=left] INDEX RANGE SCAN ON CAT_IDX[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]29. 等式比较和范围比较[/align]
[align=left] 当WHERE子句中有索引列, ORACLE不能合并它们,ORACLE将用范围比较.[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] 举例:[/align]
[align=left] DEPTNO上有一个非唯一性索引,EMP_CAT也有一个非唯一性索引.[/align]
[align=left] SELECT ENAME[/align]
[align=left] FROM EMP[/align]
[align=left] WHERE DEPTNO > 20[/align]
[align=left] AND EMP_CAT = ‘A’;[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] 这里只有EMP_CAT索引被用到,然后所有的记录将逐条与DEPTNO条件进行比较. 执行路径如下:[/align]
[align=left] TABLE ACCESS BY ROWID ON EMP [/align]
[align=left] INDEX RANGE SCAN ON CAT_IDX[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]30. 不明确的索引等级[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]当ORACLE无法判断索引的等级高低差别,优化器将只使用一个索引,它就是在WHERE子句中被列在最前面的.[/align]
[align=left] 举例:[/align]
[align=left] DEPTNO上有一个非唯一性索引,EMP_CAT也有一个非唯一性索引.[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] SELECT ENAME[/align]
[align=left] FROM EMP[/align]
[align=left] WHERE DEPTNO > 20[/align]
[align=left] AND EMP_CAT > ‘A’;[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] 这里, ORACLE只用到了DEPT_NO索引. 执行路径如下:[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] TABLE ACCESS BY ROWID ON EMP[/align]
[align=left] INDEX RANGE SCAN ON DEPT_IDX[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]译者按:[/align]
[align=left]我们来试一下以下这种情况:[/align]
[align=left]SQL> select index_name, uniqueness from user_indexes where table_name = 'EMP';[/align]
[align=left][/align]
[align=left]INDEX_NAME UNIQUENES[/align]
[align=left]------------------------------ ---------[/align]
[align=left]EMPNO UNIQUE[/align]
[align=left]EMPTYPE NONUNIQUE[/align]
[align=left][/align]
[align=left]SQL> select * from emp where empno >= 2 and emp_type = 'A' ;[/align]
[align=left][/align]
[align=left]no rows selected[/align]
[align=left][/align]
[align=left][/align]
[align=left]Execution Plan[/align]
[align=left]----------------------------------------------------------[/align]
[align=left] 0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE[/align]
[align=left] 1 0 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'EMP'[/align]
[align=left] 2 1 INDEX (RANGE SCAN) OF 'EMPTYPE' (NON-UNIQUE)[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]虽然EMPNO是唯一性索引,但是由于它所做的是范围比较, 等级要比非唯一性索引的等式比较低[/align]

31. 强制索引失效
[align=left] [/align]
[align=left][/align]
[align=left]如果两个或以上索引具有相同的等级,你可以强制命令ORACLE优化器使用其中的一个(通过它,检索出的记录数量少) .[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]举例:[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]SELECT ENAME[/align]
[align=left]FROM EMP[/align]
[align=left]WHERE EMPNO = 7935 [/align]
[align=left]AND DEPTNO + 0 = 10 /*DEPTNO上的索引将失效*/[/align]
[align=left]AND EMP_TYPE || ‘’ = ‘A’ /*EMP_TYPE上的索引将失效*/[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]这是一种相当直接的提高查询效率的办法. 但是你必须谨慎考虑这种策略,一般来说,只有在你希望单独优化几个SQL时才能采用它.[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]这里有一个例子关于何时采用这种策略, [/align]
[align=left] [/align]
[align=left]假设在EMP表的EMP_TYPE列上有一个非唯一性的索引而EMP_CLASS上没有索引. [/align]
[align=left] [/align]
[align=left]SELECT ENAME[/align]
[align=left]FROM EMP[/align]
[align=left]WHERE EMP_TYPE = ‘A’ [/align]
[align=left]AND EMP_CLASS = ‘X’;[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]优化器会注意到EMP_TYPE上的索引并使用它. 这是目前唯一的选择. 如果,一段时间以后, 另一个非唯一性建立在EMP_CLASS上,优化器必须对两个索引进行选择,在通常情况下,优化器将使用两个索引并在他们的结果集合上执行排序及合并. 然而,如果其中一个索引（EMP_TYPE）接近于唯一性而另一个索引（EMP_CLASS）上有几千个重复的值. 排序及合并就会成为一种不必要的负担. 在这种情况下,你希望使优化器屏蔽掉EMP_CLASS索引.[/align]
[align=left]用下面的方案就可以解决问题.[/align]
[align=left]SELECT ENAME[/align]
[align=left]FROM EMP[/align]
[align=left]WHERE EMP_TYPE = ‘A’ [/align]
[align=left]AND EMP_CLASS||’’ = ‘X’;[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]32. 避免在索引列上使用计算．[/align]
[align=left]WHERE子句中，如果索引列是函数的一部分．优化器将不使用索引而使用全表扫描．[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]举例:[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]低效：[/align]
[align=left]SELECT …[/align]
[align=left]FROM DEPT[/align]
[align=left]WHERE SAL * 12 > 25000;[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]高效:[/align]
[align=left]SELECT …[/align]
[align=left]FROM DEPT[/align]
[align=left]WHERE SAL > 25000/12;[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]译者按:[/align]
[align=left]这是一个非常实用的规则，请务必牢记[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]33. 自动选择索引[/align]
[align=left]如果表中有两个以上（包括两个）索引，其中有一个唯一性索引，而其他是非唯一性．[/align]
[align=left]在这种情况下，ORACLE将使用唯一性索引而完全忽略非唯一性索引．[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]举例:[/align]
[align=left]SELECT ENAME[/align]
[align=left]FROM EMP[/align]
[align=left]WHERE EMPNO = 2326 [/align]
[align=left]AND DEPTNO = 20 ;[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]这里，只有EMPNO上的索引是唯一性的，所以EMPNO索引将用来检索记录．[/align]
[align=left]TABLE ACCESS BY ROWID ON EMP[/align]
[align=left] INDEX UNIQUE SCAN ON EMP_NO_IDX[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]34. 避免在索引列上使用NOT[/align]
[align=left]通常，　我们要避免在索引列上使用NOT, NOT会产生在和在索引列上使用函数相同的[/align]
[align=left]影响. 当ORACLE”遇到”NOT,他就会停止使用索引转而执行全表扫描.[/align]
[align=left] 举例:[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] 低效: (这里,不使用索引)[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] SELECT …[/align]
[align=left] FROM DEPT[/align]
[align=left] WHERE DEPT_CODE NOT = 0;[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] 高效: (这里,使用了索引)[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] SELECT …[/align]
[align=left] FROM DEPT[/align]
[align=left] WHERE DEPT_CODE > 0;[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] 需要注意的是,在某些时候, ORACLE优化器会自动将NOT转化成相对应的关系操作符.[/align]
[align=left] NOT > to <=[/align]
[align=left] NOT >= to <[/align]
[align=left] NOT < to >=[/align]
[align=left] NOT <= to >[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] [/align]
[align=left]译者按:[/align]
[align=left]在这个例子中,作者犯了一些错误. 例子中的低效率SQL是不能被执行的.[/align]
[align=left]我做了一些测试:[/align]
[align=left][/align]
[align=left]SQL> select * from emp where NOT empno > 1;[/align]
[align=left]no rows selected[/align]
[align=left]Execution Plan[/align]
[align=left]----------------------------------------------------------[/align]
[align=left] 0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE[/align]
[align=left] 1 0 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'EMP'[/align]
[align=left] 2 1 INDEX (RANGE SCAN) OF 'EMPNO' (UNIQUE) [/align]
[align=left][/align]
[align=left]SQL> select * from emp where empno <= 1;[/align]
[align=left]no rows selected[/align]
[align=left]Execution Plan[/align]
[align=left]----------------------------------------------------------[/align]
[align=left] 0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE[/align]
[align=left] 1 0 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'EMP'[/align]
[align=left] 2 1 INDEX (RANGE SCAN) OF 'EMPNO' (UNIQUE)[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]两者的效率完全一样，也许这符合作者关于” 在某些时候, ORACLE优化器会自动将NOT转化成相对应的关系操作符” 的观点．[/align]
[align=left] [/align]
[align=left]35. 用>=替代>[/align]
[align=left][/align]
[align=left]如果DEPTNO上有一个索引, [/align]
[align=left] [/align]
[align=left]高效:[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] SELECT *[/align]
[align=left] FROM EMP[/align]
[align=left] WHERE DEPTNO >=4[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] 低效:[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] SELECT *[/align]
[align=left] FROM EMP[/align]
[align=left] WHERE DEPTNO >3[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] 两者的区别在于, 前者DBMS将直接跳到第一个DEPT等于4的记录而后者将首先定位到DEPTNO=3的记录并且向前扫描到第一个DEPT大于3的记录.[/align]