知识大全 Oracle数据库SQL语句性能调整的基本原则

Posted 2022-07-16 索引

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　　详细的介绍了Oracle数据库SQL语句性能调整的基本原则具体内容请参考下文

　　一问题的提出

　　在应用系统开发初期由于开发数据库数据比较少对于查询SQL语句复杂视图的的编写等体会不出SQL语句各种写法的性能优劣但是如果将应用系统提交实际应用后随着数据库中数据的增加系统的响应速度就成为目前系统需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语句之间的速度差别可以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语句提高系统的可用性

　　在多数情况下 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高性能但是如果在SQL语句的where子句中写的SQL代码不合理就会造成优化器删去索引而使用全表扫描一般就这种SQL语句就是所谓的劣质SQL语句在编写SQL语句时我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

　　二 SQL语句编写注意问题

　　下面就某些SQL语句的where子句编写中需要注意的问题作详细介绍在这些where子句中即使某些列存在索引但是由于编写了劣质的SQL 系统在运行该SQL语句时也不能使用该索引而同样使用全表扫描这就造成了响应速度的极大降低

　　 IS NULL 与 IS NOT NULL

　　不能用null作索引任何包含null值的列都将不会被包含在索引中即使索引有多列这样的情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如果某列存在空值即使对该列建索引也不会提高性能任何在where子句中使用is null或is not null的语句优化器是不允许使用索引的

　　 联接列

　　对于有联接的列即使最后的联接值为一个静态值优化器是不会使用索引的我们一起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成两列存放（FIRST_NAME和LAST_NAME）现在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 ;

　　上面这条语句完全可以查询出是否有Bill Cliton这个员工但是这里需要注意系统优化器对基于last_name创建的索引没有使用

　　当采用下面这种SQL语句的编写 Oracle系统就可以采用基于last_name创建的索引

　　Select * from employee

　　where

　　first_name = Beill and last_name = Cliton ;

　　遇到下面这种情况又如何处理呢？如果一个变量（name）中存放著Bill Cliton这个员工的姓名对于这种情况我们又如何避免全程遍历使用索引呢？可以使用一个函数将变量name中的姓和名分开就可以了但是有一点需要注意这个函数是不能作用在索引列上下面是SQL查询脚本

　　select * from employee

　　where

　　first_name = SUBSTR( &&name INSTR( &&name ) )

　　and

　　last_name = SUBSTR( &&name INSTR( &&name )+ )

　　 带通配符（%）的like语句

　　同样以上面的例子来看这种情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的人可以采用如下的查询SQL语句

　　select * from employee where last_name like %cliton% ;

　　这里由于通配符（%）在搜寻词首出现所以Oracle系统不使用last_name的索引在很多情况下可能无法避免这种情况但是一定要心中有底通配符如此使用会降低查询速度然而当通配符出现在字符串其他位置时优化器就能利用索引在下面的查询中索引得到了使用

　　select * from employee where last_name like c% ;

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可以将函数加入列中（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降低查询速度

　　仔细检查order by语句以找出非索引项或者表达式它们会降低性能解决这个问题的办法就是重写order by语句以使用索引也可以为所使用的列建立另外一个索引同时应绝对避免在order by子句中使用表达式

　　 NOT

　　我们在查询时经常在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以使用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 )

　　如果要使用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运算符包含在另外一个逻辑运算符中这就是不等于（<>）运算符换句话说即使不在查询where子句中显式地加入NOT词 NOT仍在运算符中见下例

　　 where status <> INVALID ;

　　再看下面这个例子

　　select * from employee where salary<> ;

　　对这个查询可以改写为不使用NOT

　　select * from employee where salary< or salary> ;

　　虽然这两种查询的结果一样但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允许Oracle对salary列使用索引而第一种查询则不能使用索引

　　 IN和EXISTS

　　有时候会将一列和一系列值相比较最简单的办法就是在where子句中使用子查询在where子句中可以使用两种格式的子查询

　　第一种格式是使用IN操作符

　　 where column in(select * from where );

　　第二种格式是使用EXIST操作符

　　 where exists (select X from where );

　　我相信绝大多数人会使用第一种格式因为它比较容易编写而实际上第二种格式要远比第一种格式的效率高在Oracle中可以几乎将所有的IN操作符子查询改写为使用EXISTS的子查询

　　第二种格式中子查询以 select X 开始运用EXISTS子句不管子查询从表中抽取什么数据它只查看where子句这样优化器就不必遍历整个表而仅根据索引就可完成工作（这里假定在where语句中使用的列存在索引）相对于IN子句来说 EXISTS使用相连子查询构造起来要比IN子查询困难一些

　　通过使用EXIST Oracle系统会首先检查主查询然后运行子查询直到它找到第一个匹配项这就节省了时间 Oracle系统在执行IN子查询时首先执行子查询并将获得的结果列表存放在在一个加了索引的临时表中在执行子查询之前系统先将主查询挂起待子查询执行完毕存放在临时表中以后再执行主查询这也就是使用EXISTS比使用IN通常查询速度快的原因

　　同时应尽可能使用NOT EXISTS来代替NOT IN 尽管二者都使用了NOT（不能使用索引而降低速度） NOT EXISTS要比NOT IN查询效率更高 =====================================================

　　Oracle的SQL调优是一个复杂的主题甚至是需要整本书来介绍OracleSQL调优的细微差别不过有一些基本的规则是每个OracleDBA都需要跟从的这些规则可以改善他们系统的性能 SQL调优的目标是简单的

　　消除不必要的大表全表搜索不必要的全表搜索导致大量不必要的I/O 从而拖慢整个数据库的性能调优专家首先会根据查询返回的行数目来评价SQL 在一个有序的表中如果查询返回少于 %的行或者在一个无序的表中返回少于 %的行那么这个查询都可以调整为使用一个索引来代替全表搜索对于不必要的全表搜索来说最常见的调优方法是增加索引可以在表中加入标准的B树索引也可以加入bitmap和基于函数的索引要决定是否消除一个全表搜索你可以仔细检查索引搜索的I/O开销和全表搜索的开销它们的开销和数据块的读取和可能的并行执行有关并将两者作对比在一些情况下一些不必要的全表搜索的消除可以通过强制使用一个index来达到只需要在SQL语句中加入一个索引的提示就可以了

　　在全表搜索是一个最快的访问方法时将小表的全表搜索放到缓存中调优专家应该确保有一个专门的数据缓冲用作行缓冲在Oracle 中你可以使用altertablexxxcache语句在Oracle 或以上小表可以被强制为放到KEEP池中缓冲

　　确保最优的索引使用对于改善查询的速度这是特别重要的有时Oracle可以选择多个索引来进行查询调优专家必须检查每个索引并且确保Oracle使用正确的索引它还包括bitmap和基于函数的索引的使用

　　确保最优的JOIN操作有些查询使用NESTEDLOOPjoin快一些有些则是HASHjoin快一些另外一些则是sort mergejoin更快

　　这些规则看来简单不过它们占SQL调优任务的 % 并且它们也无需完全懂得OracleSQL的内部运作以下我们来简单概览以下OracleSQL的优化

　　我们首先简要查看Oracle的排序并且看一看排序操作是如何影响性能的

　　调整Oracle的排序操作

　　排序是SQL语法中一个小的方面但很重要在Oracle的调整中它常常被忽略当使用createindex ORDERBY或者GROUPBY的语句时 Oracle数据库将会自动执行排序的操作通常在以下的情况下Oracle会进行排序的操作

　　使用Orderby的SQL语句

　　使用Groupby的SQL语句

　　在创建索引的时候

　　进行tablejoin时由于现有索引的不足而导致SQL优化器调用MERGESORT

　　当与Oracle建立起一个session时在内存中就会为该session分配一个私有的排序区域如果该连接是一个专用的连接(dedicatedconnection) 那么就会根据init ora中sort_area_size参数的大小在内存中分配一个ProgramGlobalArea(PGA) 如果连接是通过多线程服务器建立的那么排序的空间就在large_pool中分配不幸的是对于所有的session 用做排序的内存量都必须是一样的我们不能为需要更大排序的操作分配额外的排序区域因此设计者必须作出一个平衡在分配足够的排序区域以避免发生大的排序任务时出现磁盘排序（disksorts）的同时对于那些并不需要进行很大排序的任务就会出现一些浪费当然当排序的空间需求超出了sort_area_size的大小时这时将会在TEMP表空间中分页进行磁盘排序磁盘排序要比内存排序大概慢倍

　　上面我们已经提到私有排序区域的大小是有init ora中的sort_area_size参数决定的每个排序所占用的大小由init ora中的sort_area_retained_size参数决定当排序不能在分配的空间中完成时就会使用磁盘排序的方式即在Oracle实例中的临时表空间中进行

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