體驗Oracle資料庫查詢優化的經驗和方法-wjk推薦版

目前通用的資料庫產品有很多種，其中Oracle資料庫以其支援大資料庫、多使用者的高效能事務處 理, 對業界各項工業標準的支援,完整的安全和完整性控制，支援分散式資料庫利分佈處理 具有可移植性、可相容性和可連線性等突出優點倍受使用者喜愛，應用較為廣泛，在網際網路資料庫平臺上處於領先地位、其Spatial技術能更加有效地管理地理 資訊，實現海量空間資訊的儲存和管理。

資料庫最基本的任務是儲存、管理資料，而終端使用者唯一能看到的資料庫特性就是其效能：數 據庫以何速度處理某一指定查詢的結果，並且將結果返回到使用者所用的工具和應用程式。從大多數系統的應用例項來看，查詢操作在各種資料庫操作中所佔據的比重 最大、查閱新聞、 檢視檔案、 查詢統計資訊等。因此，資料庫查詢操作的效率是影響一個應用系統響應時間的關鍵因素。隨著一個應用系統中資料的動態增長，資料量變大，資料庫查詢效率就會 有所降低，應用系統的響應速度也隨之減慢，尤其對於海量資料的管理和查詢問題就更加突出，Oracle查詢優化就顯得尤為重要。

Oracle資料查詢命中率的提高

“命中率（HITRATIO） 是指直接從記憶體中取得資料而不從磁碟中取得資料的比率，也就是查詢請求的資料塊已經在記憶體中次數的百分比”。影響命中率的因素有四種：字典表活動、臨時段 活動、回滾段活動、表掃描， 應用DBA可以對這四種因素進行分析，找出資料庫命中率低的癥結所在。

1)字典表活動

當一個SQL語句第一次到達Oracle核心時資料庫對SQL語句進行分析，包含在查詢 中的資料字典物件被分解，產生SQL執行路徑。如果SQL語句指向一個不在SGA中的物件??表或檢視，Oracle執行SQL語句到資料典中查詢有關對 象的資訊。資料塊從資料字典表被讀取到SGA的資料快取中。由於每個資料字典都很小，因此，我們可快取這些表以提高對這些表的命中率。但是由於資料字典表 的資料塊在SGA中佔據空間，當增加全部的命中率時，它們會降低表資料塊的可用空間， 所以若查詢所需的時間字典資訊已經在SGA快取中，那麼就沒有必要遞迴呼叫。

2)臨時段的活動

當使用者執行一個需要排序的查詢時，Oracle設法對記憶體中排序區內的所有行進行排序， 排序區的大小由資料庫的init.ora檔案的數確定。如果排序區域不夠大，資料庫就會在排序操作期間開闢臨時段。臨時段會人為地降低 OLTP(online transaction processing）應用命中率,也會降低查詢進行排序的效能。如果能在記憶體中完成全部排序操作，就可以消除向臨時段寫資料的開銷。所以應將 SORT_AREA_SIZE設定得足夠大，以避免對臨時段的需要。這個引數的具體調整方法是:查詢相關資料，以確定這個引數的調整。

select * from v$sysstat where name='sorts(disk)'or name='sorts(memory);

大部分排序是在記憶體中進行的，但還有小部分發生在臨時段， 需要調整 值，檢視init.ora檔案的 SORT_AREA_SIZE值，引數為：SORT_AREA_SIZE＝65536;將其調整到SORT_AREA_SIZE＝131072、這個值調 整後，重啟ORACLE資料庫即可生效。

3)回滾段的活動

回滾段活動分為回滾活動和回滾段頭活動。對回滾段頭塊的訪問會降低應用的命中率， 對OLTP系統命中率的影響最大。為確認是否因為回滾段影響了命中率，可以檢視監控輸出報表中的“資料塊相容性讀一重寫記錄應用” 的統計值，這些統計值是用來確定使用者從回滾段中訪問資料的發生次數。

4)表掃描

通過大掃描讀得的塊在資料塊快取中不會保持很長時間， 因此表掃描會降低命中率。為了避免不必要的全表掃描，首先是根據需要建立索引，合理的索引設計要建立人對各種查詢的分析和預測上，筆者會在SQL優化中詳 細談及；其次是將經常用到的表放在記憶體中，以降低磁碟讀寫次數。例如 Alter table your_table_name cathe。

多表查詢的優化

在進行多表聯合查詢時，資料庫可能會採取MERGEJOINS、NESTED LOOP、HASH JOIN。其中，不論什麼時候雜湊聯結要比另兩種聯結開銷要小。

我們可以使用雜湊聯結代替MERGEJOINS、NESTED LOOP聯結、因此，在應用中，可新增一些設定使得資料庫在有多大聯合查詢發生時使用雜湊聯結。其方法是:以 oracle使用者身份登入資料庫伺服器，在initosid.ora檔案中新增:

HASH_JOIN_ENABLED=TRUE

HASJ_AREA_SIZE=26000

修改完後,重新啟動資料庫,使這些引數值生效。              

大表查詢優化

資料庫中有些表是增長非常快的，記錄量很大，對這種表進行訪問時，索引的好處就微乎其微了，通常採用兩種辦法來進行大表訪問的優化。

1)大表建立在雜湊簇中

create cluster TRADE_CLUSTER(vuserid integer)

storage(initial 50M next 50M)

hash is vuserid

size 60 hashkeys 10000000;/*hashkeys指定了在雜湊表裡的所期望的行數。*/ create table

trade_detail_new as select * from trade_detail cluster

TRADE_CLUSTER(userid);

drop table trade_detail;

rename trade_detail_new to trade_detail;

2)建分割槽表

將一個大表分開放置在幾個邏輯分割槽中或者是將一個大表分成了幾張小表 ，即可以單獨對這些小表進行查詢，也可以union all一起查詢。

例如：將 一個記錄交易詳情的表拆分：

create trade_detail_1 as select * from trade_detail

where trade_time between to_date('mm-dd','01-01')and to_date('mm-dd','03-31');

alter table trade_detail_1 add constraint check_trade_detail_1

check (trade_time between to_date('mm-dd','01-01')and to_date('mm-dd','03-31'));

同樣,建立起另幾張按交易發生的季度而劃分的表。然後建立執行四個表聯合的檢視；

create view trade_detail as select * from trade_detail_1

union all select * from trade_detail_2

union all select * from trade_detail_3

union all select * from trade_detail_4;

這樣在查詢某段時間內的資料時只訪問小表就可以了，需要時也可進行聯合查詢。

SQL優化

應用程式的執行最終將歸結為資料庫中的SQL語句執行，SQL語句消耗了70%到90% 的資料庫資源。因此SQL語句的執行效率最終決定了ORACLE資料庫的效能。許多程式設計師認為查詢優化是DBMS（資料庫管理系統）的任務，與程式設計師所編 寫的SQL語句關係不大，這是錯誤的。一個好的查詢計劃往往可以使程式效能提高數十倍。另外，SQL語句獨立於程式設計邏輯，相對於對程式原始碼的優化， 對SQL語句的優化在時間成本和風險上的代價都很低。

SQL優化的主要途徑是：

a.有效索引的建立。在經常進行連線，但是沒有指定為外來鍵的列上建立索引；在頻繁進行排 序或分組（即進行group by 或 order by 操作）的列上建立索引；在條件表示式中經常用到的不同值較多的列上建立檢索，在不同值少的列上不要建立索引；如果待排序的列有多個，可以在這些列上建立復 合索引（compound index）。

為了降低I/O竟爭, 索引要建在與使用者表空間不在同一磁碟上的索引空間裡。索引分為：分割槽索引、完全索引、唯一索引、點陣圖索引等幾種型別，在建立索引前，應該測量這個索引的選擇性，索引的選擇性是指索引列裡不同值的數目與表中記錄數的比。

b.在有大量重複值並且經常有範圍查詢（例如 between,>,<>=,<=）的列,或是用到order by、group by的列,可考慮建立群集索引 ；

c.要經常同時存取多列,目每列都含有重複值可考慮建立組合索引

d.優化表示式，在能使用範圍查詢時儘可能使用範圍索引， 而少用“like”,因為“LIKE”關鍵字支援的萬用字元匹配特別耗費時間。

f.使用Oracle語句優化器（oracle optimizer）和行鎖管理器（row-level manager）來調整優化SQL語句。              

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