sql性能优化（2）
24. 用EXPLAIN PLAN 分析SQL语句
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.
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.
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.
译者按:
通过实践, 感到还是用SQLPLUS中的SET TRACE 功能比较方便.
举例:
SQL> list
1 SELECT *
2 FROM dept, emp
3* WHERE emp.deptno = dept.deptno
SQL> set autotrace traceonly /*traceonly 可以不显示执行结果*/
SQL> /
14 rows selected.
Execution Plan
----------------------------------------------------------
0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE
1 0 NESTED LOOPS
2 1 TABLE ACCESS (FULL) OF 'EMP'
3 1 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'DEPT'
4 3 INDEX (UNIQUE SCAN) OF 'PK_DEPT' (UNIQUE)
Statistics
----------------------------------------------------------
0 recursive calls
2 db block gets
30 consistent gets
0 physical reads
0 redo size
2598 bytes sent via SQL*Net to client
503 bytes received via SQL*Net from client
2 SQL*Net roundtrips to/from client
0 sorts (memory)
0 sorts (disk)
14 rows processed
通过以上分析,可以得出实际的执行步骤是:
1. TABLE ACCESS (FULL) OF 'EMP'
2. INDEX (UNIQUE SCAN) OF 'PK_DEPT' (UNIQUE)
3. TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'DEPT'
4. NESTED LOOPS (JOINING 1 AND 3)
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.
25. 用索引提高效率
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.
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.
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
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.
译者按:
定期的重构索引是有必要的.
ALTER INDEX <INDEXNAME> REBUILD <TABLESPACENAME>
26.索引的操作
ORACLE对索引有两种访问模式.
索引唯一扫描 ( INDEX UNIQUE SCAN)
大多数情况下, 优化器通过WHERE子句访问INDEX.
例如:
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$MANAGER.
SELECT *
FROM LODGING
WHERE LODGING = ‘ROSE HILL’;
在内部 , 上述SQL将被分成两步执行, 首先 , LODGING_PK 索引将通过索引唯一扫描的方式被访问 , 获得相对应的ROWID, 通过ROWID访问表的方式 执行下一步检索.
如果被检索返回的列包括在INDEX列中,ORACLE将不执行第二步的处理(通过ROWID访问表). 因为检索数据保存在索引中, 单单访问索引就可以完全满足查询结果.
下面SQL只需要INDEX UNIQUE SCAN 操作.
SELECT LODGING
FROM LODGING
WHERE LODGING = ‘ROSE HILL’;
索引范围查询(INDEX RANGE SCAN)
适用于两种情况:
1. 基于一个范围的检索
2. 基于非唯一性索引的检索
例1:
SELECT LODGING
FROM LODGING
WHERE LODGING LIKE ‘M%’;
WHERE子句条件包括一系列值, ORACLE将通过索引范围查询的方式查询LODGING_PK . 由于索引范围查询将返回一组值, 它的效率就要比索引唯一扫描
低一些.
例2:
SELECT LODGING
FROM LODGING
WHERE MANAGER = ‘BILL GATES’;
这个SQL的执行分两步, LODGING$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$MANAGER是一个非唯一性的索引,数据库不能对它执行索引唯一扫描.
由于SQL返回LODGING列,而它并不存在于LODGING$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.
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.
SELECT LODGING
FROM LODGING
WHERE MANAGER LIKE ‘％HANMAN’;
这里, ORACLE只用到了DEPT_NO索引. 执行路径如下:
TABLE ACCESS BY ROWID ON EMP
INDEX RANGE SCAN ON DEPT_IDX
译者按:
我们来试一下以下这种情况:
SQL> select index_name, uniqueness from user_indexes where table_name = 'EMP';
INDEX_NAME UNIQUENES
------------------------------ ---------
EMPNO UNIQUE
EMPTYPE NONUNIQUE
SQL> select * from emp where empno >= 2 and emp_type = 'A' ;
no rows selected
Execution Plan
----------------------------------------------------------
0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE
1 0 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'EMP'
2 1 INDEX (RANGE SCAN) OF 'EMPTYPE' (NON-UNIQUE)
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!31.强制索引失效
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) .
举例:
SELECT ENAME
FROM EMP
WHERE EMPNO = 7935
AND DEPTNO + 0 = 10 /*DEPTNO上的索引将失效*/
AND EMP_TYPE || ‘’ = ‘A’ /*EMP_TYPE上的索引将失效*/
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.
这里有一个例子关于何时采用这种策略,
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.
SELECT ENAME
FROM EMP
WHERE EMP_TYPE = ‘A’
AND EMP_CLASS = ‘X’;
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.
用下面的方案就可以解决问题.
SELECT ENAME
FROM EMP
WHERE EMP_TYPE = ‘A’
AND EMP_CLASS||’’ = ‘X’;
32. 避免在索引列上使用计算．
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．
举例:
低效：
SELECT …
FROM DEPT
WHERE SAL * 12 > 25000;
高效:
SELECT …
FROM DEPT
WHERE SAL > 25000/12;
译者按:
这是一个非常实用的规则，请务必牢记
33. 自动选择索引
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．
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．
举例:
SELECT ENAME
FROM EMP
WHERE EMPNO = 2326
AND DEPTNO = 20 ;
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．
TABLE ACCESS BY ROWID ON EMP
INDEX UNIQUE SCAN ON EMP_NO_IDX
34. 避免在索引列上使用NOT
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
影响. 当ORACLE”遇到”NOT,他就会停止使用索引转而执行全表扫描.
举例:
低效: (这里,不使用索引)
SELECT …
FROM DEPT
WHERE DEPT_CO
高效: (这里,使用了索引)
SELECT …
FROM DEPT
WHERE DEPT_CO
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.
NOT > to <=
NOT >= to <
NOT < to >=
NOT <= to >
译者按:
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.
我做了一些测试:
SQL> select * from emp where NOT empno > 1;
no rows selected
Execution Plan
----------------------------------------------------------
0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE
36. 用UNION替换OR (适用于索引列)
通常情况下, 用UNION替换WHERE子句中的OR将会起到较好的效果. 对索引列使用OR将造成全表扫描. 注意, 以上规则只针对多个索引列有效. 如果有column没有被索引, 查询效率可能会因为你没有选择OR而降低.
在下面的例子中, LOC_ID 和REGION上都建有索引.
高效:
SELECT LOC_ID , LOC_DESC , REGION
FROM LOCATION
WHERE LOC_ID = 10
UNION
SELECT LOC_ID , LOC_DESC , REGION
FROM LOCATION
WHERE REGION = “MELBOURNE”
低效:
SELECT LOC_ID , LOC_DESC , REGION
FROM LOCATION
WHERE LOC_ID = 10 OR REGION = “MELBOURNE”
如果你坚持要用OR, 那就需要返回记录最少的索引列写在最前面.
注意:
WHERE KEY1 = 10 (返回最少记录)
OR KEY2 = 20 (返回最多记录)
ORACLE 内部将以上转换为
WHERE KEY1 = 10 AND
((NOT KEY1 = 10) AND KEY2 = 20)
译者按:
下面的测试数据仅供参考: (a = 1003 返回一条记录 , b = 1 返回1003条记录)
SQL> select * from unionvsor /*1st test*/
2 where a = 1003 or b = 1;
1003 rows selected.
Execution Plan
----------------------------------------------------------
0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE
1 0 CONCATENATION
2 1 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'UNIONVSOR'
3 2 INDEX (RANGE SCAN) OF 'UB' (NON-UNIQUE)
4 1 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'UNIONVSOR'
5 4 INDEX (RANGE SCAN) OF 'UA' (NON-UNIQUE)
Statistics
----------------------------------------------------------
0 recursive calls
0 db block gets
144 consistent gets
0 physical reads
0 redo size
63749 bytes sent via SQL*Net to client
7751 bytes received via SQL*Net from client
68 SQL*Net roundtrips to/from client
0 sorts (memory)
0 sorts (disk)
1003 rows processed
SQL> select * from unionvsor /*2nd test*/
2 where b = 1 or a = 1003 ;
1003 rows selected.
Execution Plan
----------------------------------------------------------
0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE
1 0 CONCATENATION
39.总是使用索引的第一个列
如果索引是建立在多个列上, 只有在它的第一个列(leading column)被where子句引用时,优化器才会选择使用该索引.
译者按:
这也是一条简单而重要的规则. 见以下实例.
SQL> create table multiindexusage ( inda number , indb number , descr varchar2(10));
Table created.
SQL> create index multindex on multiindexusage(inda,indb);
Index created.
SQL> set autotrace traceonly
SQL> select * from multiindexusage where inda = 1;
Execution Plan
----------------------------------------------------------
0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE
1 0 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'MULTIINDEXUSAGE'
2 1 INDEX (RANGE SCAN) OF 'MULTINDEX' (NON-UNIQUE)
SQL> select * from multiindexusage where indb = 1;
Execution Plan
----------------------------------------------------------
0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE
1 0 TABLE ACCESS (FULL) OF 'MULTIINDEXUSAGE'
很明显, 当仅引用索引的第二个列时,优化器使用了全表扫描而忽略了索引
40. ORACLE内部操作
当执行查询时,ORACLE采用了内部的操作. 下表显示了几种重要的内部操作.
ORACLE Clause
内部操作
ORDER BY
SORT ORDER BY
UNION
UNION-ALL
MINUS
MINUS
INTERSECT
INTERSECT
DISTINCT,MINUS,INTERSECT,UNION
SORT UNIQUE
MIN,MAX,COUNT
SORT AGGREGATE
GROUP BY
SORT GROUP BY
ROWNUM
COUNT or COUNT STOPKEY
Queries involving Joins
SORT JOIN,MERGE JOIN,NESTED LOOPS
CONNECT BY
CONNECT BY
41. 用UNION-ALL 替换UNION ( 如果有可能的话)
当SQL语句需要UNION两个查询结果集合时,这两个结果集合会以UNION-ALL的方式被合并, 然后在输出最终结果前进行排序.
如果用UNION ALL替代UNION, 这样排序就不是必要了. 效率就会因此得到提高.
举例:
低效：
SELECT ACCT_NUM, BALANCE_AMT
FROM DEBIT_TRANSACTIONS
WHERE TRAN_DATE = ’31-DEC-95’
UNION
SELECT ACCT_NUM, BALANCE_AMT
FROM DEBIT_TRANSACTIONS
WHERE TRAN_DATE = ’31-DEC-95’
高效:
SELECT ACCT_NUM, BALANCE_AMT
FROM DEBIT_TRANSACTIONS
WHERE TRAN_DATE = ’31-DEC-95’
UNION ALL
SELECT ACCT_NUM, BALANCE_AMT
FROM DEBIT_TRANSACTIONS
WHERE TRAN_DATE = ’31-DEC-95’
译者按:
需要注意的是，UNION ALL 将重复输出两个结果集合中相同记录. 因此各位还是
要从业务需求分析使用UNION ALL的可行性.
UNION 将对结果集合排序,这个操作会使用到SORT_AREA_SIZE这块内存. 对于这
43. 用WHERE替代ORDER BY
ORDER BY 子句只在两种严格的条件下使用索引.
ORDER BY中所有的列必须包含在相同的索引中并保持在索引中的排列顺序.
ORDER BY中所有的列必须定义为非空.
WHERE子句使用的索引和ORDER BY子句中所使用的索引不能并列.
例如:
表DEPT包含以下列:
DEPT_CO
DEPT_DESC NOT NULL
DEPT_TYPE NULL
非唯一性的索引(DEPT_TYPE)
低效: (索引不被使用)
SELECT DEPT_CO
FROM DEPT
ORDER BY DEPT_TYPE
EXPLAIN PLAN:
SORT ORDER BY
TABLE ACCESS FULL
高效: (使用索引)
SELECT DEPT_CO
FROM DEPT
WHERE DEPT_TYPE > 0
EXPLAIN PLAN:
TABLE ACCESS BY ROWID ON EMP
INDEX RANGE SCAN ON DEPT_IDX
译者按:
ORDER BY 也能使用索引! 这的确是个容易被忽视的知识点. 我们来验证一下:
SQL> select * from emp order by empno;
Execution Plan
----------------------------------------------------------
0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE
1 0 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'EMP'
2 1 INDEX (FULL SCAN) OF 'EMPNO' (UNIQUE)
44. 避免改变索引列的类型.
当比较不同数据类型的数据时, ORACLE自动对列进行简单的类型转换.
假设 EMPNO是一个数值类型的索引列.
SELECT …
FROM EMP
WHERE EMPNO = ‘123’
实际上,经过ORACLE类型转换, 语句转化为:
SELECT …
FROM EMP
WHERE EMPNO = TO_NUMBER(‘123’)
幸运的是,类型转换没有发生在索引列上,索引的用途没有被改变.
现在,假设EMP_TYPE是一个字符类型的索引列.
SELECT …
FROM EMP
WHERE EMP_TYPE = 123
这个语句被ORACLE转换为:
SELECT …
FROM EMP
WHERE TO_NUMBER(EMP_TYPE)=123
因为内部发生的类型转换, 这个索引将不会被用到!
译者按:
为了避免ORACLE对你的SQL进行隐式的类型转换, 最好把类型转换用显式表现出来. 注意当字符和数值比较时, ORACLE会优先转换数值类型到字符类型.
45. 需要当心的WHERE子句
46. 连接多个扫描
如果你对一个列和一组有限的值进行比较, 优化器可能执行多次扫描并对结果进行合并连接.
举例:
SELECT *
FROM LODGING
WHERE MANAGER IN (‘BILL GATES’,’KEN MULLER’);
优化器可能将它转换成以下形式
SELECT *
FROM LODGING
WHERE MANAGER = ‘BILL GATES’
OR MANAGER = ’KEN MULLER’;
当选择执行路径时, 优化器可能对每个条件采用LODGING$MANAGER上的索引范围扫描. 返回的ROWID用来访问LODGING表的记录 (通过TABLE ACCESS BY ROWID 的方式). 最后两组记录以连接(CONCATENATION)的形式被组合成一个单一的集合.
Explain Plan :
SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE
CONCATENATION
TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF LODGING
INDEX (RANGE SCAN ) OF LODGING$MANAGER (NON-UNIQUE)
TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF LODGING
INDEX (RANGE SCAN ) OF LODGING$MANAGER (NON-UNIQUE)
译者按:
本节和第37节似乎有矛盾之处.
47. CBO下使用更具选择性的索引
基于成本的优化器(CBO, Cost-Based Optimizer)对索引的选择性进行判断来决定索引的使用是否能提高效率.
如果索引有很高的选择性, 那就是说对于每个不重复的索引键值,只对应数量很少的记录.
比如, 表中共有100条记录而其中有80个不重复的索引键值. 这个索引的选择性就是80/100 = 0.8 . 选择性越高, 通过索引键值检索出的记录就越少.
如果索引的选择性很低, 检索数据就需要大量的索引范围查询操作和ROWID 访问表的
操作. 也许会比全表扫描的效率更低.
译者按:
下列经验请参阅:
a. 如果检索数据量超过30%的表中记录数.使用索引将没有显著的效率提高.
b. 在特定情况下, 使用索引也许会比全表扫描慢, 但这是同一个数量级上的
区别. 而通常情况下,使用索引比全表扫描要块几倍乃至几千倍!
48. 避免使用耗费资源的操作
带有DISTINCT,UNION,MINUS,INTERSECT,ORDER BY的SQL语句会启动SQL引擎
执行耗费资源的排序(SORT)功能. DISTINCT需要一次排序操作, 而其他的至少需要执行两次排序.
例如,一个UNION查询,其中每个查询都带有GROUP BY子句, GROUP BY会触发嵌入排序(NESTED SORT) ; 这样, 每个查询需要执行一次排序, 然后在执行UNION时, 又一个唯一排序(SORT UNIQUE)操作被执行而且它只能在前面的嵌入排序结束后才能开始执行. 嵌入的排序的深度会大大影响查询的效率.
通常, 带有UNION, MINUS , INTERSECT的SQL语句都可以用其他方式重写.
译者按:
如果你的数据库的SORT_AREA_SIZE调配得好, 使用UNION , MINUS, INTERSECT也是可以考虑的, 毕竟它们的可读性很强
49. 优化GROUP BY
提高GROUP BY 语句的效率, 可以通过将不需要的记录在GROUP BY 之前过滤掉.下面两个查询返回相同结果但第二个明显就快了许多.
低效:
SELECT JOB , AVG(SAL)
FROM EMP
GROUP JOB
HAVING JOB = ‘PRESIDENT’
OR JOB = ‘MANAGER’
高效:
浙公网安备 33010602011771号