哈尔滨优质官网建站企业,怎么往网站里做游戏,如何网站优化排名,寒亭营销型网站建设简介#xff1a;本文全面详细介绍oracle执行计划的相关的概念#xff0c;访问数据的存取方法#xff0c;表之间的连接等内容。并有总结和概述#xff0c;便于理解与记忆!目录---一#xff0e;相关的概念Rowid的概念Recursive Sql概念Predicate(谓词)DRiving Table(驱动表)… 简介 本文全面详细介绍oracle执行计划的相关的概念访问数据的存取方法表之间的连接等内容。 并有总结和概述便于理解与记忆! 目录 --- 一相关的概念 Rowid的概念 Recursive Sql概念 Predicate(谓词) DRiving Table(驱动表) Probed Table(被探查表) 组合索引(concatenated index) 可选择性(selectivity) 二oracle访问数据的存取方法 1 全表扫描Full Table Scans FTS 2 通过ROWID的表存取Table Access by ROWID或rowid lookup 3索引扫描Index Scan或index lookup有4种类型的索引扫描 1 索引唯一扫描index unique scan 2 索引范围扫描index range scan 在非唯一索引上都使用索引范围扫描。使用index rang scan的3种情况 a 在唯一索引列上使用了range操作符 between b 在组合索引上只使用部分列进行查询导致查询出多行 c 对非唯一索引列上进行的任何查询。 3 索引全扫描index full scan 4 索引快速扫描index fast full scan 三、表之间的连接 1排序 - - 合并连接Sort Merge Join SMJ 2嵌套循环Nested Loops NL 3哈希连接Hash Join HJ 另外笛卡儿乘积Cartesian Product 总结Oracle连接方法 Oracle执行计划总结概述 一相关的概念Rowid的概念rowid是一个伪列既然是伪列那么这个列就不是用户定义而是系统自己给加上的。 对每个表都有一个rowid的伪列但是表中并不物理存储ROWID列的值。不过你可以像使用其它列那样使用它但是不能删除改列也不能对该列的值进行 修改、插入。一旦一行数据插入数据库则rowid在该行的生命周期内是唯一的即即使该行产生行迁移行的rowid也不会改变。 Recursive SQL概念有时为了执行用户发出的一个sql语句Oracle必须执行一些额外的语句我们将这些额外的语句称之为recursive calls或recursive SQL statements.如当一个DDL语句发出后ORACLE总是隐含的发出一些recursive SQL语句来修改数据字典信息以便用户可以成功的执行该DDL语句。当需要的数据字典信息没有在共享内存中时经常会发生Recursive calls这些Recursive calls会将数据字典信息从硬盘读入内存中。用户不比关心这些recursive SQL语句的执行情况在需要的时候ORACLE会自动的在内部执行这些语句。当然DML语句与SELECT都可能引起recursive SQL.简单的说我们可以将触发器视为recursive SQL. Row Source行源用在查询中由上一操作返回的符合条件的行的集合即可以是表的全部行数据的集合也可以是表的部分行数据的集合也可以为对上2个row source进行连接操作如join连接后得到的行数据集合。 Predicate谓词一个查询中的WHERE限制条件 Driving Table驱动表该表又称为外层表OUTER TABLE。这个概念用于嵌套与HASH连接中。如果该row source返回较多的行数据则对所有的后续操作有负面影响。注意此处虽然翻译为驱动表但实际上翻译为驱动行源driving row source更为确切。一般说来是应用查询的限制条件后返回较少行源的表作为驱动表所以如果一个大表在WHERE条件有有限制条件如等值限 制则该大表作为驱动表也是合适的所以并不是只有较小的表可以作为驱动表正确说法应该为应用查询的限制条件后返回较少行源的表作为驱动表。在执行 计划中应该为靠上的那个row source后面会给出具体说明。在我们后面的描述中一般将该表称为连接操作的row source 1. Probed Table被探查表该表又称为内层表INNER TABLE。在我们从驱动表中得到具体一行的数据后在该表中寻找符合连接条件的行。所以该表应当为大表实际上应该为返回较大row source的表且相应的列上应该有索引。在我们后面的描述中一般将该表称为连接操作的row source 2. 组合索引concatenated index由多个列构成的索引如create index idx_emp on empcol1 col2 col3 ……则我们称idx_emp索引为组合索引。在组合索引中有一个重要的概念引导列leading column在上面的例子中col1列为引导列。当我们进行查询时可以使用“where col1 ”也可以使用“where col1 and col2 ”这样的限制条件都会使用索引但是“where col2 ”查询就不会使用该索引。所以限制条件中包含先导列时该限制条件才会使用该组合索引。 可选择性selectivity比较一下列中唯一键的数量和表中的行数就可以判断该列的可选择性。 如果该列的“唯一键的数量/表中的行数”的比值越接近1则该列的可选择性越高该列就越适合创建索引同样索引的可选择性也越高。在可选择性高的列上进 行查询时返回的数据就较少比较适合使用索引查询。二oracle访问数据的存取方法1 全表扫描Full Table Scans FTS 为实现全表扫描Oracle读取表中所有的行并检查每一行是否满足语句的WHERE限制条件一个多块读操作可以使一次I/O能读取多块数据块db_block_multiblock_read_count参数设定而不是只读取一个数据块这极大的减 少了I/O总次数提高了系统的吞吐量所以利用多块读的方法可以十分高效地实现全表扫描而且只有在全表扫描的情况下才能使用多块读操作。在这种访问模 式下每个数据块只被读一次。 使用FTS的前提条件在较大的表上不建议使用全表扫描除非取出数据的比较多超过总量的5% —— 10%或你想使用并行查询功能时。 使用全表扫描的例子 SQL explain plan for select * from dual;Query Plan ----------------------------------------- SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost TABLE ACCESS FULL DUAL2 通过ROWID的表存取Table Access by ROWID或rowid lookup 行的ROWID指出了该行所在的数据文件、数据块以及行在该块中的位置所以通过ROWID来存取数据可以快速定位到目标数据上是Oracle存取单行数据的最快方法。 这种存取方法不会用到多块读操作一次I/O只能读取一个数据块。我们会经常在执行计划中看到该存取方法如通过索引查询数据。 使用ROWID存取的方法 SQL explain plan for select * from dept where rowid AAAAyGAADAAAAATAAFQuery Plan ------------------------------------ SELECT STATEMENT [CHOOSE] Cost1 TABLE ACCESS BY ROWID DEPT [ANALYZED]3索引扫描Index Scan或index lookup 我们先通过index查找到数据对应的rowid值对于非唯一索引可能返回多个rowid值然后根据rowid直接从表中得到具体的数据这 种查找方式称为索引扫描或索引查找index lookup。一个rowid唯一的表示一行数据该行对应的数据块是通过一次i/o得到的在此情况下该次i/o只会读取一个数据库块。 在索引中除了存储每个索引的值外索引还存储具有此值的行对应的ROWID值。 索引扫描可以由2步组成1 扫描索引得到对应的rowid值。 2 通过找到的rowid从表中读出具体的数据。 每步都是单独的一次I/O但是对于索引由于经常使用绝大多数都已经CACHE到内存中所以第1步的 I/O经常是逻辑I/O即数据可以从内存中得到。但是对于第2步来说如果表比较大则其数据不可能全在内存中所以其I/O很有可能是物理I/O这 是一个机械操作相对逻辑I/O来说是极其费时间的。所以如果多大表进行索引扫描取出的数据如果大于总量的5% —— 10%使用索引扫描会效率下降很多。如下列所示SQL explain plan for select empno ename from emp where empno10 Query Plan ------------------------------------ SELECT STATEMENT [CHOOSE] Cost1 TABLE ACCESS BY ROWID EMP [ANALYZED] INDEX UNIQUE SCAN EMP_I1但是如果查询的数据能全在索引中找到就可以避免进行第2步操作避免了不必要的I/O此时即使通过索引扫描取出的数据比较多效率还是很高的 SQL explain plan for select empno from emp where empno10;-- 只查询empno列值 Query Plan ------------------------------------ SELECT STATEMENT [CHOOSE] Cost1 INDEX UNIQUE SCAN EMP_I1 进一步讲如果sql语句中对索引列进行排序因为索引已经预先排序好了所以在执行计划中不需要再对索引列进行排序 SQL explain plan for select empno, ename from emp where empno 7876 order by empno; Query Plan -------------------------------------------------------------------------------- SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost1 TABLE ACCESS BY ROWID EMP [ANALYZED] INDEX RANGE SCAN EMP_I1 [ANALYZED] 从这个例子中可以看到因为索引是已经排序了的所以将按照索引的顺序查询出符合条件的行因此避免了进一步排序操作。 根据索引的类型与where限制条件的不同有4种类型的索引扫描 索引唯一扫描index unique scan 索引范围扫描index range scan 索引全扫描index full scan 索引快速扫描index fast full scan1 索引唯一扫描index unique scan 通过唯一索引查找一个数值经常返回单个ROWID.如果存在UNIQUE 或PRIMARY KEY 约束它保证了语句只存取单行的话Oracle经常实现唯一性扫描。 使用唯一性约束的例子 SQL explain plan for select empnoename from emp where empno10 Query Plan ------------------------------------ SELECT STATEMENT [CHOOSE] Cost1 TABLE ACCESS BY ROWID EMP [ANALYZED] INDEX UNIQUE SCAN EMP_I12 索引范围扫描index range scan 使用一个索引存取多行数据在唯一索引上使用索引范围扫描的典型情况下是在谓词where限制条件中使用了范围操作符如、、、、、between 使用索引范围扫描的例子 SQL explain plan for select empnoename from emp where empno 7876 order by empno Query Plan -------------------------------------------------------------------------------- SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost1 TABLE ACCESS BY ROWID EMP [ANALYZED] INDEX RANGE SCAN EMP_I1 [ANALYZED]在非唯一索引上谓词col 5可能返回多行数据所以在非唯一索引上都使用索引范围扫描。 使用index rang scan的3种情况 a 在唯一索引列上使用了range操作符 between b 在组合索引上只使用部分列进行查询导致查询出多行 c 对非唯一索引列上进行的任何查询。3 索引全扫描index full scan 与全表扫描对应也有相应的全索引扫描。而且此时查询出的数据都必须从索引中可以直接得到。 全索引扫描的例子 An Index full scan will not perform. single block i/os 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 empnoename Query Plan -------------------------------------------------------------------------------- SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost26 INDEX FULL SCAN BE_IX [ANALYZED]4 索引快速扫描index fast full scan 扫描索引中的所有的数据块与 index full scan很类似但是一个显著的区别就是它不对查询出的数据进行排序即数据不是以排序顺序被返回。在这种存取方法中可以使用多块读功能也可以使用并行读入以便获得最大吞吐量与缩短执行时间。 索引快速扫描的例子 BE_IX索引是一个多列索引 big_emp empnoename SQL explain plan for select empnoename from big_emp Query Plan ------------------------------------------ SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost1 INDEX FAST FULL SCAN BE_IX [ANALYZED] 只选择多列索引的第2列 SQL explain plan for select ename from big_emp Query Plan ------------------------------------------ SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost1 INDEX FAST FULL SCAN BE_IX [ANALYZED]三、表之间的连接Join是一种试图将两个表结合在一起的谓词一次只能连接2个表表连接也可以被称为表关联。在后面的叙 述中我们将会使用“row source”来代替“表”因为使用row source更严谨一些并且将参与连接的2个row source分别称为row source1和row source 2.Join过程的各个步骤经常是串行操作即使相关的row source可以被并行访问即可以并行的读取做join连接的两个row source的数据但是在将表中符合限制条件的数据读入到内存形成row source后join的其它步骤一般是串行的。有多种方法可以将2个表连接起来当然每种方法都有自己的优缺点每种连接类型只有在特定的条件下才会 发挥出其最大优势。 row source表之间的连接顺序对于查询的效率有非常大的影响。通过首先存取特定的表即将该表作为驱动表这样可以先应用某些限制条件从而得到一个 较小的row source使连接的效率较高这也就是我们常说的要先执行限制条件的原因。一般是在将表读入内存时应用where子句中对该表的限制条件。 根据2个row source的连接条件的中操作符的不同可以将连接分为等值连接如WHERE A.COL3 B.COL4、非等值连接WHERE A.COL3 B.COL4、外连接WHERE A.COL3 B.COL4。上面的各个连接的连接原理都基本一样所以为了简单期间下面以等值连接为例进行介绍。 在后面的介绍中都以以下Sql为例进行说明 SELECT A.COL1 B.COL2FROM A B WHERE A.COL3 B.COL4 假设A表为Row Soruce1则其对应的连接操作关联列为COL 3B表为Row Soruce2则其对应的连接操作关联列为COL 4 连接类型 目前为止无论连接操作符如何典型的连接类型共有3种 排序 - - 合并连接Sort Merge Join SMJ 嵌套循环Nested Loops NL 哈希连接Hash Join另外还有一种Cartesian product笛卡尔积一般情况下尽量避免使用。1排序 - - 合并连接Sort Merge Join SMJ内部连接过程 1 首先生成row source1需要的数据然后对这些数据按照连接操作关联列如A.col3进行排序。 2 随后生成row source2需要的数据然后对这些数据按照与sort source1对应的连接操作关联列如B.col4进行排序。 3 最后两边已排序的行被放在一起执行合并操作即将2个row source按照连接条件连接起来 下面是连接步骤的图形表示 MERGE /\ SORTSORT || Row Source 1Row Source 2如果row source已经在连接关联列上被排序则该连接操作就不需要再进行sort操作这样可以大大提高这种连接操作的连接速度因为排序是个极其费资源的操 作特别是对于较大的表。预先排序的row source包括已经被索引的列如a.col3或b.col4上有索引或row source已经在前面的步骤中被排序了。尽管合并两个row source的过程是串行的但是可以并行访问这两个row source如并行读入数据并行排序。 SMJ连接的例子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] Cost17 MERGE JOIN SORT JOIN TABLE ACCESS FULL EMP [ANALYZED] SORT JOIN TABLE ACCESS FULL DEPT [ANALYZED] 排序是一个费时、费资源的操作特别对于大表。基于这个原因SMJ经常不是一个特别有效的连接方法但是如果2个row source都已经预先排序则这种连接方法的效率也是蛮高的。 2嵌套循环Nested Loops NL 这个连接方法有驱动表外部表的概念。其实该连接过程就是一个2层嵌套循环所以外层循环的次数越少越好这也就是我们为什么将小表或返回较小 row source的表作为驱动表用于外层循环的理论依据。但是这个理论只是一般指导原则因为遵循这个理论并不能总保证使语句产生的I/O次数最少。有时 不遵守这个理论依据反而会获得更好的效率。如果使用这种方法决定使用哪个表作为驱动表很重要。有时如果驱动表选择不正确将会导致语句的性能很差、很差。 内部连接过程 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从内部连接过程来看需要用row source1中的每一行去匹配row source2中的所有行所以此时保持row source1尽可能的小与高效的访问row source2一般通过索引实现是影响这个连接效率的关键问题。这只是理论指导原则目的是使整个连接操作产生最少的物理I/O次数而且如果遵守这 个原则一般也会使总的物理I/O数最少。但是如果不遵从这个指导原则反而能用更少的物理I/O实现连接操作那尽管违反指导原则吧因为最少的物理 I/O次数才是我们应该遵从的真正的指导原则在后面的具体案例分析中就给出这样的例子。 在上面的连接过程中我们称Row source1为驱动表或外部表。Row Source2被称为被探查表或内部表。 在NESTED LOOPS连接中Oracle读取row source1中的每一行然后在row sourc2中检查是否有匹配的行所有被匹配的行都被放到结果集中然后处理row source1中的下一行。这个过程一直继续直到row source1中的所有行都被处理。这是从连接操作中可以得到第一个匹配行的最快的方法之一这种类型的连接可以用在需要快速响应的语句中以响应速度为 主要目标。 如果driving row source外部表比较小并且在inner row source内部表上有唯一索引或有高选择性非唯一索引时使用这种方法可以得到较好的效率。NESTED LOOPS有其它连接方法没有的的一个优点是可以先返回已经连接的行而不必等待所有的连接操作处理完才返回数据这可以实现快速的响应时间。 如果不使用并行操作最好的驱动表是那些应用了where 限制条件后可以返回较少行数据的的表所以大表也可能称为驱动表关键看限制条件。对于并行查询我们经常选择大表作为驱动表因为大表可以充分利用并 行功能。当然有时对查询使用并行操作并不一定会比查询不使用并行操作效率高因为最后可能每个表只有很少的行符合限制条件而且还要看你的硬件配置是否 可以支持并行如是否有多个CPU多个硬盘控制器所以要具体问题具体对待。 NL连接的例子 SQL explain plan for select a.dnameb.sql from dept aemp b where a.deptno b.deptno Query Plan ------------------------- SELECT STATEMENT [CHOOSE] Cost5 NESTED LOOPS TABLE ACCESS FULL DEPT [ANALYZED] TABLE ACCESS FULL EMP [ANALYZED] 3哈希连接Hash Join HJ 这种连接是在oracle 7.3以后引入的从理论上来说比NL与SMJ更高效而且只用在CBO优化器中。 较小的row source被用来构建hash table与bitmap第2个row source被用来被hansed并与第一个row source生成的hash table进行匹配以便进行进一步的连接。Bitmap被用来作为一种比较快的查找方法来检查在hash table中是否有匹配的行。特别的当hash table比较大而不能全部容纳在内存中时这种查找方法更为有用。这种连接方法也有NL连接中所谓的驱动表的概念被构建为hash table与bitmap的表为驱动表当被构建的hash table与bitmap能被容纳在内存中时这种连接方式的效率极高。 HASH连接的例子 SQL explain plan for select/* use_hashemp */empno from emp dept where emp.deptno dept.deptno Query Plan ---------------------------- SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost3 HASH JOIN TABLE ACCESS FULL DEPT TABLE ACCESS FULL EMP 要使哈希连接有效需要设置HASH_JOIN_ENABLEDTRUE缺省情况下该参数为TRUE另外不要忘了还要设置 hash_area_size参数以使哈希连接高效运行因为哈希连接会在该参数指定大小的内存中运行过小的参数会使哈希连接的性能比其他连接方式还 要低。另外笛卡儿乘积Cartesian Product 当两个row source做连接但是它们之间没有关联条件时就会在两个row source中做笛卡儿乘积这通常由编写代码疏漏造成即程序员忘了写关联条件。笛卡尔乘积是一个表的每一行依次与另一个表中的所有行匹配。在特殊情况下我们可以使用笛卡儿乘积如在星形连接中除此之外我们要尽量不使用笛卡儿乘积否则自己想结果是什么吧 注意在下面的语句中在2个表之间没有连接。 SQL explain plan for select emp.deptnodeptdeptno from empdept Query Plan ------------------------ SLECT STATEMENT [CHOOSE] Cost5 MERGE JOIN CARTESIAN TABLE ACCESS FULL DEPT SORT JOIN TABLE ACCESS FULL EMP CARTESIAN关键字指出了在2个表之间做笛卡尔乘积。假如表emp有n行dept表有m行笛卡尔乘积的结果就是得到n * m行结果。 最后总结一下在哪种情况下用哪种连接方法比较好 排序 - - 合并连接Sort Merge Join SMJ a 对于非等值连接这种连接方式的效率是比较高的。 b 如果在关联的列上都有索引效果更好。 c 对于将2个较大的row source做连接该连接方法比NL连接要好一些。 d 但是如果sort merge返回的row source过大则又会导致使用过多的rowid在表中查询数据时数据库性能下降因为过多的I/O. 嵌套循环Nested Loops NL a 如果driving row source外部表比较小并且在inner row source内部表上有唯一索引或有高选择性非唯一索引时使用这种方法可以得到较好的效率。 b NESTED LOOPS有其它连接方法没有的的一个优点是可以先返回已经连接的行而不必等待所有的连接操作处理完才返回数据这可以实现快速的响应时间。 哈希连接Hash Join HJ a 这种方法是在oracle7后来引入的使用了比较先进的连接理论一般来说其效率应该好于其它2种连接但是这种连接只能用在CBO优化器中而且需要设置合适的hash_area_size参数才能取得较好的性能。 b 在2个较大的row source之间连接时会取得相对较好的效率在一个row source较小时则能取得更好的效率。 c 只能用于等值连接中 Oracle执行计划的概述 --- Oracle执行计划的相关概念Rowid系统给oracle数据的每行附加的一个伪列包含数据表名称数据库id存储数据库id以及一个流水号等信息rowid在行的生命周期内唯一。 Recursive sql为了执行用户语句系统附加执行的额外操作语句譬如对数据字典的维护等。 Row source行源oracle执行步骤过程中由上一个操作返回的符合条件的行的集合。 Predicate谓词where后的限制条件。 Driving table驱动表又称为连接的外层表主要用于嵌套与hash连接中。一般来说是将应用限制条件后返回较少行源的表作为驱动表。在后面的描述中将driving table称为连接操作的row source 1。 Probed table被探查表连接的内层表在我们从driving table得到具体的一行数据后在probed table中寻找符合条件的行所以该表应该为较大的row source并且对应连接条件的列上应该有索引。在后面的描述中一般将该表称为连接操作的row source 2. Concatenated index组合索引一个索引如果由多列构成那么就称为组合索引组合索引的第一列为引导列只有谓词中包含引导列时索引才可用。 可选择性表中某列的不同数值数量/表的总行数如果接近于1则列的可选择性为高。Oracle访问数据的存取方法Full table scans, FTS(全表扫描)通过设置db_block_multiblock_read_count可以设置一次IO能读取的数据块个数从而有效减少全表扫描时的IO总次数也就是通过预读机制将将要访问的数据块预先读入内存中。只有在全表扫描情况下才能使用多块读操作。 Table Access by rowed通过rowid存取表rowid lookup由于rowid中记录了行存储的位置所以这是oracle存取单行数据的最快方法。 Index scan索引扫描index lookup在索引中除了存储每个索引的值外索引还存储具有此值的行对应的rowid值索引扫描分两步1扫描索引得到rowid2通过 rowid读取具体数据。每步都是单独的一次IO所以如果数据经限制条件过滤后的总量大于原表总行数的5%10,则使用索引扫描效率下降很多。而如果结果数据能够全部在索引中找到则可以避免第二步操作从而加快检索速度。 根据索引类型与where限制条件的不同有4种类型的索引扫描 Index unique scan索引唯一扫描存在unique或者primary key的情况下返回单个rowid数据内容。 Index range scan索引范围扫描1在唯一索引上使用了range操作符,,,,,between2在组合索引上只使用部分列进行查询3对非唯一索引上的列进行的查询。 Index full scan索引全扫描需要查询的数据从索引中可以全部得到。 Index fast full scan索引快速扫描与index full scan类似但是这种方式下不对结果进行排序。目前为止典型的连接类型有3种Sort merge joinSMJ排序合并连接首先生产driving table需要的数据然后对这些数据按照连接操作关联列进行排序然后生产probed table需要的数据然后对这些数据按照与driving table对应的连接操作列进行排序最后两边已经排序的行被放在一起执行合并操作。排序是一个费时、费资源的操作特别对于大表。所以smj通常不是一个特别有效的连接方法但是如果driving table和probed table都已经预先排序则这种连接方法的效率也比较高。 Nested loopsNL嵌套循环连接过程就是将driving table和probed table进行一次嵌套循环的过程。就是用driving table的每一行去匹配probed table 的所有行。Nested loops可以先返回已经连接的行而不必等待所有的连接操作处理完成才返回数据这可以实现快速的响应时间。 Hash join哈希连接较小的row source被用来构建hash table与bitmap第二个row source用来被hashed并与第一个row source生产的hash table进行匹配。以便进行进一步的连接。当被构建的hash table与bitmap能被容纳在内存中时这种连接方式的效率极高。但需要设置合适的hash_area_size参数且只能用于等值连接中。 另外还有一种连接类型Cartesian product笛卡尔积表的每一行依次与另外一表的所有行匹配一般情况下尽量避免使用。
