Oracle 分页分析

关于分页写法的性能分析及ROWNUM的补充说明

一、测试前数据准备

    SQL> SELECT COUNT(*) FROM BPM_PROCVAR;
    
      COUNT(*)
    ----------
       2121400


二、分页写法

1、分页写法一

    SELECT *
      FROM (SELECT ROWNUM RN, A.*
              FROM (SELECT * FROM BPM_PROCVAR ORDER BY VARID) A
             WHERE ROWNUM <= 40) B
     WHERE B.RN >= 21;

查询结果：20条记录

查询时间：0.031秒



2、分页写法二

    SELECT *
      FROM (SELECT ROWNUM RN, A.*
              FROM (SELECT * FROM BPM_PROCVAR ORDER BY VARID) A) B
     WHERE B.RN >= 21
       AND B.RN <= 40;

查询结果：20条记录

执行时间：13.224秒



3、分页写法三

    SELECT ROWNUM RN1, ROWNUM RN2, A.*
      FROM (SELECT * FROM BPM_PROCVAR ORDER BY VARID) A
     WHERE ROWNUM <= 40
       AND ROWNUM >= 21;

查询结果：0条记录

执行时间：1.622秒



三、分页写法结论及其分析

1、结论：Oracle分页写法必须三层嵌套：写法一的执行效率最高、写法二的执行效率较差（实际测试结果  写法一：写法二=1:426、不同环境测试结果肯定会有偏差）

2、执行效率差异分析

     是由于CBO优化模式下，Oracle可以将外层的查询条件推到内层查询中，以提高内层查询的执行效率。对于第一个查询语句，第二层的查询条件WHERE ROWNUM <= 40就可以被Oracle推入到内层查询中，这样Oracle查询的结果一旦超过了ROWNUM限制条件，就终止查询将结果返回了。

     而第二个查询语句，由于查询条件BETWEEN 21 AND 40是存在于查询的第三层，而Oracle无法将第三层的查询条件推到最内层（即使推到最内层也没有意义，因为最内层查询不知道RN代表什么）。因此，对于第二个查询语句，Oracle最内层返回给中间层的是所有满足条件的数据，而中间层返回给最外层的也是所有数据。数据的过滤在最外层完成，显然这个效率要比第一个查询低得多。

上面分析的查询不仅仅是针对单表的简单查询，对于最内层查询是复杂的多表联合查询或最内层查询包含排序的情况一样有效。

这里就不对包含排序的查询进行说明了，下一篇文章会通过例子来详细说明。下面简单讨论一下多表联合的情况。对于最常见的等值表连接查询，CBO一般可能会采用两种连接方式NESTED LOOP和HASH JOIN（MERGE JOIN效率比HASH JOIN效率低，一般CBO不会考虑）。在这里，由于使用了分页，因此指定了一个返回的最大记录数，NESTED LOOP在返回记录数超过最大值时可以马上停止并将结果返回给中间层，而HASH JOIN必须处理完所有结果集（MERGE JOIN也是）。那么在大部分的情况下，对于分页查询选择NESTED LOOP作为查询的连接方法具有较高的效率（分页查询的时候绝大部分的情况是查询前几页的数据，越靠后面的页数访问几率越小）。

因此，如果不介意在系统中使用HINT的话，可以将分页的查询语句改写为：

    SELECT  /*+ FIRST_ROWS */ *
      FROM (SELECT ROWNUM RN, A.*
              FROM (SELECT * FROM BPM_PROCVAR ORDER BY VARID) A
             WHERE ROWNUM < 40) B
     WHERE B.RN >= 21;


四、ROWNUM的补充说明

对于rownum来说它是oracle系统顺序分配为从查询返回的行的编号，返回的第一行分配的是1，第二行是2，依此类推，这个伪字段可以用于限制查询返回的总行数，而且rownum不能以任何表的名称作为前缀。
举例说明：
例如表：student(学生)表，表结构为：
ID　　　    char(6)　　　　　 --学号
name　　　　VARCHAR2(10)　　　--姓名
create table student (ID char(6), name VARCHAR2(100));
insert into sale values('200001',‘张一’);
insert into sale values('200002',‘王二’);
insert into sale values('200003',‘李三’);
insert into sale values('200004',‘赵四’);
commit;

(1) rownum 对于等于某值的查询条件
如果希望找到学生表中第一条学生的信息，可以使用rownum=1作为条件。但是想找到学生表中第二条学生的信息，使用rownum=2结果查不到数据。因为rownum都是从1开始，但是1以上的自然数在rownum做等于判断是时认为都是false条件，所以无法查到rownum = n（n>1的自然数）。
SQL> select rownum,id,name from student where rownum=1;（可以用在限制返回记录条数的地方，保证不出错，如：隐式游标）
SQL> select rownum,id,name from student where rownum=1;
    ROWNUM ID     NAME
---------- ------ ---------------------------------------------------
         1 200001 张一
SQL> select rownum,id,name from student where rownum =2;
    ROWNUM ID     NAME
---------- ------ ---------------------------------------------------

（2）rownum对于大于某值的查询条件
   如果想找到从第二行记录以后的记录，当使用rownum>2是查不出记录的，原因是由于rownum是一个总是从1开始的伪列，Oracle 认为rownum> n(n>1的自然数)这种条件依旧不成立，所以查不到记录
SQL> select rownum,id,name from student where rownum >2;
ROWNUM ID     NAME
---------- ------ ---------------------------------------------------
那如何才能找到第二行以后的记录呀。可以使用以下的子查询方法来解决。注意子查询中的rownum必须要有alias.html' target='_blank'>别名，否则还是不会查出记录来，这是因为rownum不是某个表的列，如果不起别名的话，无法知道rownum是子查询的列还是主查询的列。
SQL>select * from(select rownum no ,id,name from student) where no>2;
        NO ID     NAME
---------- ------ ---------------------------------------------------
         3 200003 李三
         4 200004 赵四
SQL> select * from(select rownum,id,name from student)where rownum>2;
    ROWNUM ID     NAME
---------- ------ ---------------------------------------------------

（3）rownum对于小于某值的查询条件
如果想找到第三条记录以前的记录，当使用rownum<3是能得到两条记录的。显然rownum对于rownum<n（(n>1的自然数）的条件认为是成立的，所以可以找到记录。
SQL> select rownum,id,name from student where rownum <3;
    ROWNUM ID     NAME
---------- ------ ---------------------------------------------------
        1 200001 张一
        2 200002 王二
综上几种情况，可能有时候需要查询rownum在某区间的数据，那怎么办呀从上可以看出rownum对小于某值的查询条件是人为true的，rownum对于大于某值的查询条件直接认为是false的，但是可以间接的让它转为认为是true的。那就必须使用子查询。例如要查询rownum在第二行到第三行之间的数据，包括第二行和第三行数据，那么我们只能写以下语句，先让它返回小于等于三的记录行，然后在主查询中判断新的rownum的别名列大于等于二的记录行。但是这样的操作会在大数据集中影响速度。
SQL> select * from (select rownum no,id,name from student where rownum<=3 ) where no >=2;
        NO ID     NAME
---------- ------ ---------------------------------------------------
         2 200002 王二
         3 200003 李三

（4）rownum和排序
Oracle中的rownum的是在取数据的时候产生的序号，所以想对指定排序的数据去指定的rowmun行数据就必须注意了。
SQL> select rownum ,id,name from student order by name;
    ROWNUM ID     NAME
---------- ------ ---------------------------------------------------
         3 200003 李三
         2 200002 王二
         1 200001 张一
         4 200004 赵四
可以看出，rownum并不是按照name列来生成的序号。系统是按照记录插入时的顺序给记录排的号，rowid也是顺序分配的。为了解决这个问题，必须使用子查询
SQL> select rownum ,id,name from (select * from student order by name);
    ROWNUM ID     NAME
---------- ------ ---------------------------------------------------
         1 200003 李三
         2 200002 王二
         3 200001 张一
         4 200004 赵四
这样就成了按name排序，并且用rownum标出正确序号（有小到大）
笔者在工作中有一上百万条记录的表，在jsp页面中需对该表进行分页显示， 便考虑用rownum来作，下面是具体方法(每页
显示20条)：
  “select * from tabname where rownum<20 order by name" 但却发现oracle却不能按自己的意愿来执行，而是先随便
取20条记录，然后再 order by，后经咨询oracle,说rownum确实就这样，想用的话，只能用子查询 来实现先排序，后
rownum，方法如下：
  "select * from (select * from tabname order by name) where  rownum<20",但这样一来，效率会较低很多。
  后经笔者试验，只需在order by 的字段上加主键或索引即可让oracle先按 该字段排序，然后再rownum；方法不变：
   “select * from tabname where rownum<20 order by name"

取得某列中第N大的行

select column_name from
(select table_name.*,dense_rank() over (order by column desc) rank from table_name)
where rank = &N；
　假如要返回前5条记录：

　　select * from tablename where rownum<6;(或是rownum <= 5 或是rownum != 6)
假如要返回第5-9条记录：

select * from tablename
where …
and rownum<10
minus
select * from tablename
where …
and rownum<5
order by name
选出结果后用name排序显示结果。(先选再排序)

注意：只能用以上符号(<、<=、!=)。

select * from tablename where rownum != 10;返回的是前９条记录。
不能用：>,>=,=,Between...and。由于rownum是一个总是从1开始的伪列，Oracle 认为这种条件 不成立，查不到记录.

另外，这个方法更快：

select * from (
select rownum r,a from yourtable
where rownum <= 20
order by name )
where r > 10
这样取出第11-20条记录!(先选再排序再选)

要先排序再选则须用select嵌套：内层排序外层选。
rownum是随着结果集生成的，一旦生成，就不会变化了；同时,生成的结果是依次递加的，没有1就永远不会有2!
rownum 是在 查询集合产生的过程中产生的伪列，并且如果where条件中存在 rownum 条件的话，则:

1： 假如 判定条件是常量，则：
只能 rownum = 1, <= 大于1 的自然数， = 大于1 的数是没有结果的， 大于一个数也是没有结果的
即 当出现一个 rownum 不满足条件的时候则 查询结束 　　this is stop key!

2: 当判定值不是常量的时候
若条件是 = var , 则只有当 var 为1 的时候才满足条件，这个时候不存在 stop key ,必须进行 full scan ,对每个满足其他where条件的数据进行判定
选出一行后才能去选rownum=2的行……