Oracle:SQL优化基本步骤

           最近有尝试做SQL优化、一直不得要领，请逛到这里的高人提供一些优化实例（最好是有优化历程说明），先谢谢了！

oracle 的优化器:   
oracle 有两种优化器：基于规则的优化器(rbo/rule based optimizer)和基于代价的优化器(cbo/cost based optimizer).

较典型的问题有:
        有时、表明明建有索引,但查询过程显然没有用到相关的索引,导致查询过程耗时漫长,占用资源巨大,问题到底出在哪儿呢？按照以下顺序查找,基本上能发现原因所在。
首先,我们要确定数据库运行在何种优化模式下,相应的参数是：optimizer_mode。oracle v7 以来缺省的设臵应是"choose"，即如果对已分析的表查询的话选择cbo，否则选择rbo。如果该参数设为‚'rule‛，则不论表是否分析过，一概选用rbo，除非在语句中用hint 强制.
        其次、检查被索引的列或组合索引的首列是否出现在pl/sql 语句的where子句中，这是执行计划能用到相关索引的必要条件.
        第三、看采用了哪种类型的连接方式。oracle 的共有sort merge join（smj）、hash join（hj）和nested loop join（nl）。在两张表连接，且内表的目标列上建有索引时，只有nested loop 才能有效地利用到该索引。smj 即使相关列上建有索引，最多只能因索引的存在，避免数据排序过程。hj 由于须做hash 运算，索引的存在对数据查询速度几乎没有影响.
       第四、看连接顺序是否允许使用相关索引。假设表emp 的deptno 列上有索引，表dept 的列deptno 上无索引，where 语句有 emp.deptno=dept.deptno 条件。在做nl连接时，emp 做为外表，先被访问，由于连接机制原因，外表的数据访问方式是全表扫描，emp.deptno 上的索引显然是用不上，最多在其上做索引全扫描或索引快速全扫描.
       第五、是否用到系统数据字典表或视图。由于系统数据字典表都未被分析过，可能导致极差的'执行计划‛。但是不要擅自对数据字典表做分析，否则可能导致死锁，或系统性能下降。
       第六、索引列是否函数的参数。如是，索引在查询时用不上。
       第七、是否存在潜在的数据类型转换。如将字符型数据与数值型数据比较，oracle 会自动将字符型用to_number()函数进行转换，从而导致第六种现象的发生。
       第八、是否为表和相关的索引搜集足够的统计数据。对数据经常有增、删、改的表最好定期对表和索引进行分析，可用sql 语句analyze table table_name compute statistics for all indexes;oracle 掌握了充分反映实际的统计数据，才有可能做出正确的选择.
       第九、索引列的选择性不高。我们假设典型情况，有表emp，共有一百万行数据，但其中的emp.deptno 列，数据只有4 种不同的值，如10、20、30、40。虽然emp 数据行有很多，oracle 缺省认定表中列的值是在所有数据行均匀分布的，也就是说每种deptno 值各有25 万数据行与之对应。
       假设sql 搜索条件deptno=10，利用deptno 列上的索引进行数据搜索效率，往往不比全表扫描的高，oracle理所当然对索引'视而不见‛，认为该索引的选择性不高。但我们考虑另一种情况，如果一百万数据行实际不是在4 种 deptno 值间平均分配，其中有 99 万行对应着值10，5000 行对应值20，3000 行对应值30，2000 行对应值 40。在这种数据分布图案中对除值为10 外的其它deptno 值搜索时，毫无疑问，如果索引能被应用，那么效率会高出很多。我们可以采用对该索引列进行单独分析，或用analyze 语句对该列建立直方图，对该列搜集足够的统计数据，使oracle 在搜索选择性较高的值能用上索引。
        第十、索引列值是否可为空(null)，如果索引列值可以是空值，在sql 语句中那些需要返回null 值的操作，将不会用到索引，如 count（*），而是用全表扫描。这是因为索引中存储值不能为全空。
        第十一、看是否有用到并行查询（pqo）。并行查询将不会用到索引。
        第十二、看 pl/sql 语句中是否有用到bind 变量。由于数据库不知道bind 变量具体是什么值，在做非相等连接时，如‚<‚>‚like等。oracle 将引用缺省值，在某些情况下会对执行计划造成影响。如果从以上几个方面都查不出原因的话，我们只好用采用在语句中加hint 的方式强制oracle 使用最优的'执行计划‛。hint 采用注释的方式，有行注释和段注释两种方式。 如我们想要用到a 表的ind_col1 索引的话，可采用以下方式：select /*+ index（a ind_col1）*/  * from a where col1 = xxx;注意，注释符必须跟在select 之后，且注释中的'+‛要紧跟着注释起始符'/*‛或'--‛，否则hint 就被认为是一般注释，对 pl/sql 语句的执行不产生任何影响。

两种有效的跟踪调试方法:
       oracle 提供了两种有效的工具来跟踪调试pl/sql 语句的执行计划。
        一种是explain table 方式。用户必须首先在自己的模式(schema)下，建立plan_table 表，执行计划的每一步骤都将记录在该表中，建表sql 脚本为在${oracle_home}/rdbms/admin/ 下的utlxplan.sql。打开sql*plus，输入set autotrace on，然后运行待调试的sql 语句。在给出查询结果后，oracle 将显示相应的'执行计划‛，包括优化器类型、执行代价、连接方式、连接顺序、数据搜索路径以及相应的连续读、物理读等资源代价。
        如果我们不能确定需要跟踪的具体sql 语句，比如某个应用使用一段时间后，响应速度忽然变慢。我们这时可以利用oracle 提供的另一个有力工具tkprof，对应用的执行过程全程跟踪.我们要先在系统视图 v$session 中，可根据userid 或 machine，查出相应的sid 和serial#。以sys 或其他有执行dbms_system 程序包的用户连接数据库执行execute dbms_system.set_sql_trace_in_session(sid,serial#，true);。然后运行应用程序，这时在服务器端，数据库参数 user_dump_dest指示的目录下，会生成ora__xxxx.trc 文件，其中xxxx 为被跟踪应用的操作系统进程号。应用程序执行完成后，用命令tkprof 对该文件进行分析。
        命令示例:"tkprof tracefile outputfile explain=userid/password"。在操作系统oracle 用户下，键入tkprof，会有详细的命令帮助。分析后的输出文件outputfile 中，有每一条pl/sql 语句的'执行计划‛、cpu 占用、物理读次数、逻辑读次数、执行时长等重要信息。根据输出文件的信息，我们可以很快发现应用中哪条pl/sql 语句是问题的症结所在。

        sql 语句编写注意问题:下面就某些sql 语句的where 子句编写中需要注意的问题作详细介绍。在这些where 子句中,即使某些列存在索引，但是由于编写了劣质的sql，系统在运行该sql 语句时也不能使用该索引，而同样使用全表扫描，这就造成了响应速度的极大降低。
1)、is null 与 is not null
        不能用null 作索引，任何包含null 值的列都将不会被包含在索引中。任何在where 子句中使用is null 或is not null 的语句优化器是不允许使用索引的。
2)、语句中的函数语句中如有函数操作如(upper,substr 等)时，优化器是不会使用索引的，应尽量少用或不用。
3)、带通配符（%）的 like 语句如果通配符（%）在搜寻词首出现，oracle 系统不会使用索引。在很多情况下可能无法避免这种情况，然而当通配符出现在字符串其他位臵时，优化器就能利用索引。在下面的查询中索引得到了使用：select * from user_m where loginid like 'r%';
4)、order by 语句order by 语句决定了oracle 如何将返回的查询结果排序。order by 语句对要排序的列没有什么特别的限制。但任何在order by 语句的非索引项或者有计算表达式都将降低查询速度，应尽量少用。
5)、not 在查询时经常在where 子句使用一些逻辑表达式，如大于、小于、等于以及不等于等等，也可以使用and（与）、or（或）以及 not（非）。not 可用来对任何逻辑运算符号取反。not 运算符包含在另外一个逻辑运算符中，这就是不等于（<>）运算符。换句话说，即使不在查询where 子句中显式地加入not 词，not 仍在运算符中，见下例：select * from employee where salary<>3000; 对这个查询，可以改写为不使用not：select * from employee where salary<3000 or salary>3000; 虽然这两种查询的结果一样，但是第二种查询方案会比第一种查询方案更快些。第二种查询允许对salary 列使用索引，而第一种查询则不能使用索引。
6)、in 和exists 在where 子句中使用子查询。在where 子句中可以使用两种格式的子查询。

         第一种格式是使用in 操作符：第二种格式是使用exist 操作符：第二种格式要远比第一种格式的效率高。应尽可能使用not exists 来代替not in。
7)、条件的顺序问题，条件列和索引列的顺序要保持对应。
8)、使用union、intersect、minus；消除对大型表行数据的顺序存取，对连接的列进行索引，还可以使用并集来避免顺序存取。尽管在所有的检查列上都有索引，但某些形式的where 子句强迫优化器使用顺序存取。下面的查询将强迫对orders 表执行顺序操作：select  *from orders where (customer_num=104 and order_num>1001) or order_num=1008 虽然在customer_num 和order_num 上建有索引，但是在上面的语句中优化器还是使用顺序存取路径扫描整个表。因为这个语句要检索的是分离的行的集合，所以应该改为如下语句： select  *from orders where customer_num=104 and order_num>1001 union select  *from orders where order_num=1008 这样就能利用索引路径处理查询。

其他注意事项:

1)、精确查询列及查询条件, 禁用通配符＊；
2)、在满足业务逻辑的情况下，分割事务大小，及时提交事务；
3)、及时释放用户锁和资源，减少用户锁的使用；
4)、对外键建立相应顺序的索引；
5)、在可能的情况下修改不合理数据库系统的结构；
6)、使用临时表加速查询