Oracle sql 优化

接下来讲解下关于oracle sql优化的一些知识
大家都知道，想优化sql 需要从sql语句下手，即sql执行过程
下图是oracle的执行计划

- 执行计划的参数
通过F5查看到的执行计划，其实是pl/sql developer工具内部执行查询 plan_table表然后格式化的结果。
select * from plan_table where statement_id＝’…’。其中
Description列描述当前的数据库操作，
Object owner列表示对象所属用户，
Object name表示操作的对象，
Cost列表示当前操作的代价（消耗），这个列基本上就是评价SQL语句的优劣，
Cardinality列表示操作影响的行数，
Bytes列表示字节数

**- 利用执行计划评估SQL语句的性能**1、 打开熟悉的查看工具：PL/SQL Developer。
在PL/SQL Developer中写好一段SQL代码后，按F5，PL/SQL Developer会自动打开执行计划窗口，显示该SQL的执行计划。

2、 查看总COST，获得资源耗费的总体印象
一般而言，执行计划第一行所对应的COST(即成本耗费)值，反应了运行这段SQL的总体估计成本，单看这个总成本没有实际意义，但可以拿它与相同逻辑不同执行计划的SQL的总体COST进行比较，通常COST低的执行计划要好一些。

3、 按照从左至右，从上至下的方法，了解执行计划的执行步骤
执行计划按照层次逐步缩进，从左至右看，缩进最多的那一步，最先执行，如果缩进量相同，则按照从上而下的方法判断执行顺序，可粗略认为上面的步骤优先执行。每一个执行步骤都有对应的COST,可从单步COST的高低，以及单步的估计结果集（对应ROWS/基数），来分析表的访问方式，连接顺序以及连接方式是否合理。

4、 分析表的访问方式
表的访问方式主要是两种：全表扫描（TABLE ACCESS FULL）和索引扫描(INDEX SCAN)，如果表上存在选择性很好的索引，却走了全表扫描，而且是大表的全表扫描，就说明表的访问方式可能存在问题；若大表上没有合适的索引而走了全表扫描，就需要分析能否建立索引，或者是否能选择更合适的表连接方式和连接顺序以提高效率。

5、 分析表的连接方式和连接顺序
表的连接顺序：就是以哪张表作为驱动表来连接其他表的先后访问顺序。
表的连接方式：简单来讲，就是两个表获得满足条件的数据时的连接过程。主要有三种表连接方式，嵌套循环（NESTED LOOPS）、哈希连接（HASH JOIN）和排序-合并连接（SORT MERGE JOIN）。我们常见得是嵌套循环和哈希连接。
嵌套循环：最适用也是最简单的连接方式。类似于用两层循环处理两个游标，外层游标称作驱动表，Oracle检索驱动表的数据，一条一条的代入内层游标，查找满足WHERE条件的所有数据，因此内层游标表中可用索引的选择性越好，嵌套循环连接的性能就越高。
哈希连接：先将驱动表的数据按照条件字段以散列的方式放入内存，然后在内存中匹配满足条件的行。哈希连接需要有合适的内存，而且必须在CBO优化模式下，连接两表的WHERE条件有等号的情况下才可以使用。哈希连接在表的数据量较大，表中没有合适的索引可用时比嵌套循环的效率要高。

总结两点：
1、这里看到的执行计划，只是SQL运行前可能的执行方式，实际运行时可能因为软硬件环境的不同，而有所改变，而且cost高的执行计划，不一定在实际运行起来，速度就一定差，我们平时需要结合执行计划，和实际测试的运行时间，来确定一个执行计划的好坏。
2、对于表的连接顺序，多数情况下使用的是嵌套循环，尤其是在索引可用性好的情况下，使用嵌套循环式最好的，但当ORACLE发现需要访问的数据表较大，索引的成本较高或者没有合适的索引可用时，会考虑使用哈希连接，以提高效率。排序合并连接的性能最差，但在存在排序需求，或者存在非等值连接无法使用哈希连接的情况下，排序合并的效率，也可能比哈希连接或嵌套循环要好。

- 几种主要表连接的比较

- Oracle访问数据的存储方式
1、全表扫描(Full table Scans fts)
2、通过rowid的表存取(通过rowid存表，rowidlookup)
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。
3、index Scan（索引扫描）
索引扫描分为两步：1、索引扫描得到rowid 2、通过rowid读取具体数据

根据索引类型与where限制条件的不同，分为四种类型
1、index unique scan 索引唯一扫描 存在unique或者primary key 情况下，返回单个rowid数据内容
2、index range scan索引范围扫描 在唯一索引上使用range操作符(<，<=等)
在组合索引上，只使用部分列进行查询
3、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
4、index fast full scan 索引快速扫描：与index full scan类型，但不对结果排序

- Rowid format

- recursive calls （当执行一条sql语句时，产生的对其他的sql语句的调用）
触发Recursive Call的6种情况： 　
（1）我们做一条insert 时，没有足够的空间来保存row记录，Oracle 通过Recursive Call 来动态的分配空间。
（2）执行DDL语句时，ORACLE总是隐含的发出一些recursive SQL语句，来修改数据字典信息，以便成功的执行该DDL语句。
（3）当Shared Pool过小，data dictionary cache 也会相应的过小，没有足够的空间存储ORACLE的系统数据字典信息时，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。
（4）存储过程、触发器内如果有SQL调用的话，也会产生recursive SQL

- DB Block Gets（当前请求的块数目）
当前模式块意思就是在操作中正好提取的块数目，而不是在一致性读的情况下而产生的块数。查看的是当前被修改过的，例如你A用户修改2行记录，然后修改完后（不管有没有提交，只要还在内存中保持最新）A用户立马select这两条记录，就会产生db block gets.也就是本身用户A的DML。

- Consistent Gets（数据请求总数在回滚段Buffer中的数据一致性读所需要的数据块）
(优化sql语句的目的是降低consistent Gets)这里的概念是在处理你这个操作的时候需要在一致性读状态上处理多少个块，这些块产生的主要原因是因为由于在你查询的过程中，由于其他会话对数据块进行操作，而对所要查询的块有了修改，但是由于我们的查询是在这些修改之前调用的，所以需要对回滚段中的数据块的前映像进行查询，以保证数据的一致性。这样就产生了一致性读。 查看的是前镜像。例如A用户修改完后没提交，此时B用户开始查询这两条记录，然后就会从undo里面读取前镜像放到内存。就产生了一致性读。也就是其他用户A进行了DML，B要进行SELECT。查询开始之后，若数据发生了变化，则查询需要去从回滚段中获得变化前的数据，而若数据没有发生变化，则不用去回滚段中读了。不管是否去回滚段中读，在概念上来讲，这种数据获取方式都叫 consistent gets

- Physical Reads（物理读）就是从磁盘上读取数据块的数量
其产生的主要原因是：
1、 在数据库高速缓存中不存在这些块
2、 全表扫描
3、 磁盘排序
当数据块第一次读取到,就会缓存到buffer cache 中,而第二次读取和修改该数据块时就在内存buffer cache 了

- 优化
（1）选择最有效率的表名顺序(只在基于规则的优化器中有效)：
ORACLE的解析器按照从右到左的顺序处理FROM子句中的表名，FROM子句中写
在最后的表(基础表 driving table)将被最先处理，在FROM子句中包含多个表的
情况下,你必须选择记录条数最少的表作为基础表。如果有3个以上的表连接查询
, 那就需要选择交叉表(intersection table)作为基础表, 交叉表是指那个被其
他表所引用的表.
（2） WHERE子句中的连接顺序．：
ORACLE采用自下而上的顺序解析WHERE子句,根据这个原理,表之间的连接必
须写在其他WHERE条件之前, 那些可以过滤掉最大数量记录的条件必须写在WHERE
子句的末尾.
（3） SELECT子句中避免使用‘ * ‘：
ORACLE在解析的过程中, 会将’*’ 依次转换成所有的列名, 这个工作是通过
查询数据字典完成的, 这意味着将耗费更多的时间
（4）减少访问数据库的次数：
ORACLE在内部执行了许多工作: 解析SQL语句, 估算索引的利用率, 绑定变
量 , 读数据块等；
（5）在SQL*Plus , SQL*Forms和Pro*C中重新设置ARRAYSIZE参数, 可以增加
每次数据库访问的检索数据量 ,建议值为200
（6）使用DECODE函数来减少处理时间：
使用DECODE函数可以避免重复扫描相同记录或重复连接相同的表.
（7）整合简单,无关联的数据库访问：
如果你有几个简单的数据库查询语句,你可以把它们整合到一个查询中(即使
它们之间没有关系)
（8）删除重复记录：
最高效的删除重复记录方法 ( 因为使用了ROWID)例子：
DELETE FROM EMP E WHERE E.ROWID > (SELECT MIN(X.ROWID)
FROM EMP X WHERE X.EMP_NO = E.EMP_NO);
（9）用TRUNCATE替代DELETE：
当删除表中的记录时,在通常情况下, 回滚段(rollback segments ) 用来存
放可以被恢复的信息. 如果你没有COMMIT事务,ORACLE会将数据恢复到删除之前
的状态(准确地说是恢复到执行删除命令之前的状况) 而当运用TRUNCATE时, 回
滚段不再存放任何可被恢复的信息.当命令运行后,数据不能被恢复.因此很少的
资源被调用,执行时间也会很短. (译者按: TRUNCATE只在删除全表适
用,TRUNCATE是DDL不是DML)
（10）尽量多使用COMMIT：
只要有可能,在程序中尽量多使用COMMIT, 这样程序的性能得到提高,需求也
会因为COMMIT所释放的资源而减少:
COMMIT所释放的资源:
a. 回滚段上用于恢复数据的信息.
b. 被程序语句获得的锁
c. redo log buffer 中的空间
d. ORACLE为管理上述3种资源中的内部花费

（11）用Where子句替换HAVING子句：
避免使用HAVING子句, HAVING 只会在检索出所有记录之后才对结果集进行
过滤. 这个处理需要排序,总计等操作. 如果能通过WHERE子句限制记录的数目,
那就能减少这方面的开销. (非oracle中)on、where、having这三个都可以加条
件的子句中，on是最先执行，where次之，having最后，因为on是先把不符合条
件的记录过滤后才进行统计，它就可以减少中间运算要处理的数据，按理说应该
速度是最快的，where也应该比having快点的，因为它过滤数据后才进行sum，在
两个表联接时才用on的，所以在一个表的时候，就剩下where跟having比较了。
在这单表查询统计的情况下，如果要过滤的条件没有涉及到要计算字段，那它们
的结果是一样的，只是where可以使用rushmore技术，而having就不能，在速度
上后者要慢如果要涉及到计算的字段，就表示在没计算之前，这个字段的值是不
确定的，根据上篇写的工作流程，where的作用时间是在计算之前就完成的，而
having就是在计算后才起作用的，所以在这种情况下，两者的结果会不同。在多
表联接查询时，on比where更早起作用。系统首先根据各个表之间的联接条件，
把多个表合成一个临时表后，再由where进行过滤，然后再计算，计算完后再由
having进行过滤。由此可见，要想过滤条件起到正确的作用，首先要明白这个条
件应该在什么时候起作用，然后再决定放在那里
（12）减少对表的查询：
在含有子查询的SQL语句中,要特别注意减少对表的查询.例子：
SELECT TAB_NAME FROM TABLES WHERE (TAB_NAME,DB_VER) = ( SELECT
TAB_NAME,DB_VER FROM TAB_COLUMNS WHERE VERSION = 604)
（13）通过内部函数提高SQL效率.：
复杂的SQL往往牺牲了执行效率. 能够掌握上面的运用函数解决问题的方法
在实际工作中是非常有意义的
（14）使用表的别名(Alias)：
当在SQL语句中连接多个表时, 请使用表的别名并把别名前缀于每个Column
上.这样一来,就可以减少解析的时间并减少那些由Column歧义引起的语法错误.
（15）用EXISTS替代IN、用NOT EXISTS替代NOT IN：
在许多基于基础表的查询中,为了满足一个条件,往往需要对另一个表进行联
接.在这种情况下, 使用EXISTS(或NOT EXISTS)通常将提高查询的效率. 在子查
询中,NOT IN子句将执行一个内部的排序和合并. 无论在哪种情况下,NOT IN都是
最低效的 (因为它对子查询中的表执行了一个全表遍历). 为了避免使用NOT IN
,我们可以把它改写成外连接(Outer Joins)或NOT EXISTS.
例子：
（高效）SELECT * FROM EMP (基础表) WHERE EMPNO > 0 AND EXISTS (SELECT
‘X’ FROM DEPT WHERE DEPT.DEPTNO = EMP.DEPTNO AND LOC = ‘MELB’)
(低效)SELECT * FROM EMP (基础表) WHERE EMPNO > 0 AND DEPTNO IN(SELECT
DEPTNO FROM DEPT WHERE LOC = ‘MELB’)
（16）识别’低效执行’的SQL语句：
虽然目前各种关于SQL优化的图形化工具层出不穷,但是写出自己的SQL工具
来解决问题始终是一个最好的方法：
SELECT EXECUTIONS , DISK_READS, BUFFER_GETS, ROUND((BUFFER_GETS-
DISK_READS)/BUFFER_GETS,2) Hit_radio, ROUND(DISK_READS/EXECUTIONS,2)
Reads_per_run,
SQL_TEXT FROM V$SQLAREA WHERE EXECUTIONS>0 AND BUFFER_GETS > 0 AND
(BUFFER_GETS-DISK_READS)/BUFFER_GETS < 0.8 ORDER BY 4 DESC;
（17）用索引提高效率：
索引是表的一个概念部分,用来提高检索数据的效率，ORACLE使用了一个复
杂的自平衡B-tree结构. 通常,通过索引查询数据比全表扫描要快. 当ORACLE找
出执行查询和Update语句的最佳路径时, ORACLE优化器将使用索引. 同样在联结
多个表时使用索引也可以提高效率. 另一个使用索引的好处是,它提供了主键
(primary key)的唯一性验证.。那些LONG或LONG RAW数据类型, 你可以索引几乎
所有的列. 通常, 在大型表中使用索引特别有效. 当然,你也会发现, 在扫描小
表时,使用索引同样能提高效率. 虽然使用索引能得到查询效率的提高,但是我们
也必须注意到它的代价. 索引需要空间来存储,也需要定期维护, 每当有记录在
表中增减或索引列被修改时, 索引本身也会被修改. 这意味着每条记录的INSERT
, DELETE , UPDATE将为此多付出4 , 5 次的磁盘I/O . 因为索引需要额外的存
储空间和处理,那些不必要的索引反而会使查询反应时间变慢.。定期的重构索引
是有必要的.：
ALTER INDEX REBUILD
（18）用EXISTS替换DISTINCT：
当提交一个包含一对多表信息(比如部门表和雇员表)的查询时,避免在
SELECT子句中使用DISTINCT. 一般可以考虑用EXIST替换, EXISTS 使查询更为迅
速,因为RDBMS核心模块将在子查询的条件一旦满足后,立刻返回结果. 例子：
(低效): SELECT DISTINCT DEPT_NO,DEPT_NAME FROM DEPT D , EMP E
WHERE D.DEPT_NO = E.DEPT_NO (高效): SELECT DEPT_NO,DEPT_NAME FROM DEPT
D WHERE EXISTS ( SELECT ‘X’ FROM EMP E WHERE E.DEPT_NO = D.DEPT_NO);
（19） sql语句用大写的；因为oracle总是先解析sql语句，把小写的字母转
换成大写的再执行
（20）在java代码中尽量少用连接符“＋”连接字符串！
• 21）避免在索引列上使用NOT 通常，　
我们要避免在索引列上使用NOT, NOT会产生在和在索引列上使用函数相同的影响. 当ORACLE”遇到”NOT,他就会停止使用索引转而执行全表扫描.

（22）避免在索引列上使用计算．
WHERE子句中，如果索引列是函数的一部分．优化器将不使用索引而使用全表扫描．举例: 低效：

SELECT … FROM DEPT WHERE SAL *12>25000; 高效:
SELECT … FROM DEPT WHERE SAL >25000/12;

（23）用>=替代>
高效:
SELECT * FROM EMP WHERE DEPTNO >=4 低效:
SELECT * FROM EMP WHERE DEPTNO >3 两者的区别在于, 前者DBMS将直接跳到第一个DEPT等于4的记录而后者将首先定位到DEPTNO=3的记录并且向前扫描到第一个DEPT大于3的记录.

（24）用UNION替换OR (适用于索引列)
通常情况下, 用UNION替换WHERE子句中的OR将会起到较好的效果. 对索引列使用OR将造成全表扫描. 注意, 以上规则只针对多个索引列有效. 如果有column没有被索引, 查询效率可能会因为你没有选择OR而降低. 在下面的例子中, LOC_ID 和REGION上都建有索引. 高效: SELECT LOC_ID , LOC_DESC , REGION FROM LOCATION WHERE LOC_ID = 10 UNION SELECT LOC_ID , LOC_DESC , REGION FROM LOCATION WHERE REGION = “MELBOURNE” 低效: SELECT LOC_ID , LOC_DESC , REGION FROM LOCATION WHERE LOC_ID = 10 OR REGION = “MELBOURNE” 如果你坚持要用OR, 那就需要返回记录最少的索引列写在最前面.

（25）用IN来替换OR
这是一条简单易记的规则，但是实际的执行效果还须检验，在ORACLE8i下，两者的执行路径似乎是相同的．　
低效: SELECT…. FROM LOCATION WHERE LOC_ID = 10 OR LOC_ID = 20 OR LOC_ID = 30 高效 SELECT… FROM LOCATION WHERE LOC_IN IN (10,20,30);

（26）避免在索引列上使用IS NULL和IS NOT NULL
避免在索引中使用任何可以为空的列，ORACLE将无法使用该索引．对于单列索引，如果列包含空值，索引中将不存在此记录. 对于复合索引，如果每个列都为空，索引中同样不存在此记录.　如果至少有一个列不为空，则记录存在于索引中．举例: 如果唯一性索引建立在表的A列和B列上, 并且表中存在一条记录的A,B值为(123,null) , ORACLE将不接受下一条具有相同A,B值（123,null）的记录(插入). 然而如果所有的索引列都为空，ORACLE将认为整个键值为空而空不等于空. 因此你可以插入1000 条具有相同键值的记录,当然它们都是空! 因为空值不存在于索引列中,所以WHERE子句中对索引列进行空值比较将使ORACLE停用该索引.
低效: (索引失效) SELECT … FROM DEPARTMENT WHERE DEPT_CODE IS NOT NULL; 高效: (索引有效) SELECT … FROM DEPARTMENT WHERE DEPT_CODE >=0;

（27）总是使用索引的第一个列：
如果索引是建立在多个列上, 只有在它的第一个列(leading column)被where子句引用时,优化器才会选择使用该索引. 这也是一条简单而重要的规则，当仅引用索引的第二个列时,优化器使用了全表扫描而忽略了索引

（28）用UNION-ALL 替换UNION ( 如果有可能的话)：
当SQL语句需要UNION两个查询结果集合时,这两个结果集合会以UNION-ALL的方式被合并, 然后在输出最终结果前进行排序. 如果用UNION ALL替代UNION, 这样排序就不是必要了. 效率就会因此得到提高. 需要注意的是，UNION ALL 将重复输出两个结果集合中相同记录. 因此各位还是要从业务需求分析使用UNION ALL的可行性. UNION 将对结果集合排序,这个操作会使用到SORT_AREA_SIZE这块内存. 对于这块内存的优化也是相当重要的. 下面的SQL可以用来查询排序的消耗量
低效：
•
• SELECT ACCT_NUM, BALANCE_AMT FROM DEBIT_TRANSACTIONS

WHERE TRAN_DATE =’31-DEC-95’UNIONSELECT ACCT_NUM, BALANCE_AMT

FROM DEBIT_TRANSACTIONS WHERE TRAN_DATE =’31-DEC-95’高效: SELECT ACCT_NUM, BALANCE_AMT

FROM DEBIT_TRANSACTIONS
• WHERE TRAN_DATE =’31-DEC-95’UNIONALLSELECT ACCT_NUM, BALANCE_AMT

FROM DEBIT_TRANSACTIONS WHERE TRAN_DATE =’31-DEC-95’
•
（29）用WHERE替代ORDER BY：
ORDER BY 子句只在两种严格的条件下使用索引.
ORDER BY中所有的列必须包含在相同的索引中并保持在索引中的排列顺序.
ORDER BY中所有的列必须定义为非空.
WHERE子句使用的索引和ORDER BY子句中所使用的索引不能并列.
例如: 表DEPT包含以下列:
DEPT_CODE PK NOT NULL
DEPT_DESC NOT NULL
DEPT_TYPE NULL
低效: (索引不被使用) SELECT DEPT_CODE FROM DEPT ORDER BY DEPT_TYPE 高效: (使用索引) SELECT DEPT_CODE FROM DEPT WHERE DEPT_TYPE > 0

（30）避免改变索引列的类型.:
当比较不同数据类型的数据时, ORACLE自动对列进行简单的类型转换.
假设 EMPNO是一个数值类型的索引列. SELECT … FROM EMP WHERE EMPNO = ‘123’ 实际上,经过ORACLE类型转换, 语句转化为: SELECT … FROM EMP WHERE EMPNO = TO_NUMBER(‘123’) 幸运的是,类型转换没有发生在索引列上,索引的用途没有被改变. 现在,假设EMP_TYPE是一个字符类型的索引列. SELECT … FROM EMP WHERE EMP_TYPE = 123 这个语句被ORACLE转换为: SELECT … FROM EMP WHERETO_NUMBER(EMP_TYPE)=123 因为内部发生的类型转换, 这个索引将不会被用到! 为了避免ORACLE对你的SQL进行隐式的类型转换, 最好把类型转换用显式表现出来. 注意当字符和数值比较时, ORACLE会优先转换数值类型到字符类型
31）需要当心的WHERE子句:
某些SELECT 语句中的WHERE子句不使用索引. 这里有一些例子. 在下面的例子里, (1)‘!=’ 将不使用索引. 记住, 索引只能告诉你什么存在于表中, 而不能告诉你什么不存在于表中. (2) ‘||’是字符连接函数. 就象其他函数那样, 停用了索引. (3) ‘+’是数学函数. 就象其他数学函数那样, 停用了索引. (4)相同的索引列不能互相比较,这将会启用全表扫描.
（32） a. 如果检索数据量超过30%的表中记录数.使用索引将没有显著的效率提高.
b. 在特定情况下, 使用索引也许会比全表扫描慢, 但这是同一个数量级上的区别. 而通常情况下,使用索引比全表扫描要块几倍乃至几千倍!
（33）避免使用耗费资源的操作:
带有DISTINCT,UNION,MINUS,INTERSECT,ORDER BY的SQL语句会启动SQL引擎执行耗费资源的排序(SORT)功能. DISTINCT需要一次排序操作, 而其他的至少需要执行两次排序. 通常, 带有UNION, MINUS , INTERSECT的SQL语句都可以用其他方式重写. 如果你的数据库的SORT_AREA_SIZE调配得好, 使用UNION , MINUS, INTERSECT也是可以考虑的, 毕竟它们的可读性很强
（34）优化GROUP BY:
提高GROUP BY 语句的效率, 可以通过将不需要的记录在GROUP BY 之前过滤掉.下面两个查询返回相同结果但第二个明显就快了许多.
• 低效:
• SELECT JOB , AVG(SAL)
• FROM EMP GROUP JOB HAVING JOB = ‘PRESIDENT’ OR JOB = ‘MANAGER’高效:
• SELECT JOB , AVG(SAL)
• FROM EMP
• WHERE JOB = ‘PRESIDENT’
• OR JOB = ‘MANAGER’GROUP JOB
•

下面看一下oracle的执行过程 分析一个SQL语句是怎样在Orcle内部工作的。 A、用户发出SQL请求，打开游标； B、把SQL语句语法分析，执行计划，数据字典等信息存入内存中共享池内； C、从数据文件中把相关数据块读入数据缓冲区； D、做相应操作，若做修改，先加上行级锁，经确认后，把改过前后记录内容存入重做日志缓冲区内； E、返回结果给用户，关闭游标。 备注：SQL语句大小写敏感的，同样的一个语句，若大小写 不同，oracle需分析执行两次，每句后必以“；”结束。