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了解Oracle的优化器

  【IT168 技术文档】ORACLE数据库是一个复杂的、高度可调的软件产品。对于Oracle的系统参数是高度可调的,对于单个SQL语句也能通过使用提示来调整其优化规则。要了解Oracle的提示,首先要了解Oracle的优化器。

  Oracle的优化器共有两种优化方式,即基于规则的优化方式(Rule-Based Optimization,简称为RBO)和基于代价的优化方式(Cost-Based Optimization,简称为CBO)。

  RBO方式:优化器在分析SQL语句时,所遵循的是Oracle内部预定的一些规则。比如我们常见的,当一个where子句中的一列有索引时去走索引。

  CBO方式:依词义可知,它是看语句的代价(Cost)了,这里的代价主要指Cpu和内存。优化器在判断是否用这种方式时,主要参照的是表及索引的统计信息。统计信息给出表的大小 、有少行、每行的长度等信息。这些统计信息起初在库内是没有的,是你在做analyze后才出现的,很多的时侯过期统计信息会令优化器做出一个错误的执行计划,因些我们应及时更新这些信息。在Oracle8及以后的版本,Oracle列推荐用CBO的方式。

  优化模式包括Rule,Choose,First rows,All rows这四种方式:

  Rule:基于规则的方式。

  Choolse:默认的情况下Oracle用的便是这种方式。指的是当一个表或或索引有统计信息,则走CBO的方式,如果表或索引没统计信息,表又不是特别的小,而且相应的列有索引时,那么就走索引,走RBO的方式。

  First Rows:它与Choose方式是类似的,所不同的是当一个表有统计信息时,它将是以最快的方式返回查询的最先的几行,从总体上减少了响应时间。

  All Rows:也就是我们所说的Cost的方式,当一个表有统计信息时,它将以最快的方式返回表的所有的行,从总体上提高查询的吞吐量。没有统计信息则走基于规则的方式。

  通常情况下,oracle会按照当前优化器规则来形成一条SQL语句的查询计划。我们可以在SQL语句中使用提示来强制Oracle不按照优化器规则产生的查许计划执行语句,而按照我们在提示中给出的方式执行。

  在SQL语句中,提示必须是在SELECT, UPDATE, INSERT或DELETE这些关键字后面。 以下是使用提示的语法:

  {DELETE|INSERT|SELECT|UPDATE} /*+ hint [text] [hint[text]]... */

  或

  {DELETE|INSERT|SELECT|UPDATE} --+ hint [text] [hint[text]]...

  在以下几种情况下,我们可能会使用到提示:

  强制使用非系统指定的优化器规则。比如,在使用CBO方式下,对于某些特殊类型(如table),在执行查询计划时,Oracle会把它视为表来对待,但是又没有相关的统计信息,这时形成的查询计划可能会是一个很差的查询计划。反而,使用RBO能够形成更佳的查询计划。

  在WHERE条件中含有多个索引的字段,Oracle无法正确选择合理索引

  在连接查询时,指定更合理的连接方式

  分布式查询时,指定更合理的排序站点

  某些可以牺牲空间换取时间的地方

  … …

  另外要说明的是,并不建议过多使用提示,而是要尽量避免使用。对于查询效率差的语句,我们首先应该想到的是从写法上去优化它,而不是去改变系统的优化规则。

  准备

  为了更好的理解这些提示,先建立以下一些表。为了更加容易理解,会对一些常用提示给出例子,并给出对比,加深对提示的理解。

create table t_huang (f1_num number(10) not null, f2_char varchar2(20) not null, f3_numnull number(10) null, f4_num number(10), f5_char varchar2(20)); alter table t_huang add constraint PK_T_HUANG primary key (f1_num) using index; create index ix_huang_f2_char on t_huang ( f2_char ASC ); create index ix_huang_f23_char on t_huang ( f2_char, f3_numnull ASC ); create index ix_huang_f4_num on t_huang ( f4_num DESC ); begin for i in 1..1000000 loop insert into t_huang values( i, to_char(dbms_random.random()), dbms_random.random(), dbms_random.random(), to_char(dbms_random.random())); end loop; commit; end; / create table t_wei (f1_num2 number(10) not null, f2_char2 varchar2(20) not null, f3_numnull2 number(10) null, f4_num2 number(10), f5_char2 varchar2(20)); alter table t_wei add constraint PK_T_WEI primary key (f1_num2) using index; create index ix_wei_f234_char on t_wei ( f2_char2, f3_numnull2, f4_num2 ASC ); begin for i in 1..10000 loop insert into t_wei values( i, to_char(dbms_random.random()), dbms_random.random(), dbms_random.random(), to_char(dbms_random.random())); end loop; commit; end; / create table t_fuyuncat (f1_num3 number(10) not null, f2_char3 varchar2(20) not null, f3_numnull3 number(10) null, f4_num3 number(10), f5_char3 varchar2(20)); alter table t_fuyuncat add constraint PK_T_FUYUNCAT primary key (f1_num3) using index; create index ix_fuyuncat_f23_char on t_fuyuncat ( f2_char3, f3_numnull3 ASC ); begin for i in 1..100000 loop insert into t_fuyuncat values( i, to_char(dbms_random.random()), dbms_random.random(), dbms_random.random(), to_char(dbms_random.random())); end loop; commit; end; /

  并且做好以下准备工作:

$sqlplus “/as sysdba” SQL>@/opt/oracle/product/9.2/sqlplus/admin/plustrce SQL>grant plustrace to hw; SQL>conn hw/hw SQL>@/opt/oracle/product/9.2/rdbms/admin/utlxplan SQL>set timing on SQL>set autot trace

  常用提示

  CHOOSE

  作用:强制使用CHOOSE为优化器规则;

  例子:

SQL>select /*+choose*/ f1_num from t_huang; Execution Plan ---------------------------------------------------------- 0 SELECT STATEMENT Optimizer=HINT: CHOOSE 1 0 TABLE ACCESS (FULL) OF 'T_HUANG'

  RULE

  作用:强制使用RULE为优化器规则;

  例子:

SQL>select /*+rule*/ f1_num from t_huang; Execution Plan ---------------------------------------------------------- 0 SELECT STATEMENT Optimizer=HINT: RULE 1 0 TABLE ACCESS (FULL) OF 'T_HUANG'

  FIRST_ROWS[(n)]

  作用:强制使用FIRST_ROW为优化器规则,以最快速度检索第一行,以优化查询。(n)没有则默认为1。这个提示在系统用户通过Oracle Form查询单条或少量数据时特别有用。

  注意:在使用update、delete、group by、intersect、minus、union时,first_row提示无效。

  例子:

SQL>select /*+first_rows(10000)*/ * from t_huang where f1_num < 10000; Execution Plan ---------------------------------------------------------- 0 SELECT STATEMENT Optimizer=HINT: FIRST_ROWS (Cost=1 Card=4 B ytes=252) 1 0 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'T_HUANG' (Cost=1 Card=4 Bytes=252) 2 1 INDEX (RANGE SCAN) OF 'PK_T_HUANG' (UNIQUE) (Cost=2 Card =1)

  ALL_ROWS

  作用:强制使用ALL_ROW为优化器规则,以最快速度检索所有行,以优化查询。当处理大批量数据时,这个提示特别有用。

  例子:

SQL>select /*+all_rows*/ * from t_huang where f1_num < 100000; Execution Plan ---------------------------------------------------------- 0 SELECT STATEMENT Optimizer=HINT: ALL_ROWS (Cost=1 Card=4 Byt es=252) 1 0 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'T_HUANG' (Cost=1 Card=4 Bytes=252) 2 1 INDEX (RANGE SCAN) OF 'PK_T_HUANG' (UNIQUE) (Cost=2 Card =1)

  FULL

  作用:对所指定的表进行全表扫描。在查询表的大部分数据时使用该索引,将不会扫描索引,而直接进行全表扫描。

  例子:

SQL>select /*+full(t_wei)*/ * from t_wei where f1_num2 < 9000; Execution Plan ---------------------------------------------------------- 0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE (Cost=2 Card=4 Bytes=252) 1 0 TABLE ACCESS (FULL) OF 'T_WEI' (Cost=2 Card=4 Bytes=252) Statistics ---------------------------------------------------------- 0 recursive calls 0 db block gets 663 consistent gets 0 physical reads 0 redo size 541708 bytes sent via SQL*Net to client 7982 bytes received via SQL*Net from client 668 SQL*Net roundtrips to/from client 0 sorts (memory) 0 sorts (disk) 10000 rows processed

      对比:

SQL>select * from t_wei where f1_num2 < 9000; Execution Plan ---------------------------------------------------------- 0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE 1 0 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'T_WEI' 2 1 INDEX (RANGE SCAN) OF 'PK_T_WEI' (UNIQUE) Statistics ---------------------------------------------------------- 0 recursive calls 0 db block gets 1270 consistent gets 0 physical reads 0 redo size 541708 bytes sent via SQL*Net to client 7982 bytes received via SQL*Net from client 668 SQL*Net roundtrips to/from client 0 sorts (memory) 0 sorts (disk) 10000 rows processed

      返回的数据为表的大部分数据,在没有使用强制全表扫描的情况下会先扫描索引,比使用全表扫描的方式多出了近一半的consistent gets

  INDEX[(table index1, index2…)]

  作用:强制使用一个或多个索引。在某些情况下(特别是在使用基于成本的优化规则下),Oracle优化器不能正确选择所有,可以通过使用这个提示强制指定使用某一个或多个索引。

  例子:

SQL>select /*+index(t_huang PK_T_HUANG)*/ * from t_huang where f1_num < 100 and f2_char >10000and f3_numnull >1000; Execution Plan ---------------------------------------------------------- 0 SELECT ST
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