Oracle SQL效能最佳化系列講座

          SQL調優確實有很多值得深入的地方 ，而且SQL調優也是一項很艱難的工作，分享一篇網上好文，以饗各位！其中提到的[在預設情況下,ORACLE採用CHOOSE最佳化器, 為了避免那些不必要的全表掃描(full table scan) , 你必須盡量避免使用CHOOSE最佳化器,而直接採用基於規則或者基於成本的最佳化器. ]在很多情境下非常有用，諸如update tableA_name set column_name = (select column_value from tableB_name where tableB_name.fid = tableA_name.freferenceid ) where tableA_name.fid in(........)此類語句，如果tableA_name資料量巨大，採用預設的choose執行將是可怕的，非常緩慢，如果此sql改為update /* rule */tableA_name set column_name = (select column_value from tableB_name where tableB_name.fid = tableA_name.freferenceid ) where tableA_name.fid in(........)速度的提升將是非常明顯的，甚至幾秒鐘執行完成...現在將全文奉上，其實裡面很多大家熟知的調優方式在實際應用中並不會達到非常明顯的調優，可是對於理解oracle執行sql的內部機制還是非常有用的。
        1. 選用適合的ORACLE最佳化器

　　ORACLE的最佳化器共有3種:

　　a. RULE (基於規則) b. COST (基於成本) c. CHOOSE (選擇性)

　　設定預設的最佳化器,可以通過對init.ora檔案中OPTIMIZER_MODE參數的各種聲明,如RULE,COST,CHOOSE,ALL_ROWS,FIRST_ROWS . 你當然也在SQL句級或是會話(session)級對其進行覆蓋.

　　為了使用基於成本的最佳化器(CBO, Cost-Based Optimizer) , 你必須經常運行analyze 命令,以增加資料庫中的對象統計資訊(object statistics)的準確性.

　　如果資料庫的最佳化器模式設定為選擇性(CHOOSE),那麼實際的最佳化器模式將和是否運行過analyze命令有關. 如果table已經被analyze過, 最佳化器模式將自動成為CBO , 反之,資料庫將採用RULE形式的最佳化器.

　　在預設情況下,ORACLE採用CHOOSE最佳化器, 為了避免那些不必要的全表掃描(full table scan) , 你必須盡量避免使用CHOOSE最佳化器,而直接採用基於規則或者基於成本的最佳化器.

　　2. 訪問Table的方式

　　ORACLE 採用兩種訪問表中記錄的方式:

　　a. 全表掃描

　　全表掃描就是順序地訪問表中每條記錄. ORACLE採用一次讀入多個資料區塊(database block)的方式最佳化全表掃描.

　　b. 通過ROWID訪問表

　 　你可以採用基於ROWID的訪問方式情況,提高訪問表的效率, , ROWID包含了表中記錄的物理位置資訊..ORACLE採用索引(INDEX)實現了資料和存放資料的物理位置(ROWID)之間的聯絡. 通常索引提供了快速存取ROWID的方法,因此那些基於索引列的查詢就可以得到效能上的提高.

　　3. 共用SQL語句

　 　為了不重複解析相同的SQL語句,在第一次解析之後, ORACLE將SQL語句存放在記憶體中.這塊位於系統全域地區SGA(system global area)的共用池(shared buffer pool)中的記憶體可以被所有的資料庫使用者共用. 因此,當你執行一個SQL語句(有時被稱為一個遊標)時,如果它 和之前的執行過的語句完全相同, ORACLE就能很快獲得已經被解析的語句以及最好的執行路徑. ORACLE的這個功能大大地提高了SQL的執行效能並節省了記憶體的使用.

　　可惜的是ORACLE只對簡單的表提供高速緩衝(cache buffering) ,這個功能並不適用於多表串連查詢.

　　資料庫管理員必須在init.ora中為這個地區設定合適的參數,當這個記憶體地區越大,就可以保留更多的語句,當然被共用的可能性也就越大了.

　　當你向ORACLE 提交一個SQL語句,ORACLE會首先在這塊記憶體中尋找相同的語句.

　　這裡需要註明的是,ORACLE對兩者採取的是一種嚴格匹配,要達成共用,SQL語句必須完全相同(包括空格,換行等).

　　共用的語句必須滿足三個條件:

　　A. 字元級的比較:

　　當前被執行的語句和共用池中的語句必須完全相同.

　　例如:

　　SELECT * FROM EMP;

　　和下列每一個都不同

　　SELECT * from EMP;

　　Select * From Emp;

　　SELECT * FROM EMP;

　　B. 兩個語句所指的對象必須完全相同:

　　例如:

　　使用者 對象名 如何訪問

　　Jack sal_limit private synonym

　　Work_city public synonym

　　Plant_detail public synonym

　　Jill sal_limit private synonym

　　Work_city public synonym

　　Plant_detail table owner

　　考慮一下下列SQL語句能否在這兩個使用者之間共用.

　　SQL能否共用，原因

select max(sal_cap) from sal_limit;

　　不能。每個使用者都有一個private synonym - sal_limit , 它們是不同的對象

　　select count(*0 from work_city where sdesc like 'NEW%';

　　能。兩個使用者訪問相同的對象public synonym - work_city

select a.sdesc,b.location from work_city a , plant_detail b where a.city_id = b.city_id

　　不能。使用者jack 通過private synonym訪問plant_detail 而jill 是表的所有者,對象不同.

　　C. 兩個SQL語句中必須使用相同的名字的綁定變數(bind variables)

　　例如：

　　第一組的兩個SQL語句是相同的(可以共用),而第二組中的兩個語句是不同的(即使在運行時,賦於不同的綁定變數相同的值)

　　a.

　　select pin , name from people where pin = :blk1.pin;
　　select pin , name from people where pin = :blk1.pin;

　　b.

　　select pin , name from people where pin = :blk1.ot_ind;
　　select pin , name from people where pin = :blk1.ov_ind;
4. 選擇最有效率的表名順序(只在基於規則的最佳化器中有效)

　　ORACLE的解析器按照從右至左的順序處理FROM子句中的表 名,因此FROM子句中寫在最後的表(基礎資料表 driving table)將被最先處理. 在FROM子句中包含多個表的情況下,你必須選擇記錄條數最少的表作為基礎資料表.當ORACLE處理多個表時, 會運用排序及合并的方式串連它們.首先,掃描第一個表(FROM子句中最後的那個表)並對記錄進行派序,然後掃描第二個表(FROM子句中最後第二個 表),最後將所有從第二個表中檢索出的記錄與第一個表中合適記錄進行合并.

　　例如:

　　表 TAB1 16,384 條記錄

　　表 TAB2 1 條記錄

　　選擇TAB2作為基礎資料表 (最好的方法)

select count(*) from tab1,tab2 執行時間0.96秒
　　選擇TAB2作為基礎資料表 (不佳的方法)

select count(*) from tab2,tab1 執行時間26.09秒
　　如果有3個以上的表串連查詢, 那就需要選擇交叉表(intersection table)作為基礎資料表, 交叉表是指那個被其他表所引用的表.

　　例如:

　　EMP表描述了LOCATION表和CATEGORY表的交集.

SELECT *

FROM LOCATION L ,

CATEGORY C,

EMP E

WHERE E.EMP_NO BETWEEN 1000 AND 2000

AND E.CAT_NO = C.CAT_NO

AND E.LOCN = L.LOCN
　　將比下列SQL更有效率

SELECT *

FROM EMP E ,

LOCATION L ,

CATEGORY C

WHERE E.CAT_NO = C.CAT_NO

AND E.LOCN = L.LOCN

AND E.EMP_NO BETWEEN 1000 AND 2000
　　5. WHERE子句中的串連順序．

　　ORACLE採用自下而上的順序解析WHERE子句,根據這個原理,表之間的串連必須寫在其他WHERE條件之前, 那些可以過濾掉最大數量記錄的條件必須寫在WHERE子句的末尾.

　　例如: (低效,執行時間156.3秒)

SELECT …

FROM EMP E

WHERE SAL >50000

AND JOB = ‘MANAGER'

AND 25 < (SELECT COUNT(*) FROM EMP

WHERE MGR=E.EMPNO);
　　(高效,執行時間10.6秒)

SELECT …

FROM EMP E

WHERE 25 < (SELECT COUNT(*) FROM EMP

WHERE MGR=E.EMPNO)

AND SAL >50000

AND JOB = ‘MANAGER';
　　6. SELECT子句中避免使用 ‘ * ‘

　 　當你想在SELECT子句中列出所有的COLUMN時,使用動態SQL列引用 ‘*' 是一個方便的方法.不幸的是,這是一個非常低效的方法. 實際上,ORACLE在解析的過程中, 會將'*' 依次轉換成所有的列名, 這個工作是通過查詢資料字典完成的, 這意味著將耗費更多的時間.

　　7. 減少訪問資料庫的次數

　　當執行每條SQL語句時, ORACLE在內部執行了許多工作: 解析SQL語句, 估算索引的利用率, 綁定變數 , 讀資料區塊等等. 由此可見, 減少訪問資料庫的次數 , 就能實際上減少ORACLE的工作量.

　　例如, 以下有三種方法可以檢索出僱員號等於0342或0291的職員.

　　方法1 (最低效)

SELECT EMP_NAME , SALARY , GRADE

FROM EMP

WHERE EMP_NO = 342;

SELECT EMP_NAME , SALARY , GRADE

FROM EMP

WHERE EMP_NO = 291;
　　方法2 (次低效)

DECLARE

CURSOR C1 (E_NO NUMBER) IS

SELECT EMP_NAME,SALARY,GRADE

FROM EMP

WHERE EMP_NO = E_NO;

BEGIN

OPEN C1(342);

FETCH C1 INTO …,..,.. ;

…..

OPEN C1(291);

FETCH C1 INTO …,..,.. ;

CLOSE C1;

END;
　　方法3 (高效)

SELECT A.EMP_NAME , A.SALARY , A.GRADE,

B.EMP_NAME , B.SALARY , B.GRADE

FROM EMP A,EMP B

WHERE A.EMP_NO = 342

AND B.EMP_NO = 291;
　　注意:

　　在SQL*Plus , SQL*Forms和Pro*C中重新設定ARRAYSIZE參數, 可以增加每次資料庫訪問的檢索資料量 ,建議值為200。
8. 使用DECODE函數來減少處理時間

　　使用DECODE函數可以避免重複掃描相同記錄或重複串連相同的表.

　　例如:

SELECT COUNT(*)，SUM(SAL) FROM　EMP
WHERE DEPT_NO = 0020
AND ENAME LIKE　‘SMITH%';

SELECT COUNT(*)，SUM(SAL)
FROM　EMP
WHERE DEPT_NO = 0030
AND ENAME LIKE　‘SMITH%';
　　你可以用DECODE函數高效地得到相同結果

SELECT COUNT(DECODE(DEPT_NO,0020,'X',NULL)) D0020_COUNT,
COUNT(DECODE(DEPT_NO,0030,'X',NULL)) D0030_COUNT,
SUM(DECODE(DEPT_NO,0020,SAL,NULL)) D0020_SAL,
SUM(DECODE(DEPT_NO,0030,SAL,NULL)) D0030_SAL
FROM EMP WHERE ENAME LIKE ‘SMITH%';
　　類似的,DECODE函數也可以運用於GROUP BY 和ORDER BY子句中.

　　9. 整合簡單,無關聯的資料庫訪問

　　如果你有幾個簡單的資料庫查詢語句,你可以把它們整合到一個查詢中(即使它們之間沒有關係)

　　例如:

SELECT NAME FROM EMP
WHERE EMP_NO = 1234;

SELECT NAME FROM DPT
WHERE DPT_NO = 10 ;

SELECT NAME FROM CAT
WHERE CAT_TYPE = ‘RD';
　　上面的3個查詢可以被合并成一個:

SELECT E.NAME , D.NAME , C.NAME FROM CAT C , DPT D , EMP E,DUAL X
WHERE NVL(‘X',X.DUMMY) = NVL(‘X',E.ROWID(+))
AND NVL(‘X',X.DUMMY) = NVL(‘X',D.ROWID(+))
AND NVL(‘X',X.DUMMY) = NVL(‘X',C.ROWID(+))
AND E.EMP_NO(+) = 1234
AND D.DEPT_NO(+) = 10
AND C.CAT_TYPE(+) = ‘RD';
　　(譯者按: 雖然採取這種方法,效率得到提高,但是程式的可讀性大大降低,所以讀者 還是要權衡之間的利弊)

　　10. 重複資料刪除記錄

　　最高效的重複資料刪除記錄方法 ( 因為使用了ROWID)

DELETE FROM EMP E
WHERE E.ROWID >(SELECT MIN(X.ROWID)
FROM EMP X
WHERE X.EMP_NO = E.EMP_NO);
　　11. 用TRUNCATE替代DELETE

　　當刪除表中的記錄時,在通常情況下, 復原段(rollback segments ) 用來存放可以被恢複的資訊. 如果你沒有COMMIT事務,ORACLE會將資料恢複到刪除之前的狀態(準確地說是恢複到執行刪除命令之前的狀況) ，而當運用TRUNCATE時, 復原段不再存放任何可被恢複的資訊.當命令運行後,資料不能被恢複.因此很少的資源被調用,執行時間也會很短。(註： TRUNCATE只在刪除全表適用,TRUNCATE是DDL不是DML)

　　12. 盡量多使用COMMIT

　　只要有可能,在程式中盡量多使用COMMIT, 這樣程式的效能得到提高,需求也會因為COMMIT所釋放的資源而減少:

　　COMMIT所釋放的資源:

　　a. 復原段上用於恢複資料的資訊.

　　b. 被程式語句獲得的鎖

　　c. redo log buffer 中的空間

　　d. Oracle為管理上述3種資源中的內部花費

　　(註：在使用COMMIT時必須要注意到事務的完整性,現實中效率和事務完整性往往是魚和熊掌不可得兼)

　　如果DECODE取值為NULL，SUM（NULL）的值是NULL -->如果所有的值都是NULL , SUM(NULL) = NULL 但是只要有一個值不是NULL,SUM() <>NULL 所以原SQL應該沒有什麼邏輯上的問題

　 　關於第八點的個人看法：如果DECODE取值為NULL，SUM（NULL）的值是NULL，不會正常求和的。可以改成如下所示就好了： SELECT COUNT(DECODE(DEPT_NO,0020,'X',NULL)) D0020_COUNT, COUNT(DECODE(DEPT_NO,0030,'X',NULL)) D0030_COUNT, SUM(DECODE(DEPT_NO,0020,SAL,0)) D0020_SAL, SUM(DECODE(DEPT_NO,0030,SAL,0)) D0030_SAL FROM EMP WHERE ENAME LIKE ‘SMITH%';