12條語句學會oracle cbo計算(七)

selectshen發表於2015-05-19
12條語句學會oracle cbo計算(七)
工作中,你可能會遇到統計資料正確,但就是不走你想要的執行計劃的情況,最後一般透過hint或sql_profile解決.一條sql語句的效能主要依賴於好的物理結構,準確的系統統計資料,準確的物件統計資料,合理的查詢最佳化器引數,合理的系統引數.這些因素也就是cost計算基本引數.因此產生的sql最佳化技術有很多,大概包含:改變訪問結構,修改sql語句,加hint,改變執行環境,sql profile,stored outlines,sql plan baseline.其實無外乎就是透過調整sql適應環境或者透過調整環境適應sql.如果清楚Cost值的演算法,就可以透過演算法的對比,找到問題的真正原因,更有針對性的去解決問題.
全文主要參考Jonathan Lewis的<>和黃瑋(fuyuncat)的<>,特別黃瑋(fuyuncat)的這本,是非常值得去學習的.

準備用14篇來描述完,前2篇是統計資料,演算法公式說明,後12篇用12條語句分別去套用說明.
本篇例子的特徵是單表,索引唯一掃描,條件值常量,無直方圖,單條件,排序,和上一篇差別是索引唯一掃描

--產生測試資料
drop table scott.t_test1 purge;

create table scott.t_test1 as select * from dba_objects;

create unique index scott.idx_t_test1 on scott.t_test1(object_id);

begin
dbms_stats.gather_table_stats('scott','t_test1');
end;

--產生語句的執行計劃
--這裡我是在pl/sql developer,是因為不用象10053那麼麻煩就可以產生想要的幾個值用以對比.
explain plan for select * from scott.t_test1 where object_id=40;

SELECT lpad(' ', 2 * (LEVEL - 1)) || operation operation,
       options,
       object_name,
       cardinality,
       bytes,
       io_cost,
       cpu_cost,
       cost,
       time
  FROM plan_table
 START WITH id = 0
CONNECT BY PRIOR id = parent_id;
/*
OPERATION    OPTIONS    OBJECT_NAME    CARDINALITY    BYTES    IO_COST    CPU_COST    COST    TIME
SELECT STATEMENT            1    98    2    15723    2    1
  TABLE ACCESS    BY INDEX ROWID    T_TEST1    1    98    2    15723    2    1
    INDEX    UNIQUE SCAN    IDX_T_TEST1    1        1    8171    1    1
*/

--查詢表的統計資料
select rpad(table_name, 10, ' ') table_name,
       rpad(num_rows, 10, ' ') num_rows,
       rpad(blocks, 10, ' ') blocks,
       avg_row_len
  from dba_tables
 where owner = 'SCOTT'
   and table_name = 'T_TEST1';
/*
TABLE_NAME    NUM_ROWS    BLOCKS    AVG_ROW_LEN
T_TEST1       86335         1261          98
*/

--查詢列的統計資料
select rpad(column_name, 12, ' ') column_name,
       rpad(num_distinct, 8, ' ') num_distinct,
       rpad(utl_raw.cast_to_number(low_value), 15, ' ') low_value,
       rpad(utl_raw.cast_to_number(high_value), 10, ' ') high_value,
       rpad(nullable, 8, ' ') nullable,
       rpad(num_nulls, 8, ' ') num_nulls,
       rpad(avg_col_len, 6, ' ') avg_col_len,
       rpad(density, 20, ' ') density,
       histogram
  from dba_tab_columns
 where owner = 'SCOTT'
   and table_name = 'T_TEST1'
   and column_name ='OBJECT_ID';
/*
COLUMN_NAME    NUM_DISTINCT    LOW_VALUE    HIGH_VALUE    NULLABLE    NUM_NULLS    AVG_COL_LEN    DENSITY    HISTOGRAM
OBJECT_ID       86335       2                  87731         Y           0           5         .0000115827879770661    NONE
*/

--查詢索引的統計資料
select index_name,
       rpad(blevel, 8, ' ') blevel,
       rpad(leaf_blocks, 8, ' ') leaf_blocks,
       rpad(distinct_keys, 8, ' ') distinct_keys,
       rpad(clustering_factor, 15, ' ') clustering_factor,
       num_rows
  from dba_indexes
 where owner = 'SCOTT'
   and table_name = 'T_TEST1';
/*
INDEX_NAME    BLEVEL    LEAF_BLOCKS    DISTINCT_KEYS    CLUSTERING_FACTOR    NUM_ROWS
IDX_T_TEST1    1           179         86335       1311               86335
*/

--查詢最佳化器引數
select rpad(name,40,' ') name,rpad(value,20,' ') value,isdefault
  from (select nam.ksppinm name,
               val.KSPPSTVL value,
               --nam.ksppdesc description,
               val.ksppstdf isdefault
          from sys.x$ksppi nam, sys.x$ksppcv val
         where nam.inst_id = val.inst_id
           and nam.indx = val.indx)
 where name in
       ('_db_file_optimizer_read_count', 'db_file_multiblock_read_count',
        '_optimizer_block_size', '_table_scan_cost_plus_one',
        '_optimizer_ceil_cost', '_optimizer_cost_model',
        '_optimizer_cache_stats', '_smm_auto_min_io_size',
        '_smm_auto_max_io_size', '_smm_min_size', '_smm_max_size',
        '_smm_px_max_size', 'sort_area_retained_size', 'sort_area_size',
        'workarea_size_policy','_optimizer_percent_parallel','optimizer_index_cost_adj');
/*
NAME    VALUE    ISDEFAULT
db_file_multiblock_read_count               116                     TRUE
_db_file_optimizer_read_count               8                       TRUE
sort_area_size                              65536                   TRUE
sort_area_retained_size                     0                       TRUE
_optimizer_cost_model                       CHOOSE                  TRUE
_optimizer_cache_stats                      FALSE                   TRUE
optimizer_index_cost_adj                    100                     TRUE
_table_scan_cost_plus_one                   TRUE                    TRUE
workarea_size_policy                        AUTO                    TRUE
_smm_auto_min_io_size                       56                      TRUE
_smm_auto_max_io_size                       248                     TRUE
_smm_min_size                               286                     TRUE
_smm_max_size                               57344                   TRUE
_smm_px_max_size                            143360                  TRUE
_optimizer_percent_parallel                 101                     TRUE
_optimizer_block_size                       8192                    TRUE
_optimizer_ceil_cost                        TRUE                    TRUE
*/

--查詢系統統計資料
select rpad(pname, '20', ' ') pname,
       rpad(pval1, '20', ' ') pval1,
       rpad(pval2, '20', ' ') pval2
  from SYS.AUX_STATS$
 where sname = 'SYSSTATS_MAIN';
/*
PNAME    PVAL1    PVAL2
CPUSPEED                    
CPUSPEEDNW              3074.07407407407        
IOSEEKTIM               10                      
IOTFRSPEED              4096                    
MAXTHR                      
MBRC                        
MREADTIM                    
SLAVETHR                    
SREADTIM                                            
*/

--需要應用第二篇中的公式:
(1)NDV=dba_tab_co1umns.num_distinct
(2)DENS=dba_tab_co1umns.DENSITY
(3)ALLROWS=dba_tab1es.NUM_ROWS
(6)COLNB=dba_tab_co1umns.NULLABLE

(9)OPTICA=最佳化器系統引數optimizer_index_cost_adj
(11)MBRC=最佳化器系統引數_db_fi1e_optimizer_read_count
(14)OPTBLKSIZE=最佳化器系統引數_optimizer_b1ock_size
(21)CPUSPEED=系統統計資料CPUSPEEDNW
(22)IOTFRSPEED=系統統計資料IOTFRSPEED
(23)IOSEEKTIM=系統統計資料IOSEEKTIM
(24)SREADTIM = IOSEEKTIM + OPTBLKSIZ/IOTFRSPEED
(25)MREADTIM = IOSEEKTIM + MBRC * OPTBLKSIZ/IOTFRSPEED
(29)=的選擇率為: GREATEST(1/NDV,DENS)*DECODE(COLNB,Y,1,NNV/ALLROWS)
(73)CPUCOST = #CPUCYCLES /(CPUSPEED*SREADTIM)/1000
(78)IOCOST = BLVL
(79)IOCOST=ROUND((BLVL + CEIL(LBLKS*INDACCSEL) +CEIL(CLUF*INDFLTSEL))*OPTICA/100)

--套用上面的公式及資料進行計算
表名:T_TEST1
(3)ALLROWS=dba_tab1es.NUM_ROWS=86335
列名:OBJECT_ID
(1)NDV=dba_tab_co1umns.num_distinct=86335
(2)DENS=dba_tab_co1umns.DENSITY=.0000115827879770661
(6)COLNB=dba_tab_co1umns.NULLABLE=Y
索引列:OBJECT_ID
BLVL=dba_indexes.BLEVEL=1
CLUF=dba_indexes.CLUSTERING_FACTOR=1311
LBLKS=dba_indexes.LEAF_BLOCKS=179

(9)OPTICA=最佳化器系統引數optimizer_index_cost_adj=100
(11)MBRC=最佳化器系統引數_db_fi1e_optimizer_read_count=8
(14)OPTBLKSIZE=最佳化器系統引數_optimizer_b1ock_size=8192
(21)CPUSPEED=系統統計資料CPUSPEEDNW=3074.07407407407
(22)IOTFRSPEED=系統統計資料IOTFRSPEED=4096
(23)IOSEEKTIM=系統統計資料IOSEEKTIM=10
(24)SREADTIM = IOSEEKTIM + OPTBLKSIZ/IOTFRSPEED=10+8192/4096=12
(25)MREADTIM = IOSEEKTIM + MBRC * OPTBLKSIZ/IOTFRSPEED=10+8*8192/4096=26
(29)=的選擇率為: GREATEST(1/NDV,DENS)*DECODE(COLNB,Y,1,NNV/ALLROWS)
            SEL= GREATEST(1/86335,.0000115827879770661)*DECODE('Y','Y',86335/86335,1)
               =1.15827879770661E-5
ROWS=ALLROWS*SEL=86335*1.15827879770661E-5=1
--INDEX    UNIQUE SCAN
(78)IOCOST = BLVL
           =1
--TABLE ACCESS    BY INDEX ROWID
INDACCSEL=SEL=1.15827879770661E-5
由於沒有其他過濾條件,所以INDFLTSEL=INDACCSEL=1.15827879770661E-5
(79)IOCOST=ROUND((BLVL + CEIL(LBLKS*INDACCSEL) +CEIL(CLUF*INDFLTSEL))*OPTICA/100)
--對於唯一索引的TABLE ACCESS    BY INDEX ROWID,IOCOST調整為
    IOCOST=ROUND((BLVL +CEIL(CLUF*INDFLTSEL))*OPTICA/100
          =ROUND((1 + CEIL(1311*1.15827879770661E-5))*100/100)
          =2
(73)CPUCOST = #CPUCYCLES /(CPUSPEED*SREADTIM)
            = 15723/(3074.07407407407/12)/1000
            =0.061376530120482
COST=IOCOST+CPUCOST=2+0.061376530120482=2

--可以看到,結果與執行計劃基本相同
ROWS=ALLROWS*SEL=86335*1.15827879770661E-5=1
IOCOST[INDEX    UNIQUE SCAN]=1
IOCOST[TABLE ACCESS    BY INDEX ROWID]=2
IOCOST=IOCOST[TABLE ACCESS    BY INDEX ROWID]=2
CPUCOST = 15723/(3074.07407407407/12)/1000 =0.061376530120482
COST=IOCOST+CPUCOST=2+0.061376530120482=2.061376530120482=2

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