Oracle执行计划详解
生活随笔
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Oracle执行计划详解
小編覺(jué)得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.
---引用------ 作者:TTT BLOG 本文地址:http://blog.chinaunix.net/u3/107265/showart_2192657.html --- 簡(jiǎn)介: 本文全面詳細(xì)介紹oracle執(zhí)行計(jì)劃的相關(guān)的概念,訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)的存取方法,表之間的連接等內(nèi)容。 并有總結(jié)和概述,便于理解與記憶! +++ 目錄 --- 一.相關(guān)的概念 Rowid的概念 Recursive Sql概念 Predicate(謂詞) DRiving Table(驅(qū)動(dòng)表) Probed Table(被探查表) 組合索引(concatenated index) 可選擇性(selectivity) ? 二.oracle訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)的存取方法 1) 全表掃描(Full Table Scans, FTS) 2) 通過(guò)ROWID的表存取(Table Access by ROWID或rowid lookup) 3)索引掃描(Index Scan或index lookup)有4種類(lèi)型的索引掃描: (1) 索引唯一掃描(index unique scan) (2) 索引范圍掃描(index range scan) 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(> < <> >= <= between) (b) 在組合索引上,只使用部分列進(jìn)行查詢(xún),導(dǎo)致查詢(xún)出多行 (c) 對(duì)非唯一索引列上進(jìn)行的任何查詢(xún)?! ?(3) 索引全掃描(index full scan) (4) 索引快速掃描(index fast full scan) ? 三、表之間的連接 ? 1,排序 - - 合并連接(Sort Merge Join, SMJ) 2,嵌套循環(huán)(Nested Loops, NL) 3,哈希連接(Hash Join, HJ) 另外,笛卡兒乘積(Cartesian Product) ? 總結(jié)Oracle連接方法 Oracle執(zhí)行計(jì)劃總結(jié)概述 ? +++
一.相關(guān)的概念 ?
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(hù)定義,而是系統(tǒng)自己給加上的。 對(duì)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(guò)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(duì)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(kù),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。
Recursive SQL概念:有時(shí)為了執(zhí)行用戶(hù)發(fā)出的一個(gè)sql語(yǔ)句,Oracle必須執(zhí)行一些額外的語(yǔ)句,我們將這些額外的語(yǔ)句稱(chēng)之為''recursive calls''或''recursive SQL statements''.如當(dāng)一個(gè)DDL語(yǔ)句發(fā)出后,ORACLE總是隱含的發(fā)出一些recursive SQL語(yǔ)句,來(lái)修改數(shù)據(jù)字典信息,以便用戶(hù)可以成功的執(zhí)行該DDL語(yǔ)句。當(dāng)需要的數(shù)據(jù)字典信息沒(méi)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(pán)讀入內(nèi)存中。用戶(hù)不比關(guān)心這些recursive SQL語(yǔ)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(yǔ)句。當(dāng)然DML語(yǔ)句與SELECT都可能引起recursive SQL.簡(jiǎn)單的說(shuō),我們可以將觸發(fā)器視為recursive SQL.
Row Source(行源):用在查詢(xún)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(duì)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(xún)中的WHERE限制條件
Driving Table(驅(qū)動(dòng)表):該表又稱(chēng)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(duì)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(shuō)來(lái),是應(yīng)用查詢(xún)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(shuō)法應(yīng)該為應(yīng)用查詢(xún)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(shuō)明。在我們后面的描述中,一般將該表稱(chēng)為連接操作的row source 1.
Probed Table(被探查表):該表又稱(chēng)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(chēng)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(chēng)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(xún)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(xún)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。
可選擇性(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(xún)時(shí),返回的數(shù)據(jù)就較少,比較適合使用索引查詢(xún)。
二.oracle訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)的存取方法 ?
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(mǎn)足語(yǔ)句的WHERE限制條件一個(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(fǎng)問(wèn)模 式下,每個(gè)數(shù)據(jù)塊只被讀一次。
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(guò)總量的5% —— 10%,或你想使用并行查詢(xún)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 DUAL
2) 通過(guò)ROWID的表存取(Table 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(guò)ROWID來(lái)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。
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(guò)索引查詢(xún)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=1
TABLE ACCESS BY ROWID DEPT [ANALYZED]
3)索引掃描(Index Scan或index lookup)
我們先通過(guò)index查找到數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的rowid值(對(duì)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(chēng)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(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)塊是通過(guò)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(kù)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(duì)應(yīng)的ROWID值。
索引掃描可以由2步組成: (1) 掃描索引得到對(duì)應(yīng)的rowid值。?
(2) 通過(guò)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(duì)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(duì)于第2步來(lái)說(shuō),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(duì)邏輯I/O來(lái)說(shuō),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=1
TABLE ACCESS BY ROWID EMP [ANALYZED]
INDEX UNIQUE SCAN EMP_I1
但是如果查詢(xún)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(guò)索引掃描取出的數(shù)據(jù)比較多,效率還是很高的
SQL> explain plan for select empno from emp where empno=10;-- 只查詢(xún)empno列值
Query Plan
------------------------------------
SELECT STATEMENT [CHOOSE] Cost=1
INDEX UNIQUE SCAN EMP_I1
進(jìn)一步講,如果sql語(yǔ)句中對(duì)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(duì)索引列進(jìn)行排序
SQL> explain plan for select empno, ename from emp
where 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(xún)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(lèi)型與where限制條件的不同,有4種類(lèi)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(guò)唯一索引查找一個(gè)數(shù)值經(jīng)常返回單個(gè)ROWID.如果存在UNIQUE 或PRIMARY KEY 約束(它保證了語(yǔ)句只存取單行)的話(huà),Oracle經(jīng)常實(shí)現(xiàn)唯一性?huà)呙琛?br /> 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),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>、<、<>、>=、<=、between)
使用索引范圍掃描的例子:
SQL> explain plan for select empno,ename from emp
where empno > 7876 order by empno;
Query Plan
--------------------------------------------------------------------------------
SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost=1
TABLE 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(> < <> >= <= between)
(b) 在組合索引上,只使用部分列進(jìn)行查詢(xún),導(dǎo)致查詢(xún)出多行
(c) 對(duì)非唯一索引列上進(jìn)行的任何查詢(xún)。
(3) 索引全掃描(index full scan)
與全表掃描對(duì)應(yīng),也有相應(yīng)的全索引掃描。而且此時(shí)查詢(xún)出的數(shù)據(jù)都必須從索引中可以直接得到。
全索引掃描的例子:
An Index full scan will not perform single block i/o''s and so it may prove to be inefficient.
e.g.
Index BE_IX is a concatenated index on big_emp (empno, ename)
SQL> 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(lèi)似,但是一個(gè)顯著的區(qū)別就是它不對(duì)查詢(xún)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 [ANALYZED]
三、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(chēng)為表關(guān)聯(lián)。在后面的敘 述中,我們將會(huì)使用“row source”來(lái)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(chēng)為row source1和row source 2.Join過(guò)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(fǎng)問(wèn),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(lái),當(dāng)然每種方法都有自己的優(yōu)缺點(diǎn),每種連接類(lèi)型只有在特定的條件下才會(huì) 發(fā)揮出其最大優(yōu)勢(shì)。
row source(表)之間的連接順序?qū)τ诓樵?xún)的效率有非常大的影響。通過(guò)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(shuō)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(duì)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(jiǎn)單期間,下面以等值連接為例進(jìn)行介紹。
在后面的介紹中,都以以下Sql為例進(jìn)行說(shuō)明:
SELECT A.COL1, B.COL2 FROM A, B
WHERE A.COL3 = B.COL4;
假設(shè)A表為Row Soruce1,則其對(duì)應(yīng)的連接操作關(guān)聯(lián)列為COL 3; B表為Row Soruce2,則其對(duì)應(yīng)的連接操作關(guān)聯(lián)列為COL 4;
連接類(lèi)型:
目前為止,無(wú)論連接操作符如何,典型的連接類(lèi)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) 另外,還有一種Cartesian product(笛卡爾積),一般情況下,盡量避免使用。
1,排序 - - 合并連接(Sort Merge Join, SMJ) 內(nèi)部連接過(guò)程:
1) 首先生成row source1需要的數(shù)據(jù),然后對(duì)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(duì)這些數(shù)據(jù)按照與sort source1對(duì)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(lái)
下面是連接步驟的圖形表示:
MERGE
/\
SORTSORT
||
Row Source 1Row 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(duì)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(guò)程是串行的,但是可以并行訪(fǎng)問(wèn)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 for
select?/*+ ordered */?e.deptno, d.deptno
from emp e, dept d
where e.deptno = d.deptno
order by e.deptno, d.deptno;
Query Plan
-------------------------------------
SELECT STATEMENT [CHOOSE] Cost=17
MERGE JOIN
SORT JOIN
TABLE ACCESS FULL EMP [ANALYZED]
SORT 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(duì)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。
2,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(guò)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(yǔ)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(yǔ)句的性能很差、很差。
內(nèi)部連接過(guò)程:
Row source1的Row 1 —— Probe ->Row source 2
Row 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(guò)程來(lái)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(fǎng)問(wèn)row source2(一般通過(guò)索引實(shí)現(xiàn))是影響這個(gè)連接效率的關(guān)鍵問(wèn)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?I/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(guò)程中,我們稱(chēng)Row source1為驅(qū)動(dòng)表或外部表。Row Source2被稱(chēng)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(guò)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(lèi)型的連接可以用在需要快速響應(yīng)的語(yǔ)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(méi)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(chēng)為驅(qū)動(dòng)表,關(guān)鍵看限制條件。對(duì)于并行查詢(xún),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?行功能。當(dāng)然,有時(shí)對(duì)查詢(xún)使用并行操作并不一定會(huì)比查詢(xún)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(pán)控制器),所以要具體問(wèn)題具體對(duì)待。
NL連接的例子:
SQL> explain plan for
select a.dname,b.sql
from dept a,emp b
where a.deptno = b.deptno;
Query Plan
-------------------------
SELECT STATEMENT [CHOOSE] Cost=5
NESTED LOOPS
TABLE ACCESS FULL DEPT [ANALYZED]
TABLE ACCESS FULL EMP [ANALYZED]
3,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(lái)說(shuō)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(lái)構(gòu)建hash table與bitmap,第2個(gè)row source被用來(lái)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(lái)作為一種比較快的查找方法,來(lái)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 for
select?/*+ use_hash(emp) */?empno
from emp, dept
where emp.deptno = dept.deptno;
Query Plan
----------------------------
SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost=3
HASH JOIN
TABLE ACCESS FULL DEPT
TABLE 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T(mén)RUE,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(guò)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。 ? 另外,笛卡兒乘積(Cartesian Product)
當(dāng)兩個(gè)row source做連接,但是它們之間沒(méi)有關(guān)聯(lián)條件時(shí),就會(huì)在兩個(gè)row source中做笛卡兒乘積,這通常由編寫(xiě)代碼疏漏造成(即程序員忘了寫(xiě)關(guān)聯(lián)條件)。笛卡爾乘積是一個(gè)表的每一行依次與另一個(gè)表中的所有行匹配。在特殊情況下我們可以使用笛卡兒乘積,如在星形連接中,除此之外,我們要盡量不使用笛卡兒乘積,否則,自己想結(jié)果是什么吧!
注意在下面的語(yǔ)句中,在2個(gè)表之間沒(méi)有連接。
SQL> explain plan for
select emp.deptno,dept,deptno
from emp,dept
Query Plan
------------------------
SLECT STATEMENT [CHOOSE] Cost=5
MERGE JOIN CARTESIAN
TABLE ACCESS FULL DEPT
SORT JOIN
TABLE ACCESS FULL EMP
CARTESIAN關(guān)鍵字指出了在2個(gè)表之間做笛卡爾乘積。假如表emp有n行,dept表有m行,笛卡爾乘積的結(jié)果就是得到n * m行結(jié)果。
最后,總結(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 Merge Join, SMJ):
a) 對(duì)于非等值連接,這種連接方式的效率是比較高的。
b) 如果在關(guān)聯(lián)的列上都有索引,效果更好。
c) 對(duì)于將2個(gè)較大的row source做連接,該連接方法比NL連接要好一些。
d) 但是如果sort merge返回的row source過(guò)大,則又會(huì)導(dǎo)致使用過(guò)多的rowid在表中查詢(xún)數(shù)據(jù)時(shí),數(shù)據(jù)庫(kù)性能下降,因?yàn)檫^(guò)多的I/O.
嵌套循環(huán)(Nested Loops, NL):
a) 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。
b) NESTED LOOPS有其它連接方法沒(méi)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。
哈希連接(Hash Join, HJ):
a) 這種方法是在oracle7后來(lái)引入的,使用了比較先進(jìn)的連接理論,一般來(lái)說(shuō),其效率應(yīng)該好于其它2種連接,但是這種連接只能用在CBO優(yōu)化器中,而且需要設(shè)置合適的hash_area_size參數(shù),才能取得較好的性能。
b) 在2個(gè)較大的row source之間連接時(shí)會(huì)取得相對(duì)較好的效率,在一個(gè)row source較小時(shí)則能取得更好的效率。
c) 只能用于等值連接中
? +++
Oracle執(zhí)行計(jì)劃的概述
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Oracle執(zhí)行計(jì)劃的相關(guān)概念:
Rowid:系統(tǒng)給oracle數(shù)據(jù)的每行附加的一個(gè)偽列,包含數(shù)據(jù)表名稱(chēng),數(shù)據(jù)庫(kù)id,存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)id以及一個(gè)流水號(hào)等信息,rowid在行的生命周期內(nèi)唯一。
Recursive sql:為了執(zhí)行用戶(hù)語(yǔ)句,系統(tǒng)附加執(zhí)行的額外操作語(yǔ)句,譬如對(duì)數(shù)據(jù)字典的維護(hù)等。
Row source(行源):oracle執(zhí)行步驟過(guò)程中,由上一個(gè)操作返回的符合條件的行的集合。
Predicate(謂詞):where后的限制條件。
Driving table(驅(qū)動(dòng)表):又稱(chēng)為連接的外層表,主要用于嵌套與hash連接中。一般來(lái)說(shuō)是將應(yīng)用限制條件后,返回較少行源的表作為驅(qū)動(dòng)表。在后面的描述中,將driving table稱(chēng)為連接操作的row source 1。
Probed table(被探查表):連接的內(nèi)層表,在我們從driving table得到具體的一行數(shù)據(jù)后,在probed table中尋找符合條件的行,所以該表應(yīng)該為較大的row source,并且對(duì)應(yīng)連接條件的列上應(yīng)該有索引。在后面的描述中,一般將該表稱(chēng)為連接操作的row source 2.
Concatenated index(組合索引):一個(gè)索引如果由多列構(gòu)成,那么就稱(chēng)為組合索引,組合索引的第一列為引導(dǎo)列,只有謂詞中包含引導(dǎo)列時(shí),索引才可用。
可選擇性:表中某列的不同數(shù)值數(shù)量/表的總行數(shù)如果接近于1,則列的可選擇性為高。
Oracle訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)的存取方法: ?
Full table scans, FTS(全表掃描):通過(guò)設(shè)置db_block_multiblock_read_count可以設(shè)置一次IO能讀取的數(shù)據(jù)塊個(gè)數(shù),從而有效減少全表掃描時(shí)的IO總次數(shù),也就是通過(guò)預(yù)讀機(jī)制將將要訪(fǎng)問(wèn)的數(shù)據(jù)塊預(yù)先讀入內(nèi)存中。只有在全表掃描情況下才能使用多塊讀操作。
Table Access by rowed(通過(guò)rowid存取表,rowid lookup):由于rowid中記錄了行存儲(chǔ)的位置,所以這是oracle存取單行數(shù)據(jù)的最快方法。
Index scan(索引掃描index lookup):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(duì)應(yīng)的rowid值,索引掃描分兩步1,掃描索引得到rowid;2,通過(guò) rowid讀取具體數(shù)據(jù)。每步都是單獨(dú)的一次IO,所以如果數(shù)據(jù)經(jīng)限制條件過(guò)濾后的總量大于原表總行數(shù)的5%-10%,則使用索引掃描效率下降很多。而如果結(jié)果數(shù)據(jù)能夠全部在索引中找到,則可以避免第二步操作,從而加快檢索速度。
根據(jù)索引類(lèi)型與where限制條件的不同,有4種類(lèi)型的索引掃描:
Index unique scan(索引唯一掃描):存在unique或者primary key的情況下,返回單個(gè)rowid數(shù)據(jù)內(nèi)容。
Index range scan(索引范圍掃描):1,在唯一索引上使用了range操作符(>,<,<>,>=,<=,between);2,在組合索引上,只使用部分列進(jìn)行查詢(xún);3,對(duì)非唯一索引上的列進(jìn)行的查詢(xún)。
Index full scan(索引全掃描):需要查詢(xún)的數(shù)據(jù)從索引中可以全部得到。
Index fast full scan(索引快速掃描):與index full scan類(lèi)似,但是這種方式下不對(duì)結(jié)果進(jìn)行排序。
目前為止,典型的連接類(lèi)型有3種: ?
Sort merge join(SMJ排序-合并連接):首先生產(chǎn)driving table需要的數(shù)據(jù),然后對(duì)這些數(shù)據(jù)按照連接操作關(guān)聯(lián)列進(jìn)行排序;然后生產(chǎn)probed table需要的數(shù)據(jù),然后對(duì)這些數(shù)據(jù)按照與driving table對(duì)應(yīng)的連接操作列進(jìn)行排序;最后兩邊已經(jīng)排序的行被放在一起執(zhí)行合并操作。排序是一個(gè)費(fèi)時(shí)、費(fèi)資源的操作,特別對(duì)于大表。所以smj通常不是一個(gè)特別有效的連接方法,但是如果driving table和probed table都已經(jīng)預(yù)先排序,則這種連接方法的效率也比較高。
Nested loops(NL嵌套循環(huán)):連接過(guò)程就是將driving table和probed table進(jìn)行一次嵌套循環(huán)的過(guò)程。就是用driving table的每一行去匹配probed table 的所有行。Nested loops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成才返回?cái)?shù)據(jù),這可以實(shí)現(xiàn)快速的響應(yīng)時(shí)間。
Hash join(哈希連接):較小的row source被用來(lái)構(gòu)建hash table與bitmap,第二個(gè)row source用來(lái)被hashed,并與第一個(gè)row source生產(chǎn)的hash table進(jìn)行匹配。以便進(jìn)行進(jìn)一步的連接。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。但需要設(shè)置合適的hash_area_size參數(shù)且只能用于等值連接中。
另外,還有一種連接類(lèi)型:Cartesian product(笛卡爾積):表的每一行依次與另外一表的所有行匹配,一般情況下,盡量避免使用。
一.相關(guān)的概念 ?
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(hù)定義,而是系統(tǒng)自己給加上的。 對(duì)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(guò)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(duì)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(kù),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。
Recursive SQL概念:有時(shí)為了執(zhí)行用戶(hù)發(fā)出的一個(gè)sql語(yǔ)句,Oracle必須執(zhí)行一些額外的語(yǔ)句,我們將這些額外的語(yǔ)句稱(chēng)之為''recursive calls''或''recursive SQL statements''.如當(dāng)一個(gè)DDL語(yǔ)句發(fā)出后,ORACLE總是隱含的發(fā)出一些recursive SQL語(yǔ)句,來(lái)修改數(shù)據(jù)字典信息,以便用戶(hù)可以成功的執(zhí)行該DDL語(yǔ)句。當(dāng)需要的數(shù)據(jù)字典信息沒(méi)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(pán)讀入內(nèi)存中。用戶(hù)不比關(guān)心這些recursive SQL語(yǔ)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(yǔ)句。當(dāng)然DML語(yǔ)句與SELECT都可能引起recursive SQL.簡(jiǎn)單的說(shuō),我們可以將觸發(fā)器視為recursive SQL.
Row Source(行源):用在查詢(xún)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(duì)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(xún)中的WHERE限制條件
Driving Table(驅(qū)動(dòng)表):該表又稱(chēng)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(duì)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(shuō)來(lái),是應(yīng)用查詢(xún)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(shuō)法應(yīng)該為應(yīng)用查詢(xún)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(shuō)明。在我們后面的描述中,一般將該表稱(chēng)為連接操作的row source 1.
Probed Table(被探查表):該表又稱(chēng)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(chēng)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(chēng)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(xún)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(xún)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。
可選擇性(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(xún)時(shí),返回的數(shù)據(jù)就較少,比較適合使用索引查詢(xún)。
二.oracle訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)的存取方法 ?
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(mǎn)足語(yǔ)句的WHERE限制條件一個(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(fǎng)問(wèn)模 式下,每個(gè)數(shù)據(jù)塊只被讀一次。
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(guò)總量的5% —— 10%,或你想使用并行查詢(xún)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 DUAL
2) 通過(guò)ROWID的表存取(Table 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(guò)ROWID來(lái)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。
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(guò)索引查詢(xún)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=1
TABLE ACCESS BY ROWID DEPT [ANALYZED]
3)索引掃描(Index Scan或index lookup)
我們先通過(guò)index查找到數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的rowid值(對(duì)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(chēng)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(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)塊是通過(guò)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(kù)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(duì)應(yīng)的ROWID值。
索引掃描可以由2步組成: (1) 掃描索引得到對(duì)應(yīng)的rowid值。?
(2) 通過(guò)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(duì)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(duì)于第2步來(lái)說(shuō),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(duì)邏輯I/O來(lái)說(shuō),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=1
TABLE ACCESS BY ROWID EMP [ANALYZED]
INDEX UNIQUE SCAN EMP_I1
但是如果查詢(xún)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(guò)索引掃描取出的數(shù)據(jù)比較多,效率還是很高的
SQL> explain plan for select empno from emp where empno=10;-- 只查詢(xún)empno列值
Query Plan
------------------------------------
SELECT STATEMENT [CHOOSE] Cost=1
INDEX UNIQUE SCAN EMP_I1
進(jìn)一步講,如果sql語(yǔ)句中對(duì)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(duì)索引列進(jìn)行排序
SQL> explain plan for select empno, ename from emp
where 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(xún)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(lèi)型與where限制條件的不同,有4種類(lèi)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(guò)唯一索引查找一個(gè)數(shù)值經(jīng)常返回單個(gè)ROWID.如果存在UNIQUE 或PRIMARY KEY 約束(它保證了語(yǔ)句只存取單行)的話(huà),Oracle經(jīng)常實(shí)現(xiàn)唯一性?huà)呙琛?br /> 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),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>、<、<>、>=、<=、between)
使用索引范圍掃描的例子:
SQL> explain plan for select empno,ename from emp
where empno > 7876 order by empno;
Query Plan
--------------------------------------------------------------------------------
SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost=1
TABLE 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(> < <> >= <= between)
(b) 在組合索引上,只使用部分列進(jìn)行查詢(xún),導(dǎo)致查詢(xún)出多行
(c) 對(duì)非唯一索引列上進(jìn)行的任何查詢(xún)。
(3) 索引全掃描(index full scan)
與全表掃描對(duì)應(yīng),也有相應(yīng)的全索引掃描。而且此時(shí)查詢(xún)出的數(shù)據(jù)都必須從索引中可以直接得到。
全索引掃描的例子:
An Index full scan will not perform single block i/o''s and so it may prove to be inefficient.
e.g.
Index BE_IX is a concatenated index on big_emp (empno, ename)
SQL> 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(lèi)似,但是一個(gè)顯著的區(qū)別就是它不對(duì)查詢(xún)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 [ANALYZED]
三、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(chēng)為表關(guān)聯(lián)。在后面的敘 述中,我們將會(huì)使用“row source”來(lái)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(chēng)為row source1和row source 2.Join過(guò)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(fǎng)問(wèn),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(lái),當(dāng)然每種方法都有自己的優(yōu)缺點(diǎn),每種連接類(lèi)型只有在特定的條件下才會(huì) 發(fā)揮出其最大優(yōu)勢(shì)。
row source(表)之間的連接順序?qū)τ诓樵?xún)的效率有非常大的影響。通過(guò)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(shuō)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(duì)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(jiǎn)單期間,下面以等值連接為例進(jìn)行介紹。
在后面的介紹中,都以以下Sql為例進(jìn)行說(shuō)明:
SELECT A.COL1, B.COL2 FROM A, B
WHERE A.COL3 = B.COL4;
假設(shè)A表為Row Soruce1,則其對(duì)應(yīng)的連接操作關(guān)聯(lián)列為COL 3; B表為Row Soruce2,則其對(duì)應(yīng)的連接操作關(guān)聯(lián)列為COL 4;
連接類(lèi)型:
目前為止,無(wú)論連接操作符如何,典型的連接類(lèi)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) 另外,還有一種Cartesian product(笛卡爾積),一般情況下,盡量避免使用。
1,排序 - - 合并連接(Sort Merge Join, SMJ) 內(nèi)部連接過(guò)程:
1) 首先生成row source1需要的數(shù)據(jù),然后對(duì)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(duì)這些數(shù)據(jù)按照與sort source1對(duì)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(lái)
下面是連接步驟的圖形表示:
MERGE
/\
SORTSORT
||
Row Source 1Row 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(duì)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(guò)程是串行的,但是可以并行訪(fǎng)問(wèn)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 for
select?/*+ ordered */?e.deptno, d.deptno
from emp e, dept d
where e.deptno = d.deptno
order by e.deptno, d.deptno;
Query Plan
-------------------------------------
SELECT STATEMENT [CHOOSE] Cost=17
MERGE JOIN
SORT JOIN
TABLE ACCESS FULL EMP [ANALYZED]
SORT 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(duì)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。
2,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(guò)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(yǔ)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(yǔ)句的性能很差、很差。
內(nèi)部連接過(guò)程:
Row source1的Row 1 —— Probe ->Row source 2
Row 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(guò)程來(lái)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(fǎng)問(wèn)row source2(一般通過(guò)索引實(shí)現(xiàn))是影響這個(gè)連接效率的關(guān)鍵問(wèn)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?I/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(guò)程中,我們稱(chēng)Row source1為驅(qū)動(dòng)表或外部表。Row Source2被稱(chēng)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(guò)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(lèi)型的連接可以用在需要快速響應(yīng)的語(yǔ)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(méi)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(chēng)為驅(qū)動(dòng)表,關(guān)鍵看限制條件。對(duì)于并行查詢(xún),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?行功能。當(dāng)然,有時(shí)對(duì)查詢(xún)使用并行操作并不一定會(huì)比查詢(xún)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(pán)控制器),所以要具體問(wèn)題具體對(duì)待。
NL連接的例子:
SQL> explain plan for
select a.dname,b.sql
from dept a,emp b
where a.deptno = b.deptno;
Query Plan
-------------------------
SELECT STATEMENT [CHOOSE] Cost=5
NESTED LOOPS
TABLE ACCESS FULL DEPT [ANALYZED]
TABLE ACCESS FULL EMP [ANALYZED]
3,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(lái)說(shuō)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(lái)構(gòu)建hash table與bitmap,第2個(gè)row source被用來(lái)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(lái)作為一種比較快的查找方法,來(lái)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 for
select?/*+ use_hash(emp) */?empno
from emp, dept
where emp.deptno = dept.deptno;
Query Plan
----------------------------
SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost=3
HASH JOIN
TABLE ACCESS FULL DEPT
TABLE 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T(mén)RUE,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(guò)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。 ? 另外,笛卡兒乘積(Cartesian Product)
當(dāng)兩個(gè)row source做連接,但是它們之間沒(méi)有關(guān)聯(lián)條件時(shí),就會(huì)在兩個(gè)row source中做笛卡兒乘積,這通常由編寫(xiě)代碼疏漏造成(即程序員忘了寫(xiě)關(guān)聯(lián)條件)。笛卡爾乘積是一個(gè)表的每一行依次與另一個(gè)表中的所有行匹配。在特殊情況下我們可以使用笛卡兒乘積,如在星形連接中,除此之外,我們要盡量不使用笛卡兒乘積,否則,自己想結(jié)果是什么吧!
注意在下面的語(yǔ)句中,在2個(gè)表之間沒(méi)有連接。
SQL> explain plan for
select emp.deptno,dept,deptno
from emp,dept
Query Plan
------------------------
SLECT STATEMENT [CHOOSE] Cost=5
MERGE JOIN CARTESIAN
TABLE ACCESS FULL DEPT
SORT JOIN
TABLE ACCESS FULL EMP
CARTESIAN關(guān)鍵字指出了在2個(gè)表之間做笛卡爾乘積。假如表emp有n行,dept表有m行,笛卡爾乘積的結(jié)果就是得到n * m行結(jié)果。
最后,總結(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 Merge Join, SMJ):
a) 對(duì)于非等值連接,這種連接方式的效率是比較高的。
b) 如果在關(guān)聯(lián)的列上都有索引,效果更好。
c) 對(duì)于將2個(gè)較大的row source做連接,該連接方法比NL連接要好一些。
d) 但是如果sort merge返回的row source過(guò)大,則又會(huì)導(dǎo)致使用過(guò)多的rowid在表中查詢(xún)數(shù)據(jù)時(shí),數(shù)據(jù)庫(kù)性能下降,因?yàn)檫^(guò)多的I/O.
嵌套循環(huán)(Nested Loops, NL):
a) 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。
b) NESTED LOOPS有其它連接方法沒(méi)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。
哈希連接(Hash Join, HJ):
a) 這種方法是在oracle7后來(lái)引入的,使用了比較先進(jìn)的連接理論,一般來(lái)說(shuō),其效率應(yīng)該好于其它2種連接,但是這種連接只能用在CBO優(yōu)化器中,而且需要設(shè)置合適的hash_area_size參數(shù),才能取得較好的性能。
b) 在2個(gè)較大的row source之間連接時(shí)會(huì)取得相對(duì)較好的效率,在一個(gè)row source較小時(shí)則能取得更好的效率。
c) 只能用于等值連接中
? +++
Oracle執(zhí)行計(jì)劃的概述
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Oracle執(zhí)行計(jì)劃的相關(guān)概念:
Rowid:系統(tǒng)給oracle數(shù)據(jù)的每行附加的一個(gè)偽列,包含數(shù)據(jù)表名稱(chēng),數(shù)據(jù)庫(kù)id,存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)id以及一個(gè)流水號(hào)等信息,rowid在行的生命周期內(nèi)唯一。
Recursive sql:為了執(zhí)行用戶(hù)語(yǔ)句,系統(tǒng)附加執(zhí)行的額外操作語(yǔ)句,譬如對(duì)數(shù)據(jù)字典的維護(hù)等。
Row source(行源):oracle執(zhí)行步驟過(guò)程中,由上一個(gè)操作返回的符合條件的行的集合。
Predicate(謂詞):where后的限制條件。
Driving table(驅(qū)動(dòng)表):又稱(chēng)為連接的外層表,主要用于嵌套與hash連接中。一般來(lái)說(shuō)是將應(yīng)用限制條件后,返回較少行源的表作為驅(qū)動(dòng)表。在后面的描述中,將driving table稱(chēng)為連接操作的row source 1。
Probed table(被探查表):連接的內(nèi)層表,在我們從driving table得到具體的一行數(shù)據(jù)后,在probed table中尋找符合條件的行,所以該表應(yīng)該為較大的row source,并且對(duì)應(yīng)連接條件的列上應(yīng)該有索引。在后面的描述中,一般將該表稱(chēng)為連接操作的row source 2.
Concatenated index(組合索引):一個(gè)索引如果由多列構(gòu)成,那么就稱(chēng)為組合索引,組合索引的第一列為引導(dǎo)列,只有謂詞中包含引導(dǎo)列時(shí),索引才可用。
可選擇性:表中某列的不同數(shù)值數(shù)量/表的總行數(shù)如果接近于1,則列的可選擇性為高。
Oracle訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)的存取方法: ?
Full table scans, FTS(全表掃描):通過(guò)設(shè)置db_block_multiblock_read_count可以設(shè)置一次IO能讀取的數(shù)據(jù)塊個(gè)數(shù),從而有效減少全表掃描時(shí)的IO總次數(shù),也就是通過(guò)預(yù)讀機(jī)制將將要訪(fǎng)問(wèn)的數(shù)據(jù)塊預(yù)先讀入內(nèi)存中。只有在全表掃描情況下才能使用多塊讀操作。
Table Access by rowed(通過(guò)rowid存取表,rowid lookup):由于rowid中記錄了行存儲(chǔ)的位置,所以這是oracle存取單行數(shù)據(jù)的最快方法。
Index scan(索引掃描index lookup):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(duì)應(yīng)的rowid值,索引掃描分兩步1,掃描索引得到rowid;2,通過(guò) rowid讀取具體數(shù)據(jù)。每步都是單獨(dú)的一次IO,所以如果數(shù)據(jù)經(jīng)限制條件過(guò)濾后的總量大于原表總行數(shù)的5%-10%,則使用索引掃描效率下降很多。而如果結(jié)果數(shù)據(jù)能夠全部在索引中找到,則可以避免第二步操作,從而加快檢索速度。
根據(jù)索引類(lèi)型與where限制條件的不同,有4種類(lèi)型的索引掃描:
Index unique scan(索引唯一掃描):存在unique或者primary key的情況下,返回單個(gè)rowid數(shù)據(jù)內(nèi)容。
Index range scan(索引范圍掃描):1,在唯一索引上使用了range操作符(>,<,<>,>=,<=,between);2,在組合索引上,只使用部分列進(jìn)行查詢(xún);3,對(duì)非唯一索引上的列進(jìn)行的查詢(xún)。
Index full scan(索引全掃描):需要查詢(xún)的數(shù)據(jù)從索引中可以全部得到。
Index fast full scan(索引快速掃描):與index full scan類(lèi)似,但是這種方式下不對(duì)結(jié)果進(jìn)行排序。
目前為止,典型的連接類(lèi)型有3種: ?
Sort merge join(SMJ排序-合并連接):首先生產(chǎn)driving table需要的數(shù)據(jù),然后對(duì)這些數(shù)據(jù)按照連接操作關(guān)聯(lián)列進(jìn)行排序;然后生產(chǎn)probed table需要的數(shù)據(jù),然后對(duì)這些數(shù)據(jù)按照與driving table對(duì)應(yīng)的連接操作列進(jìn)行排序;最后兩邊已經(jīng)排序的行被放在一起執(zhí)行合并操作。排序是一個(gè)費(fèi)時(shí)、費(fèi)資源的操作,特別對(duì)于大表。所以smj通常不是一個(gè)特別有效的連接方法,但是如果driving table和probed table都已經(jīng)預(yù)先排序,則這種連接方法的效率也比較高。
Nested loops(NL嵌套循環(huán)):連接過(guò)程就是將driving table和probed table進(jìn)行一次嵌套循環(huán)的過(guò)程。就是用driving table的每一行去匹配probed table 的所有行。Nested loops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成才返回?cái)?shù)據(jù),這可以實(shí)現(xiàn)快速的響應(yīng)時(shí)間。
Hash join(哈希連接):較小的row source被用來(lái)構(gòu)建hash table與bitmap,第二個(gè)row source用來(lái)被hashed,并與第一個(gè)row source生產(chǎn)的hash table進(jìn)行匹配。以便進(jìn)行進(jìn)一步的連接。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。但需要設(shè)置合適的hash_area_size參數(shù)且只能用于等值連接中。
另外,還有一種連接類(lèi)型:Cartesian product(笛卡爾積):表的每一行依次與另外一表的所有行匹配,一般情況下,盡量避免使用。
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的Oracle执行计划详解的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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