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巧用Oracle執(zhí)行計(jì)劃機(jī)制提高查詢性能

 WindySky 2008-12-30
文主要講述了Oracle內(nèi)部產(chǎn)生執(zhí)行計(jì)劃的機(jī)制,通過這種機(jī)制你可以控制Oracle花費(fèi)在評估連接順序的時間數(shù)量,并且能在大體上提高查詢性能。

準(zhǔn)備執(zhí)行SQL語句

當(dāng)SQL語句進(jìn)入Oracle的庫緩存后,在該語句準(zhǔn)備執(zhí)行之前,將執(zhí)行下列步驟:

(1) 語法檢查:檢查SQL語句拼寫是否正確和詞序。

(2) 語義分析:核實(shí)所有的與數(shù)據(jù)字典不一致的表和列的名字。

(3) 輪廓存儲檢查:檢查數(shù)據(jù)字典,以確定該SQL語句的輪廓是否已經(jīng)存在。

(4) 生成執(zhí)行計(jì)劃:使用基于成本的優(yōu)化規(guī)則和數(shù)據(jù)字典中的統(tǒng)計(jì)表來決定最佳執(zhí)行計(jì)劃。

(5) 建立二進(jìn)制代碼:基于執(zhí)行計(jì)劃,Oracle生成二進(jìn)制執(zhí)行代碼。

一旦為執(zhí)行準(zhǔn)備好了SQL語句,以后的執(zhí)行將很快發(fā)生,因?yàn)镺racle認(rèn)可同一個SQL語句,并且重用那些語句的執(zhí)行。然而,對于生成特殊的SQL語句,或嵌入了文字變量的SQL語句的系統(tǒng),SQL執(zhí)行計(jì)劃的生成時間就很重要了,并且前一個執(zhí)行計(jì)劃通常不能夠被重用。對那些連接了很多表的查詢,Oracle需要花費(fèi)大量的時間來檢測連接這些表的適當(dāng)順序。

評估表的連接順序

在SQL語句的準(zhǔn)備過程中,花費(fèi)最多的步驟是生成執(zhí)行計(jì)劃,特別是處理有多個表連接的查詢。當(dāng)Oracle評估表的連接順序時,它必須考慮到表之間所有可能的連接。例如:六個表的之間連接有720(6的階乘,或6 * 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 720)種可能的連接線路。當(dāng)一個查詢中含有超過10個表的連接時,排列的問題將變得更為顯著。對于15個表之間的連接,需要評估的可能查詢排列將超過1萬億(準(zhǔn)確的數(shù)字是1,307,674,368,000)種。

使用optimizer_search_limit參數(shù)來設(shè)定限制

通過使用optimizer_search_limit參數(shù),你能夠指定被優(yōu)化器用來評估的最大的連接組合數(shù)量。使用這個參數(shù),我們將能夠防止優(yōu)化器消耗不定數(shù)量的時間來評估所有可能的連接組合。如果在查詢中表的數(shù)目小于optimizer_search_limit的值,優(yōu)化器將檢查所有可能的連接組合。

例如:有五個表連接的查詢將有120(5! = 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 120)種可能的連接組合,因此如果optimizer_search_limit等于5(默認(rèn)值),則優(yōu)化器將評估所有的120種可能。optimizer_search_limit參數(shù)也控制著調(diào)用帶星號的連接提示的閥值。當(dāng)查詢中的表的數(shù)目比optimizer_search_limit小時,帶星號的提示將被優(yōu)先考慮。

另一個工具:參數(shù)optimizer_max_permutations

初始化參數(shù)optimizer_max_permutations定義了優(yōu)化器所考慮組合數(shù)目的上限,且依賴于初始參數(shù)optimizer_search_limit。optimizer_max_permutations的默認(rèn)值是80,000。

參數(shù)optimizer_search_limit和optimizer_max_permutations一起來確定優(yōu)化器所考慮的組合數(shù)目的上限:除非(表或組合數(shù)目)超過參數(shù)optimizer_search_limit 或者 optimizer_max_permutations設(shè)定的值,否則優(yōu)化器將生成所有可能的連接組合。一旦優(yōu)化器停止評估表的連接組合,它將選擇成本最低的組合。

使用ordered提示指定連接順序

你能夠設(shè)定優(yōu)化器所執(zhí)行的評估數(shù)目的上限。但是即使采用有很高價值的排列評估,我們?nèi)匀粨碛惺箖?yōu)化器可以盡早地放棄復(fù)雜的查詢的重要機(jī)會?;叵胍幌潞?5個連接查詢的例子,它將有超過1萬億種的連接組合。如果優(yōu)化器在評估了80,000個組合后停止,那么它才僅僅評估了0.000006%的可能組合,而且或許還沒有為這個巨大的查詢找到最佳的連接順序。

在Oracle SQL中解決此問題的最好的方法是手工指定表的連接順序。為了盡快創(chuàng)建最小的解決方案集,這里所遵循的規(guī)則是將表結(jié)合起來,通常優(yōu)先使用限制最嚴(yán)格的WHERE子句來連接表。

下面的代碼是一個查詢執(zhí)行計(jì)劃的例子,該例子在emp表的關(guān)聯(lián)查詢上強(qiáng)制執(zhí)行了嵌套的循環(huán)連接。注意,我已經(jīng)使用了ordered提示來直接最優(yōu)化表的評估順序,最終它們表現(xiàn)在WHERE子句上。

select /*+ ordered use_nl(bonus) parallel(e, 4) */
              
            e.ename,
              
            hiredate,
              
            b.comm.
              
            from
              
            emp e,
              
            bonus b
              
            where
              
            e.ename = b.ename

這個例子要求優(yōu)化器按順序連接在SQL語句的FROM子句中指定的表,在FROM子句中的第一個表指定了驅(qū)動表。ordered提示通常被用來與其它的提示聯(lián)合起來來保證采用正確的順序連接多個表。它的用途更多的是在扭轉(zhuǎn)連接表數(shù)在四個以上的數(shù)據(jù)倉庫的查詢方面。

另外一個例子,下面的查詢使用ordered提示按照指定的順序來連接表:emp、dept、sal,最后是bonus。我通過指定emp到dept使用哈希連接和sal到bonus使用嵌套循環(huán)連接,來進(jìn)一步精煉執(zhí)行計(jì)劃。

select /*+ ordered use_hash (emp, dept) use_nl (sal, bonus) */
              
            from
              
            emp,
              
            dept,
              
            sal,
              
            bonus
              
            where .

建議:

實(shí)際上,更有效率的做法是在產(chǎn)品環(huán)境中減小optimizer_max_permutations參數(shù)的大小,并且總是使用穩(wěn)定的優(yōu)化計(jì)劃或存儲輪廓來防止出現(xiàn)耗時的含有大量連接的查詢。一旦找到最佳的連接順序,您就可以通過增加ordered提示到當(dāng)前的查詢中,并保存它的存儲輪廓,來為這些表手工指定連接順序,從而使其持久化。

當(dāng)你打算使用優(yōu)化器來穩(wěn)定計(jì)劃,則可以照下面的方法使執(zhí)行計(jì)劃持久化,臨時將optimizer_search_limit設(shè)置為查詢中的表的數(shù)目,從而允許優(yōu)化器考慮所有可能的連接順序。然后,通過重新編排WHERE子句中表的名字,并使用ordered提示,與存儲輪廓一起使變更持久化,來調(diào)整查詢。在查詢中包含四個以上的表時,ordered提示和存儲輪廓將排除耗時的評估SQL連接順序解析的任務(wù),從而提高查詢的速度。

一旦檢測到最佳的連接順序,我們就可以使用ordered提示來重載optimizer_search_limit和optimizer_max_permutations參數(shù)。ordered提示要求表按照它們出現(xiàn)在FROM子句中的順序進(jìn)行連接,所以優(yōu)化器沒有加入描述。

作為一個Oracle專業(yè)人員,你應(yīng)該知道在SQL語句第一次進(jìn)入庫緩存時可能存在重大的啟動延遲。但是聰明的Oracle DBA和開發(fā)人員能夠改變表的搜索限制參數(shù)或者使用ordered提示來手工指定表的連接順序,從而顯著地減少優(yōu)化和執(zhí)行新查詢所需的時間。



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