数据库性能优化之SQL语句优化（上）

1、问题的提出

在应用系统开发初期，因为开发数据库数据比较少，对于查询SQL语句，复杂视图的编写等体会不出SQL语句各类写法的性能优劣，可是若是将应用系统提交实际应用后，随着数据库中数据的增长，系统的响应速度就成为目前系统须要解决的最主要的问题之一。

系统优化中一个很重要的方面就是SQL语句的优化。对于海量数据，劣质SQL语句和优质SQL语句之间的速度差异能够达到上百倍，可见对于一个系统不是简单地能实现其功能就可，而是要写出高质量的SQL语句，提升系统的可用性。

在多数状况下，Oracle使用索引来更快地遍历表，优化器主要根据定义的索引来提升性能。可是，若是在SQL语句的where子句中写的SQL代码不合理，就会形成优化器删去索引而使用全表扫描，通常就这种SQL语句就是所谓的劣质SQL语句。在编写SQL语句时咱们应清楚优化器根据何种原则来删除索引，这有助于写出高性能的SQL语句。

2、SQL语句编写注意问题

下面就某些SQL语句的where子句编写中须要注意的问题做详细介绍。在这些where子句中，即便某些列存在索引，可是因为编写了劣质的SQL，系统在运行该SQL语句时也不能使用该索引，而一样使用全表扫描，这就形成了响应速度的极大下降。

1. 操做符优化

(a) IN 操做符

用IN写出来的SQL的优势是比较容易写及清晰易懂，这比较适合现代软件开发的风格。可是用IN的SQL性能老是比较低的，从Oracle执行的步骤来分析用IN的SQL与不用IN的SQL有如下区别：

ORACLE试图将其转换成多个表的链接，若是转换不成功则先执行IN里面的子查询，再查询外层的表记录，若是转换成功则直接采用多个表的链接方式查询。因而可知用IN的SQL至少多了一个转换的过程。通常的SQL均可以转换成功，但对于含有分组统计等方面的SQL就不能转换了。

推荐方案：在业务密集的SQL当中尽可能不采用IN操做符，用EXISTS 方案代替。

(b) NOT IN操做符

此操做是强列不推荐使用的，由于它不能应用表的索引。

推荐方案：用NOT EXISTS 方案代替

(c) IS NULL 或IS NOT NULL操做（判断字段是否为空）

判断字段是否为空通常是不会应用索引的，由于索引是不索引空值的。不能用null做索引，任何包含null值的列都将不会被包含在索引中。即便索引有多列这样的状况下，只要这些列中有一列含有null，该列就会从索引中排除。

也就是说若是某列存在空值，即便对该列建索引也不会提升性能。任何在where子句中使用is null或is not null的语句优化器是不容许使用索引的。

推荐方案：用其它相同功能的操做运算代替，如：a is not null 改成 a>0 或a>’’等。不容许字段为空，而用一个缺省值代替空值，如申请中状态字段不容许为空，缺省为申请。

(d) > 及 < 操做符（大于或小于操做符）

大于或小于操做符通常状况下是不用调整的，由于它有索引就会采用索引查找，但有的状况下能够对它进行优化，如一个表有100万记录，一个数值型字段A，30万记录的A=0，30万记录的A=1，39万记录的A=2，1万记录的A=3。那么执行A>2与A>=3的效果就有很大的区别了，由于A>2时ORACLE会先找出为2的记录索引再进行比较，而A>=3时ORACLE则直接找到=3的记录索引。

(e) LIKE操做符

LIKE操做符能够应用通配符查询，里面的通配符组合可能达到几乎是任意的查询，可是若是用得很差则会产生性能上的问题，如LIKE ‘%5400%’ 这种查询不会引用索引，而LIKE ‘X5400%’则会引用范围索引。

一个实际例子：用YW_YHJBQK表中营业编号后面的户标识号可来查询营业编号 YY_BH LIKE ‘%5400%’ 这个条件会产生全表扫描，若是改为YY_BH LIKE ’X5400%’ OR YY_BH LIKE ’B5400%’ 则会利用YY_BH的索引进行两个范围的查询，性能确定大大提升。

带通配符(%)的like语句：

一样以上面的例子来看这种状况。目前的需求是这样的，要求在职工表中查询名字中包含cliton的人。能够采用以下的查询SQL语句：

select * from employee where last_name like '%cliton%';

这里因为通配符(%)在搜寻词首出现，因此Oracle系统不使用last_name的索引。在不少状况下可能没法避免这种状况，可是必定要心中有底，通配符如此使用会下降查询速度。然而当通配符出如今字符串其余位置时，优化器就能利用索引。在下面的查询中索引获得了使用：

select * from employee where last_name like 'c%';

(f) UNION操做符

UNION在进行表连接后会筛选掉重复的记录，因此在表连接后会对所产生的结果集进行排序运算，删除重复的记录再返回结果。实际大部分应用中是不会产生重复的记录，最多见的是过程表与历史表UNION。如：

select * from gc_dfys
union
select * from ls_jg_dfys

这个SQL在运行时先取出两个表的结果，再用排序空间进行排序删除重复的记录，最后返回结果集，若是表数据量大的话可能会致使用磁盘进行排序。

推荐方案：采用UNION ALL操做符替代UNION，由于UNION ALL操做只是简单的将两个结果合并后就返回。

select * from gc_dfys
union all
select * from ls_jg_dfys

(g) 联接列

对于有联接的列，即便最后的联接值为一个静态值，优化器是不会使用索引的。咱们一块儿来看一个例子，假定有一个职工表(employee)，对于一个职工的姓和名分红两列存放(FIRST_NAME和LAST_NAME)，如今要查询一个叫比尔.克林顿(Bill Cliton)的职工。

下面是一个采用联接查询的SQL语句：

select * from employss where first_name||''||last_name ='Beill Cliton';

上面这条语句彻底能够查询出是否有Bill Cliton这个员工，可是这里须要注意，系统优化器对基于last_name建立的索引没有使用。当采用下面这种SQL语句的编写，Oracle系统就能够采用基于last_name建立的索引。

where first_name ='Beill' and last_name ='Cliton';

(h) Order by语句

ORDER BY语句决定了Oracle如何将返回的查询结果排序。Order by语句对要排序的列没有什么特别的限制，也能够将函数加入列中(象联接或者附加等)。任何在Order by语句的非索引项或者有计算表达式都将下降查询速度。

仔细检查order by语句以找出非索引项或者表达式，它们会下降性能。解决这个问题的办法就是重写order by语句以使用索引，也能够为所使用的列创建另一个索引，同时应绝对避免在order by子句中使用表达式。

(i) NOT

咱们在查询时常常在where子句使用一些逻辑表达式，如大于、小于、等于以及不等于等等，也可使用and(与)、or(或)以及not(非)。NOT可用来对任何逻辑运算符号取反。下面是一个NOT子句的例子:

where not (status ='VALID')

若是要使用NOT，则应在取反的短语前面加上括号，并在短语前面加上NOT运算符。NOT运算符包含在另一个逻辑运算符中，这就是不等于(<>)运算符。换句话说，即便不在查询where子句中显式地加入NOT词，NOT仍在运算符中，见下例：

where status <>'INVALID';

对这个查询，能够改写为不使用NOT：

select * from employee where salary<3000 or salary>3000;

虽然这两种查询的结果同样，可是第二种查询方案会比第一种查询方案更快些。第二种查询容许Oracle对salary列使用索引，而第一种查询则不能使用索引。

2. SQL书写的影响

(a) 同一功能同一性能不一样写法SQL的影响。

如一个SQL在A程序员写的为  Select * from zl_yhjbqk

B程序员写的为 Select * from dlyx.zl_yhjbqk（带表全部者的前缀）

C程序员写的为 Select * from DLYX.ZLYHJBQK（大写表名）

D程序员写的为 Select *  from DLYX.ZLYHJBQK（中间多了空格）

以上四个SQL在ORACLE分析整理以后产生的结果及执行的时间是同样的，可是从ORACLE共享内存SGA的原理，能够得出ORACLE对每一个SQL 都会对其进行一次分析，而且占用共享内存。

若是将SQL的字符串及格式写得彻底相同，则ORACLE只会分析一次，共享内存也只会留下一次的分析结果，这不只能够减小分析SQL的时间，并且能够减小共享内存重复的信息，ORACLE也能够准确统计SQL的执行频率。

(b) WHERE后面的条件顺序影响

WHERE子句后面的条件顺序对大数据量表的查询会产生直接的影响。如：

Select * from zl_yhjbqk where dy_dj = '1KV如下' and xh_bz=1
Select * from zl_yhjbqk where xh_bz=1 and dy_dj = '1KV如下'

以上两个SQL中dy_dj（电压等级）及xh_bz（销户标志）两个字段都没进行索引，因此执行的时候都是全表扫描，第一条SQL的dy_dj = ’1KV如下’条件在记录集内比率为99%，而xh_bz=1的比率只为0.5%，在进行第一条SQL的时候99%条记录都进行dy_dj及xh_bz的比较，而在进行第二条SQL的时候0.5%条记录都进行dy_dj及xh_bz的比较，以此能够得出第二条SQL的CPU占用率明显比第一条低。

(c) 查询表顺序的影响

在FROM后面的表中的列表顺序会对SQL执行性能影响，在没有索引及ORACLE没有对表进行统计分析的状况下，ORACLE会按表出现的顺序进行连接，因而可知表的顺序不对时会产生十分耗服物器资源的数据交叉。（注：若是对表进行了统计分析，ORACLE会自动先进小表的连接，再进行大表的连接）

3. SQL语句索引的利用

(a) 对条件字段的一些优化

采用函数处理的字段不能利用索引，如：

substr(hbs_bh,1,4)=’5400’

优化处理：

hbs_bh like ‘5400%’

trunc(sk_rq)=trunc(sysdate)

优化处理：

sk_rq>=trunc(sysdate) and sk_rq

进行了显式或隐式的运算的字段不能进行索引，如：

ss_df+20>50

优化处理：

ss_df>30

‘X’ || hbs_bh>’X5400021452’

优化处理：

hbs_bh>’5400021542’

sk_rq+5=sysdate

优化处理：

sk_rq=sysdate-5

hbs_bh=5401002554

优化处理：

hbs_bh=’ 5401002554’

注：此条件对hbs_bh 进行隐式的to_number转换，由于hbs_bh字段是字符型。

条件内包括了多个本表的字段运算时不能进行索引，如：

hbs_bh=5401002554

优化处理：

hbs_bh=’ 5401002554’

注：此条件对hbs_bh 进行隐式的to_number转换，由于hbs_bh字段是字符型。

条件内包括了多个本表的字段运算时不能进行索引，如：

ys_df>cx_df

没法进行优化

qc_bh || kh_bh=’5400250000’

优化处理：

qc_bh=’5400’ and kh_bh=’250000’