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Oracle里常见的执行计划

[日期:2017-02-27] 来源:Linux社区  作者:hbxztc [字体: ]

本文介绍了Oracle数据库里常见的执行计划,使用的Oracle数据库版本为11.2.0.1。

1、与表访问相关的执行计划

Oracle数据库里与表访问有关的两种方法:全表扫描和ROWID扫描。反映在执行计划上,与全表扫描对应的执行计划中的关键字是“TABLE ACCESS FULL”,与ROWID扫描对应的执行计划中关键字是“TABLE ACCESS BY USER ROWID”或“TABLE ACCESS BY INDEX ROWID”

scott@MYDB>select empno,ename,rowid from emp where ename='SCOTT';
 
     EMPNO ENAME                          ROWID
---------- ------------------------------ ------------------
      7788 SCOTT                          AAAR3xAAEAAAACXAAH

wKiom1iyoSWhVObpAAAltL9IYyY579.png

scott@MYDB>select empno,ename,rowid from emp where rowid='AAAR3xAAEAAAACXAAH';
 
     EMPNO ENAME                          ROWID
---------- ------------------------------ ------------------
      7788 SCOTT                          AAAR3xAAEAAAACXAAH

wKioL1iyoUqwiqWSAAAnMEFyzmI585.png

scott@MYDB>select empno,ename,rowid from emp where empno=7788;
 
     EMPNO ENAME                          ROWID
---------- ------------------------------ ------------------
      7788 SCOTT                          AAAR3xAAEAAAACXAAH

wKiom1iyoWzyiO5KAAAuaEfXF4I738.png

从实验中可以看出,第一个SQL执行计划走的是对表EMP的全表扫描,对应的关键字就是“TABLE ACCESS FULL”;第二个SQL的执行计划走的是对表EMPROWID扫描,对应的关键字是“TABLE ACCESS BY USER ROWID”;第三个SQL的执行计划走的是对表EMPROWID扫描,对应的关键字是“TABLE ACCESS BY INDEX ROWID”。注意如果ROWID来源于用户手工指定则对应的是“TABLE ACCESS BY USER ROWID”;如果ROWID是来源于索引,则对应的是“TABLE ACCESS BY INDEX ROWID”

2 B*Tree索引相关的执行计划

Oracle数据库里常见的与B*Tree索引访问相关的方法,包括索引唯一扫描、索引范围扫描、索引全扫描、索引快速全扫描和索引跳跃式扫描,反映在执行计划上分别对应INDEX UNIQUE SCANINDEX RANGE SCANINDEX FULL SCANINDEX FAST FULL SCANINDEX SKIP SCAN

用实验查看相关执行计划

zx@MYDB>create table employee (gender varchar2(1),employee_id number);
 
Table created.
 
zx@MYDB>insert into employee values('F',99);
 
1 row created.
 
zx@MYDB>insert into employee values('F',100);
 
1 row created.
 
zx@MYDB>insert into employee values('M',101);
 
1 row created.
 
zx@MYDB>insert into employee values('M',102);
 
1 row created.
 
zx@MYDB>insert into employee values('M',103);
 
1 row created.
 
zx@MYDB>insert into employee values('M',104);
 
1 row created.
 
zx@MYDB>insert into employee values('M',105);
 
1 row created.
 
zx@MYDB>create unique index idx_uni_emp on employee(employee_id);
 
Index created.
 
zx@MYDB>select from employee where employee_id=100;
 
GEN EMPLOYEE_ID
--- -----------
F           100

wKiom1iyolHhjBeVAAAt5CVVDI4358.png

第一个SQL的执行计划走的是对索引IDX_UNI_EMP的索引唯一扫描,关键字是“INDEX UNIQUE SCAN”

zx@MYDB>drop index idx_uni_emp;
 
Index dropped.
 
zx@MYDB>create index idx_emp_1 on employee(employee_id);
 
Index created.
 
zx@MYDB>select from employee where employee_id=100;
 
GEN EMPLOYEE_ID
--- -----------
F           100

wKiom1iyoqrzXKFYAAAvC0XnWUo936.png

现在SQL的执行计划是对索引IDX_EMP_1的索引范围扫描,关键字是“INDEX RANGE SCAN”

zx@MYDB>truncate table employee;
 
Table truncated.
 
zx@MYDB>begin
  for in 1..10000 loop
  insert into employee select decode(mod(i,2),0,'M','F'),i from dual;
  end loop;
  end;
  6  /
 
 
PL/SQL procedure successfully completed.
 
zx@MYDB>zx@MYDB>commit;
 
Commit complete.
 
zx@MYDB>select gender,count(*) from employee group by gender;
 
GEN   COUNT(*)
--- ----------
M         5000
F         5000
 
zx@MYDB>exec dbms_stats.gather_table_stats(ownname=>USER,tabname=>'EMPLOYEE',estimate_percent=>100,cascade=>true,no_invalidate=>false,method_opt=>'FOR ALL COLUMNS SIZE 1');
 
PL/SQL procedure successfully completed.
 
zx@MYDB>set autotrace traceonly
zx@MYDB>select employee_id from employee;
 
10000 rows selected.
 
Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2119105728
 
------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation         | Name     Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT  |          | 10000 | 40000 |     7   (0)| 00:00:01 |
|   1 |  TABLE ACCESS FULL| EMPLOYEE | 10000 | 40000 |     7   (0)| 00:00:01 |
------------------------------------------------------------------------------
...省略部分输出

明明可以扫描索引IDX_EMP_1得到结果,却选择了全表扫描,就算使用Hint强制让Oracle扫描索引IDX_EMP_1,结果却是Hint失效了。

zx@MYDB>select /* +index(employee idx_emp_1) */employee_id from employee;
 
10000 rows selected.
 
 
Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2119105728
 
------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation         | Name     Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT  |          | 10000 | 40000 |     7   (0)| 00:00:01 |
|   1 |  TABLE ACCESS FULL| EMPLOYEE | 10000 | 40000 |     7   (0)| 00:00:01 |
------------------------------------------------------------------------------
...省略部分输出

出现这个现象的原因是Oracle无论如何总会保证目标SQL结果的正确性,可能会得到错误结果的执行路径Oracle是不会考虑的。对于索引IDX_EMP_1而言,它是一个单键值的B*Tree索引,所以NULL值不会存储在其中,那么一量EMPLOYEE_ID出现了NULL(虽然这里实际上并没有NULL),则扫描索引的结果就是漏掉那些EMPLOYEE_IDNULL值的记录,这也就意味着如果Oracle在执行上述SQL时选择了扫描IDX_EMP_1,那么执行结果就有可能是不准的。在这种情况下,Oracle当然不会考虑扫描索引,即使我们使用了Hint

如果想让Oracle在执行上述SQL时扫描索引IDX_EMP_1,则必须将列EMPLOYEE_ID的属性修改为NOT NULL。这就相当于告诉Oracle,这里列EMPLOYEE_ID上不会有NULL值,你就放心地扫描索引IDX_EMP_1吧。

zx@MYDB>alter table employee modify employee_id not null;
 
Table altered.
 
zx@MYDB>select employee_id from employee;
 
10000 rows selected.
 
 
Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 3918702848
 
----------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation            | Name      Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
----------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT     |           | 10000 | 40000 |     7   (0)| 00:00:01 |
|   1 |  INDEX FAST FULL SCAN| IDX_EMP_1 | 10000 | 40000 |     7   (0)| 00:00:01 |
----------------------------------------------------------------------------------
...省略部分输出

从上面的输出可以看出,现在SQL的执行计划走的是对索引IDX_EMP_1的索引快速全扫描,对应的是“INDEX FAST FULL SCAN”

现在加上强制走索引IDX_EMP_1Hint,再次执行该SQL

zx@MYDB>select /*+index(employee idx_emp_1) */employee_id from employee;
 
10000 rows selected.
 
 
Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 438557521
 
------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation        | Name      Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT |           | 10000 | 40000 |    20   (0)| 00:00:01 |
|   1 |  INDEX FULL SCAN | IDX_EMP_1 | 10000 | 40000 |    20   (0)| 00:00:01 |
------------------------------------------------------------------------------
...省略部分输出

可以看到现在SQL的执行计划走的是对索引IDX_EMP_1的索引快速全扫描INDEX FULL SCAN(如果是在11.2.0.4版本上执行上以SQL可以以看到还是INDEX FAST FULL SCAN)

zx@MYDB>drop index idx_emp_1;
 
Index dropped.
 
zx@MYDB>create index idx_emp_2 on employee(gender,employee_id);
 
Index created.
 
zx@MYDB>select from employee where employee_id=101;

wKioL1iypQajrzYPAAAtOCUPm1w122.png

从上面输出可以看出,SQL的执行计划走的是对索引IDX_EMP_2的索引跳跃式扫描,对应“INDEXSKIP SCAN”

3、与表连接相关的执行计划

Oracle数据库里常见的与表连接相关的一些方法:排序合并连接、嵌套循环连接、哈希连接等以及反连接和半连接

zx@MYDB>create table t1(col1 number,col2 varchar2(1));
 
Table created.
 
zx@MYDB>create table t2(col2 varchar2(1),col3 varchar2(2));
 
Table created.
 
zx@MYDB>insert into t1 values(1,'A');
 
1 row created.
 
zx@MYDB>insert into t1 values(2,'B');
 
1 row created.
 
zx@MYDB>insert into t1 values(3,'C');
 
1 row created.
 
zx@MYDB>insert into t1 values(4,'D');
 
1 row created.
 
zx@MYDB>insert into t1 values(5,'E');
 
1 row created.
 
zx@MYDB>insert into t2 values('A','A2');
 
1 row created.
 
zx@MYDB>insert into t2 values('B','B2');
 
1 row created.
 
zx@MYDB>insert into t2 values('D','D2');
 
1 row created.
 
zx@MYDB>insert into t2 values('E','E2');
 
1 row created.
 
zx@MYDB>
zx@MYDB>commit;
 
Commit complete.
 
zx@MYDB>select from t1;
 
      COL1 COL
---------- ---
         1 A
         2 B
         3 C
         4 D
         5 E
 
zx@MYDB>select from t2;
 
COL COL3
--- ------
A   A2
B   B2
D   D2
E   E2
 
zx@MYDB>select t1.col1,t1.col2,t2.col3 from t1,t2 where t1.col2=t2.col2;
 
      COL1 COL COL3
---------- --- ------
         1 A   A2
         2 B   B2
         4 D   D2
         5 E   E2

wKiom1iypkKBqF3XAAAwLiOuS90424.png

从上面的输出可以看出,SQL的执行计划走的是对表T1T2的哈希连接,连接条件是t1.col2=t2.col2,对应的关键字是“HASH JOIN”

使用强制走排序合并连接的Hint后再次执行SQL

zx@MYDB>select /*+use_merge(t1,t2) */t1.col1,t1.col2,t2.col3 from t1,t2 where t1.col2=t2.col2;
 
      COL1 COL COL3
---------- --- ------
         1 A   A2
         2 B   B2
         4 D   D2
         5 E   E2

wKioL1iypqeQawoPAABAHMkkfp0588.png

从上面的输出可以看出现在SQL的执行计划走的是对表T1T2的排序合并连接,对应的关键字是“MERGEJOIN”和“SORT JOIN”

接着使用强制走嵌套循环连接的Hint后再次执行SQL

zx@MYDB>select /*+use_nl(t1,t2) */t1.col1,t1.col2,t2.col3 from t1,t2 where t1.col2=t2.col2;
 
      COL1 COL COL3
---------- --- ------
         1 A   A2
         2 B   B2
         4 D   D2
         5 E   E2

wKiom1iypufSCuxcAAA1JyBKWKU549.png

从上面的输出可以看出现在SQL的执行计划走的是对表T1T2的嵌套循环连接,对应的关键字是“NESTEDLOOPS”

嵌套循环连接的驱动表是可以变的,我们使用Hint将上述SQL的驱动表改为T1再将执行SQL

zx@MYDB>select /*+ ordered use_nl(t1,t2) */t1.col1,t1.col2,t2.col3 from t1,t2 where t1.col2=t2.col2;
 
      COL1 COL COL3
---------- --- ------
         1 A   A2
         2 B   B2
         4 D   D2
         5 E   E2

wKioL1iyp1OjIyhJAAA15DFhw7o570.png

从结果中可以看到,嵌套循环连接的驱动表确实已经变为T1

再看反连接的例子。首先将表T1T2的连接列col2改为NOT NULL,以便能走出我们想要的反连接的执行计划

zx@MYDB>alter table t1 modify col2 not null;
 
Table altered.
 
zx@MYDB>alter table t2 modify col2 not null;
 
Table altered.
 
zx@MYDB>select from t1 where col2 not in (select col2 from t2 where col3='A2');
 
      COL1 COL
---------- ---
         5 E
         4 D
         2 B
         3 C

wKioL1iyp62AZHSEAAAwoI61DuE099.png

从输出内容上可以看出,SQL的执行计划走的是对表T1T2的哈希反连接,反连接在执行计划中对应的关键字是“ANTI”,哈希反连接对应的就是“HASH JOIN ANTI”

反连接的具体连接方法是可变的,这里使用HintSQL的反连接改为排序合并反连接

zx@MYDB>select from t1 where col2 not in (select /*+ MERGE_AJ */ col2 from t2 where col3='A2');
 
      COL1 COL
---------- ---
         2 B
         3 C
         4 D
         5 E

wKiom1iyq42Q8GrLAABEIZmBVtk944.png

从输出内容可以看出,SQL的执行计划走的是对表T1T2的排序合并反连接,对应的关键字是“MERGE JOIN ANTI”

再使用HintSQL的反连接方法改为嵌套循环反连接

zx@MYDB>select from t1 where col2 not in (select /*+ NL_AJ */ col2 from t2 where col3='A2');
 
      COL1 COL
---------- ---
         2 B
         3 C
         4 D
         5 E

wKioL1iyq8eCD7yRAAA1UMq0qNs522.png

再看半连接的例子。

zx@MYDB>insert into t2 values('E','E3');
 
1 row created.
 
zx@MYDB>commit;
 
Commit complete.
 
zx@MYDB>select from t1 where exists(select from t2 where t1.col2=t2.col2 and col3>'D2');
 
      COL1 COL
---------- ---
         5 E

wKiom1iyrEngtpLHAAA0-h5t6Zw130.png

从输出可以看出,SQL的执行计划走的是对表T1T2的哈希半连接,半连接在执行计划中对应的关键字是“SEMI”,哈希半连接在执行计划中对应的关键字是“HASH JOIN SEMI”

半连接的具体连接方法是可变的,使用HintSQL的半连接方法改为排序合并半连接:

zx@MYDB>select from t1 where exists(select /*+ MERGE_SJ */* from t2 where t1.col2=t2.col2 and col3>'D2');
 
      COL1 COL
---------- ---
         5 E

wKioL1iyrJjww6mHAABDI-rOgdE449.png

从输出内容可以看出,SQL的执行计划走的是对表T1T2的排序合并半连接,对应的关键字是“MERGE JOIN SEMI”

再使用HintSQL的半连接方法改为嵌套循环半连接:

 

zx@MYDB>select from t1 where exists(select /*+ NL_SJ */* from t2 where t1.col2=t2.col2 and col3>'D2');
 
      COL1 COL
---------- ---
         5 E

 

wKiom1iyrN3D1L9yAAA1xGId51U811.png

从输出内容可以看出,SQL的执行计划走的是对表T1T2的嵌套循环半连接,对应的关键字是“NESTED LOOPS SEMI”

4、关于位图索引相关的执行计划

Oracle数据库里常见的与位图索引访问相关的方法包括如下这些类型:位图索引单键值扫描、位图索引范围扫描、位图索引全扫描、位图索引快速全扫描、位图按位与、位图按位或、位图按位减等。

Oracle在使用完位图索引后通常会将最后的位图运算结果转化为ROWID,这一步转换过程对应的执行计划中的“BITMAP CONVERSION TO ROWIDS”

zx@MYDB>create table customer
  2  (
  3  customer# number,
  4  marital_status varchar2(10),
  5  region varchar2(10),
  6  gender varchar2(10),
  7  income_level varchar2(10)
  8  );
 
Table created.
 
zx@MYDB>insert into customer values(101,'single','east','male','bracket_1');
 
1 row created.
 
zx@MYDB>insert into customer values(102,'married','central','female','bracket_4');
 
1 row created.
 
zx@MYDB>insert into customer values(103,'married','west','female','bracket_2');
 
1 row created.
 
zx@MYDB>insert into customer values(104,'divorced','west','male','bracket_4');
 
1 row created.
 
zx@MYDB>insert into customer values(105,'single','central','female','bracket_2');
 
1 row created.
 
zx@MYDB>insert into customer values(106,'married','central','female','bracket_3');
 
1 row created.
 
zx@MYDB>commit;
 
Commit complete.
 
zx@MYDB>create bitmap index idx_b_region on customer(region);
 
Index created.
 
zx@MYDB>create bitmap index idx_b_maritalstatus on customer(marital_status);
 
Index created.
 
zx@MYDB>exec dbms_stats.gather_table_stats(ownname=>USER,tabname=>'CUSTOMER',estimate_percent=>100,cascade=>true);
 
PL/SQL procedure successfully completed.
 
zx@MYDB>select /*+ index(customer idx_b_region) */ customer# from customer where region='east';
 
 CUSTOMER#
----------
       101

wKioL1iyraWgd2bsAAA8RsRYT_s227.png从上面的输出内容可以看出,SQL的执行计划走的是对位图索引IDX_B_REGION的位图索引单键值扫描,对就的关键字是“BITMAP INDEX SINGLE VALUE”

SQL改写为范围查询后再次执行

zx@MYDB>select /*+index(customer idx_b_region) */ customer# from customer where region between 'east' and 'west';
 
 CUSTOMER#
----------
       101
       103
       104

wKiom1iyrfjCaswxAAA-Jd7d7s8934.png从输出内容可以看出SQL走的执行计划是对位图索引IDX_B_REGION的位图索引范围扫描,对应的关键字是“BITMAP INDEX RANGE SCAN”

去掉where条件,并且只查询位图索引IDX_B_REGION的索引键值列:

zx@MYDB>select region from customer;
 
REGION
------------------------------
central
central
central
east
west
west

wKioL1iyrkuQB93rAABC85ciu_Y308.png从输出可以看出SQL走的执行计划是对位图索引IDX_B_REGION的位图索引快速全扫描,对应的关键字是“BIT INDEX FAST FULL SCAN”

执行如下SQL

zx@MYDB>select count(*) from customer where marital_status='married' and region in ('central','west');
 
  COUNT(*)
----------
         3

wKioL1iyrpPylL-BAABTsyViqUk779.png

从输出内容可以看出SQL走的执行计划中,用到了位图按位与操作,对应的关键字是“BITMAP AND”和位图按位或操作,对应的关键字是“BITMAP OR”

再构造位图按位减的执行计划,SQL如下:

zx@MYDB>select /*+index(customer idx_b_maritalstatus) index(customer idx_b_region) */ customer# from customer where marital_status='married' and region!='central';
 
 CUSTOMER#
----------
       103

wKiom1iyrtCRhiWeAABdZKOTV5I464.png从输出的执行计划中,位图按位减的执行计划对应的关键字是“BITMAP MINUX” 

参考《基于Oracle的SQL优化》pdf 下载见 http://www.linuxidc.com/Linux/2017-02/140521.htm

本文永久更新链接地址http://www.linuxidc.com/Linux/2017-02/141090.htm

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