执行计划-数据访问方式（全表扫描与4种索引的方式）

执行计划

Oracle执行计划的相关概念：

Rowid：系统给oracle数据的每行附加的一个伪列，包含数据表名称，数据库id，存储数据库id以及一个流水号等信息，rowid在行的生命周期内唯一。

Recursive sql：为了执行用户语句，系统附加执行的额外操作语句，譬如对数据字典的维护等。

Row source（行源）：oracle执行步骤过程中，由上一个操作返回的符合条件的行的集合。

Predicate（谓词）：where后的限制条件。

Driving table（驱动表）：又称为连接的外层表，主要用于嵌套与hash连接中。一般来说是将应用限制条件后，返回较少行源的表作为驱动表。在后面的描述中，将driving table称为连接操作的row source 1。

Probed table（被探查表）：连接的内层表，在我们从driving table得到具体的一行数据后，在probed table中寻找符合条件的行，所以该表应该为较大的row source，并且对应连接条件的列上应该有索引。在后面的描述中，一般将该表称为连接操作的row source 2.

Concatenated index（组合索引）：一个索引如果由多列构成，那么就称为组合索引，组合索引的第一列为引导列，只有谓词中包含引导列时，索引才可用。

可选择性：表中某列的不同数值数量/表的总行数如果接近于1，则列的可选择性为高。

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Oracle访问数据的存取方法：

1. Full table scans, FTS(全表扫描)：

通过设置db_block_multiblock_read_count可以设置一次IO能读取的数据块个数，从而有效减少全表扫描时的IO总次数，也就是通过预读机制将将要访问的数据块预先读入内存中。只有在全表扫描情况下才能使用多块读操作。

2. Table access by rowed（通过rowid存取表，rowid lookup）：

由于rowid中记录了行存储的位置，所以这是oracle存取单行数据的最快方法。

3. Index scan（索引扫描index lookup）：

在索引中，除了存储每个索引的值外，索引还存储具有此值的行对应的rowid值，索引扫描分两步1，扫描索引得到rowid；2，通过 rowid读取具体数据。每步都是单独的一次IO，所以如果数据经限制条件过滤后的总量大于原表总行数的5%－10％,则使用索引扫描效率下降很多。而如果结果数据能够全部在索引中找到，则可以避免第二步操作，从而加快检索速度。

根据索引类型与where限制条件的不同，有4种类型的索引扫描：

3.1 Index unique scan（索引唯一扫描）：

存在unique或者primary key的情况下，返回单个rowid数据内容。

3.2 Index range scan（索引范围扫描）：

1，在唯一索引上使用了range操作符（>,<,<>,>=,<=,between）；2，在组合索引上，只使用部分列进行查询；3，对非唯一索引上的列进行的查询。

3.3 Index full scan（索引全扫描）：

需要查询的数据从索引中可以全部得到。

3.4 Index fast full scan（索引快速扫描）：

与index full scan类似，但是这种方式下不对结果进行排序。

实验：

SQL> create table school(sid number(4),sname varchar2(400 char), check_status number(1) default 0 check( check_status in(0,1)),accountant varchar2(20 char)unique,pwd varchar2(20 char),email varchar2(30 char),photo_path varchar2(800 char),
constraint pk_t_school primary key(sid));
Table created.

SQL> create sequence shool_sid_autoinc
minvalue 1
maxvalue 9999999999999999999999999999
start with 1
increment by 1
nocache;

SQL> create or replace trigger insert_shool_sid_autoinc
before insert on school
for each row
begin
select shool_sid_autoinc.nextval into :new.sid from dual;
end;
/

SQL> create table team(sid number(4),tid number(2),tname varchar2(400 char),number_of_teams number(2),mentor varchar2(400 char),constraint pk_t_team primary key(tid),constraint fk_t_school01 foreign key(sid) references school(sid));
Table created.

SQL> create sequence team_tid_autoinc
minvalue 1
maxvalue 9999999999999999999999999999
start with 1
increment by 1
nocache;

SQL> create or replace trigger insert_team_tid_autoinc
before insert on team
for each row
begin
select team_tid_autoinc.nextval into :new.tid from dual;
end;
/

-- 重复插入十三条记录（sid不一样）
SQL> insert into school values(3,'aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa',0,001,001,'964955634@qq.com',66666);
SQL> insert into school values(4,'aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa',0,001,001,'964955634@qq.com',66666);
.......
SQL> insert into school values(15,'aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa',0,001,001,'964955634@qq.com',66666);
SQL> set autotrace on;

1. Full table scans, FTS(全表扫描)

SQL> select * from school;
Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 149184061

----------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
----------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 1306 | 3 (0)| 00:00:01 |
| 1 | TABLE ACCESS FULL| SCHOOL | 1 | 1306 | 3 (0)| 00:00:01 |
----------------------------------------------------------------------------

2. Table access by rowed（通过rowid存取表，rowid lookup）

SQL> select rowid from school;

ROWID
------------------
AAATdsAAEAAAADHAAA
AAATdsAAEAAAADHAAB
AAATdsAAEAAAADHAAC
AAATdsAAEAAAADHAAD
AAATdsAAEAAAADHAAE
AAATdsAAEAAAADHAAF
AAATdsAAEAAAADHAAG
AAATdsAAEAAAADHAAH
AAATdsAAEAAAADHAAI
AAATdsAAEAAAADHAAJ
AAATdsAAEAAAADHAAK
AAATdsAAEAAAADHAAL
AAATdsAAEAAAADHAAM

13 rows selected.

SQL> select * from school where rowid='AAATdsAAEAAAADHAAA';
Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2354595538

-------------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
-------------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 1318 | 1 (0)| 00:00:01 |
| 1 | TABLE ACCESS BY USER ROWID| SCHOOL | 1 | 1318 | 1 (0)| 00:00:01 |
-------------------------------------------------------------------------------------

3.1 Index unique scan（索引唯一扫描）

SQL> select * from school where sid=3;
Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 3749557451

-------------------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
-------------------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 1306 | 0 (0)| 00:00:01 |
| 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| SCHOOL | 1 | 1306 | 0 (0)| 00:00:01 |
|* 2 | INDEX UNIQUE SCAN | PK_T_SCHOOL | 1 | | 0 (0)| 00:00:01 |
-------------------------------------------------------------------------------------------

3.2 Index range scan（索引范围扫描）

SQL> select sid from school where sid<8;

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 3257910080

--------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
--------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 13 | 0 (0)| 00:00:01 |
|* 1 | INDEX RANGE SCAN| PK_T_SCHOOL | 1 | 13 | 0 (0)| 00:00:01 |
--------------------------------------------------------------------------------

3.3 Index full scan（索引全扫描）

SQL> select sid from school;

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2759332510

--------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
--------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 13 | 0 (0)| 00:00:01 |
| 1 | INDEX FULL SCAN | PK_T_SCHOOL | 1 | 13 | 0 (0)| 00:00:01 |
--------------------------------------------------------------------------------

3.4 Index fast full scan（索引快速扫描）

SQL> create index in_t_school_sid_sname on school(sid,sname);
SQL> select * from school where sname='aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa';
Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2494086730

-----------------------------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 1306 | 2 (0)| 00:00:01 |
| 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| SCHOOL | 1 | 1306 | 2 (0)| 00:00:01 |
|* 2 | INDEX SKIP SCAN | IN_T_SCHOOL_SID_SNAME | 1 | | 1 (0)| 00:00:01 |
-----------------------------------------------------------------------------------------------------

总结:
当进行index full scan的时候，oracle定位到索引的root block，然后到branch block（如果有的话），
再定位到第一个leaf block, 然后根据leaf block的双向链表顺序读取。它所读取的块都是有顺序的，也是经
过排序的。而index fast full scan则不同，它是从段头开始，读取包含位图块，root block,所有的branch
block,leaf block，读取的顺序完全由物理存储位置决定，并采取多块读，数据是无序的，每次读取
db_file_multiblock_read_count个块。这就是为什么两者的结果区别如此之大的原因。

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