Oracle部分笔记

这篇笔记是本人两年来根据一本Oracle SQL优化的书以及平时的积累所写成，用于自己查找，如果有纰漏，望读者能反馈给我，也希望能帮到你。

1. ORACLE的优化器共有3种:a. RBO (RULE BASED OPTIMIZER)(基于规则) b. CBO (COST BASED OPTIMIZER)(基于成本) c. CHOOSE (选择性)
2. ORACLE 采用两种访问表中记录的方式:
     a. 全表扫描
  全表扫描就是顺序地访问表中每条记录. ORACLE采用一次读入多个数据块(database block)的方式优化全表扫描.
例如:
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1 SELECT /*+ FULL(EMP) */ * FROM EMP WHERE EMPNO = 7893

;
     b. 通过ROWID访问表
  你可以采用基于ROWID的访问方式情况,提高访问表的效率, , ROWID包含了表中记录的物理位置信息.ORACLE采用索引(INDEX)实现了数据和存放数据的物理位置(ROWID)之间的联系. 通常索引提供了快速访问ROWID的方法,因此那些基于索引列的查询就可以得到性能上的提高，特别是数据量巨大的表。如果一个大表没有被设定为缓存(CACHED)表而你希望它的数据在查询结束是仍然停留在SGA中,你就可以使用CACHE hint 来告诉优化器把数据保留在SGA中. 通常CACHE hint 和 FULL hint 一起使用.
例如:
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1 SELECT /*+ FULL(WORKER) CACHE(WORKER)*/ * FROM WORK;


索引hint 告诉ORACLE使用基于索引的扫描方式. 你不必说明具体的索引名称
例如:
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1 SELECT /*+ INDEX(LODGING) */ LODGING FROM LODGING WHERE MANAGER = ‘BILL GATES';


在不使用hint的情况下, 以上的查询应该也会使用索引,然而,如果该索引的重复值过多而你的优化器是CBO, 优化器就可能忽略索引. 在这种情况下, 你可以用INDEX hint强制ORACLE使用该索引.
   总的来说，在SQL中使用Hints，表明我们对Oracle优化器缺省的执行路径不满意，而手工修改。但这是个很有技巧性的工作，需谨慎使用。
3. 共享SQL语句
  　　为了不重复解析相同的SQL语句,在第一次解析之后, ORACLE将SQL语句存放在内存中.这块位于系统全局区域SGA(system global area)的共享池(shared buffer pool)中的内存可以被所有的数据库用户共享。ORACLE的这个功能大大地提高了SQL的执行性能并节省了内存的使用. 可惜的是ORACLE只对简单的表提供高速缓冲(cache buffering) ,这个功能并不适用于多表连接查询. 数据库管理员必须在init.ora中为这个区域设置合适的参数,当这个内存区域越大,就可以保留更多的语句,当然被共享的可能性也就越大了. 这里需要注明的是,ORACLE对两者采取的是一种严格匹配,要达成共享,SQL语句必须完全相同(包括空格,换行,大小写等).

共享的语句必须满足三个条件:
  A. 字符级的比较: 当前被执行的语句和共享池中的语句必须完全相同.
   SELECT * FROM EMP; 和下列每一个都不同 SELECT * from EMP; Select * From Emp;
  B. 两个语句所指的对象必须完全相同:
  C. 两个SQL语句中必须使用相同的名字的绑定变量(bind variables)
4. 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,因此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.当ORACLE处理多个表时, 会运用排序及合并的方式连接它们.首先,扫描第一个表(FROM子句中最后的那个表)并对记录进行派序,然后扫描第二个表(FROM子句中最后第二个表),最后将所有从第二个表中检索出的记录与第一个表中合适记录进行合并. 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.
5. 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.
6. SELECT子句中避免使用 ‘ * ‘
　　这是一个非常低效的方法. 实际上,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.
7. 减少访问数据库的次数
　　当执行每条SQL语句时, 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 , 读数据块等等. 由此可见, 减少访问数据库的次数 , 就能实际上减少ORACLE的工作量.
8. 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.
9. 最高效的删除重复记录方法 (因为使用了ROWID)
　　
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1 DELETE FROM EMP E WHERE E.ROWID > (SELECT MIN(X.ROWID) FROM EMP X WHERE X.EMP_NO = E.EMP_NO);



10. 适量使用COMMIT,使用COMMIT时必须要注意到事务的完整性
　　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. 计算记录条数
　　和一般的观点相反, count(*) 比count(1)稍快 , 当然如果可以通过索引检索,对索引列的计数仍旧是最快的.
12. 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. HAVING 中的条件一般用于对一些集合函数的比较,如COUNT() 等等. 除此而外,一般的条件应该写在WHERE子句中。
13. 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.

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1 SELECT TAB_NAME FROM TABLES WHERE (TAB_NAME,DB_VER) = ( SELECT TAB_NAME,DB_VER) FROM TAB_COLUMNS WHERE VERSION = 604) ;


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1 UPDATE EMP SET (EMP_CAT, SAL_RANGE) = (SELECT MAX(CATEGORY) , MAX(SAL_RANGE) FROM EMP_CATEGORIES) WHERE EMP_DEPT = 0020;


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
　　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.

　　对于in 和 exists的性能区别:

　　如果子查询得出的结果集记录较少，主查询中的表较大且又有索引时应该用in,反之如果外层的主查询记录较少，子查询中的表大，又有索引时使用exists。
　　其实我们区分in和exists主要是造成了驱动顺序的改变（这是性能变化的关键），如果是exists，那么以外层表为驱动表，先被访问，如果是 IN，那么先执行子查询，所以我们会以驱动表的快速返回为目标，那么就会考虑到索引及结果集的关系了。另外IN/NOT IN对NULL不处理。例如;select 1 from dual where null in (1,2,null) 返回为空，什么都没有，NOT IN也一样。

　　用NOT EXISTS替代NOT IN。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.  但NOT EXISTS 与 NOT IN 不能完全互相替换，看具体的需求。如果选择的列可以为空，则不能被替换。
　　对于not in 和 not exists的性能区别：
　　not in 只有当子查询中，select 关键字后的字段有not null约束或者有这种暗示时用not in,另外如果主查询中表大，子查询中的表小但是记录多，则应当使用not in,并使用anti hash join. 如果主查询表中记录少，子查询表中记录多，并有索引，可以使用not exists,另外not in最好也可以用/*+ HASH_AJ */或者外连接+is null。NOT IN 在基于成本的应用中较好。
16. 索引问题汇总
　　(1)定期重构索引：ALTER INDEX <INDEXNAME> REBUILD <TABLESPACENAME>
　　总是将你的表和索引建立在不同的表空间内(TABLESPACES). 决不要将不属于ORACLE内部系统的对象存放到SYSTEM表空间里. 同时,确保数据表空间和索引表空间置于不同的硬盘上.
　　(2)当SQL语句的执行路径可以使用分布在多个表上的多个索引时, ORACLE会同时使用多个索引并在运行时对它们的记录进行合并, 检索出仅对全部索引有效的记录。
　　在ORACLE选择执行路径时,唯一性索引的等级高于非唯一性索引. 然而这个规则只有当WHERE子句中索引列和常量比较才有效.如果索引列和其他表的索引类相比较。这种子句在优化器中的等级是非常低的.
　　如果不同表中两个相同等级的索引将被引用, FROM子句中表的顺序将决定哪个会被率先使用。FROM子句中最后的表的索引将有最高的优先级。
　　如果相同表中两个相同等级的索引将被引用, WHERE子句中最先被引用的索引将有最高的优先级。
　　举例:
　　DEPTNO上有一个非唯一性索引,EMP_CAT也有一个非唯一性索引.

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1 SELECT ENAME, FROM EMP WHERE DEPT_NO = 20 AND EMP_CAT = ‘A';


这里,DEPTNO索引将被最先检索,然后同EMP_CAT索引检索出的记录进行合并. 执行路径如下:

TABLE ACCESS BY ROWID ON EMP
AND-EQUAL
INDEX RANGE SCAN ON DEPT_IDX
INDEX RANGE SCAN ON CAT_IDX


范围比较举例：
DEPTNO上有一个非唯一性索引,EMP_CAT也有一个非唯一性索引.

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1 SELECT ENAME FROM EMP WHERE DEPTNO > 20 AND EMP_CAT = ‘A';


这里只有EMP_CAT索引被用到,然后所有的记录将逐条与DEPTNO条件进行比较. 执行路径如下:

TABLE ACCESS BY ROWID ON EMP
INDEX RANGE SCAN ON CAT_IDX


另外,当ORACLE无法判断索引的等级高低差别,优化器将只使用在WHERE子句中被列在最前面的那个索引.
举例：
DEPTNO上有一个非唯一性索引,EMP_CAT也有一个非唯一性索引.

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1 SELECT ENAME FROM EMP WHERE DEPTNO > 20 AND EMP_CAT > ‘A';


这里, ORACLE只用到了DEPT_NO索引. 执行路径如下:

TABLE ACCESS BY ROWID ON EMP
INDEX RANGE SCAN ON DEPT_IDX


针对唯一和非唯一性索引，举例：
empno上有一个唯一性索引,emp_type有一个非唯一性索引.

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1 select * from emp where empno >= 2 and emp_type = 'A' ;



Execution Plan
----------------------------------------------------------
0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE
1 0 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'EMP'
2 1 INDEX (RANGE SCAN) OF 'EMPTYPE' (NON-UNIQUE)

虽然EMPNO是唯一性索引,但是由于它所做的是范围比较, 等级要比非唯一性索引的等式比较低。
但如果是这样：
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1 select * from emp where empno = 2 and emp_type = 'A' ;

ORACLE将使用唯一性索引而完全忽略其它非唯一性索引．

TABLE ACCESS BY ROWID ON EMP
　　INDEX UNIQUE SCAN ON EMP_NO_IDX

　　 (3)我们也可以强制索引失效，即不使用某个或某几个索引。举例如下：
假设在EMP表的EMP_TYPE列上有一个非唯一性的索引而EMP_CLASS上没有索引.

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1 SELECT ENAME FROM EMP WHERE EMP_TYPE = ‘A' AND EMP_CLASS = ‘X';

优化器会注意到EMP_TYPE上的索引并使用它. 这是目前唯一的选择. 如果,一段时间以后, 另一个非唯一性建立在EMP_CLASS上,优化器必须对两个索引进行选择,在通常情况下,优化器将使用两个索引并在他们的结果集合上执行排序及合并.
然而,如果其中一个索引（EMP_TYPE）接近于唯一性而另一个索引（EMP_CLASS）上有几千个重复的值,排序及合并就会成为一种不必要的负担. 在这种情况下,我们希望使优化器屏蔽掉EMP_CLASS索引. 我们可以采用如下方式：
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1 SELECT ENAME FROM EMP WHERE EMP_TYPE = ‘A' AND EMP_CLASS||'' = ‘X';

另：SELECT ENAME FROM EMP WHERE EMPNO = 7935
AND DEPTNO + 0 = 10 /*DEPTNO上的索引将失效*/
AND EMP_TYPE || '' = ‘A' /*EMP_TYPE上的索引将失效*/

　　(4)应尽量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：
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1 SELECT * FROM DEPT WHERE SAL * 12 > 25000;


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


通常情况下，在索引列上使用NOT也会产生跟使用函数相同的效果。当ORACLE遇到“NOT”,他就会停止使用索引转而执行全表扫描，类似的还如!=。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.
需要注意的是,在某些时候, ORACLE优化器会自动将NOT转化成相对应的关系操作符.
NOT >  to <=  
NOT >= to <
NOT <  to >=
NOT <= to >

这里也有个技巧。尽量使用>=替换>。举例：
低效:
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1 SELECT * FROM EMP WHERE DEPTNO >3；


高效:
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1 SELECT * FROM EMP WHERE DEPTNO >=4；

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。

相同的索引列不能互相比较,这将会启用全表扫描.
不使用索引: SELECT ACCOUNT_NAME, AMOUNT FROM TRANSACTION WHERE ACCOUNT_NAME = NVL(:ACC_NAME,ACCOUNT_NAME);
使用索引: SELECT ACCOUNT_NAME, AMOUNT FROM TRANSACTION WHERE ACCOUNT_NAME LIKE NVL(:ACC_NAME,'%');

如果一定要对使用函数的列启用索引, ORACLE新的功能: 基于函数的索引(Function-Based Index) 也许是一个较好的方案.
CREATE INDEX EMP_I ON EMP (UPPER(ename)); /*建立基于函数的索引*/
SELECT * FROM emp WHERE UPPER(ename) = ‘BLACKSNAIL'; /*将使用索引*/

　　(5)对于索引列，用UNION替换OR。
　　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:

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1 SELECT LOC_ID , LOC_DESC , REGION FROM LOCATION WHERE LOC_ID = 10
2 UNION
3 SELECT LOC_ID , LOC_DESC , REGION FROM LOCATION WHERE REGION = “MELBOURNE”;


低效:
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1 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。例如WHERE KEY1 = 10 (返回最少记录) OR KEY2 = 20 (返回最多记录) ，ORACLE 内部将以上转换为 WHERE KEY1 = 10 AND ((NOT KEY1 = 10) AND KEY2 = 20) ，所以最好写成WHERE KEY1 = 20 OR KEY2 = 10;
　　(6)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．  举例说明。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;

　　(7)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。举例说明。
create index multindex on multiindexusage(inda,indb);
select * from multiindexusage where inda = 1;

Execution Plan
----------------------------------------------------------
0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE
1 0 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'MULTIINDEXUSAGE'
2 1 INDEX (RANGE SCAN) OF 'MULTINDEX' (NON-UNIQUE)

select * from multiindexusage where indb = 1;

Execution Plan
----------------------------------------------------------
0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE
1 0 TABLE ACCESS (FULL) OF 'MULTIINDEXUSAGE'
很明显, 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


　　(8)还有一点，order by中也可以使用索引，但只在满足以下两种严格的条件下才使用索引：
　　　　 (1)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
　　　　(2)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.

17. 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，所以是用UNION还是UNION ALL还是各自斟酌取舍。
    UNION 将对结果集合排序,这个操作会使用到SORT_AREA_SIZE这块内存。下面的SQL可以用来查询排序的消耗量：
    Select substr(name,1,25) "Sort Area Name", substr(value,1,15) "Value" from v$sysstat where name like 'sort%';

18. Oracle数据类型的隐式转换规则
    (1)During INSERT and UPDATE operations, Oracle converts the value to the datatype of the affected column.
例如：id列的数据类型为number
update t set id='1';  相当于 --> update t set id=to_number('1');
insert into t(id) values('1')  --> insert into t values(to_number('1'));
    (2)During SELECT FROM operations, Oracle converts the data from the column to the type of the target variable.
在查询语句中，Oracle将字段的数据类型转换为目标(即变量)的数据类型
例如：id列的数据类型为varchar2
select * from t where id=1;  --> select * from t where to_number(id)=1;
但如果id列的数据类型为number，则
select * from t where id='1';  --> select * from t where id=to_number('1');(参考第三条)
    (3)When comparing a character value with a NUMBER value, Oracle converts the character data to NUMBER.
当和一个数字类型的值比较的时候，Oracle自动将字符类型转换为数字类型。例如(2)规则中例子。
    (4)When comparing a character value with a DATE value, Oracle converts the character data to DATE.
假设create_date为date型，select * from t where create_date>'2006-11-11 11:11:11';
  --> select * from t where create_date>to_date('2006-11-11 11:11:11'); (注意，此时session的nls_date_format需要与字符串格式相符)
    (5)When you use a SQL function or operator with an argument of a datatype other than the one it accepts,Oracle converts the argument to the accepted datatype.
当给函数或过程传递参数时，如果所传入的数据类型与函数或过程本身的数据类型不一致，Oracle会自动将其转为函数或过程本身的数据类型。
例如有一个存储过程为 p(p_1 number)，则exec p('1'); --> exec p(to_number('1'));
    (6)When making assignments, Oracle converts the value on the right side of the equal sign (=) to the datatype of the target of the assignment on the left side.
赋值时，Oracle会将等号右边的数据类型转化为等号左边的数据类型。
var a number;  a:='1';  --> a := to_number('1');
    (7)During concatenation operations, Oracle converts from noncharacter datatypes to CHAR or NCHAR.
在连接('||')操作中,Oracle会将非字符串的数据类型转为字符类型。
    (8)During arithmetic operations on and comparisons between character and noncharacter datatypes, Oracle converts from any character datatype to a number, date, or rowid, as appropriate.
    In arithmetic operations between CHAR/VARCHAR2 and NCHAR/NVARCHAR2, Oracle converts to a number.
在算术运算或者字符和非字符之间比较时，Oracle将字符数据类型转换为合适的数据类型，比如数字、日期或则rowid类型等。当字符和非字符之间进行算术运算时，Oracle会将其转换为数字运算。
例如：select '1'+2 from dual;   结果为3
    (9) Comparisons between CHAR/VARCHAR2 and NCHAR/NVARCHAR2 types may entail different character sets. The default direction of conversion in such cases is from the database character set to the national character set.
当字符类型和非字符之间比较时，如果字符集不同，则Oracle默认将数据库字符集转换为国家字符集。
    这其中要当心丢失了所有的效果。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 WHERE TO_NUMBER(EMP_TYPE)=123。因为内部发生的类型转换, 这个索引已失效。