SQL 語句的優化方法

SQL的優化應該從5個方面進行調整：
1.去掉不必要的大型表的全表掃描
2.快取小型表的全表掃描
3.檢驗優化索引的使用
4.檢驗優化的連線技術
5.儘可能減少執行計劃的Cost

SQL語句：
是對資料庫(資料)進行操作的惟一途徑；
消耗了70%~90%的資料庫資源；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；
可以有不同的寫法；易學，難精通。

SQL優化：
固定的SQL書寫習慣，相同的查詢儘量保持相同，儲存過程的效率較高。
應該編寫與其格式一致的語句，包括字母的大小寫、標點符號、換行的位置等都要一致

ORACLE優化器：
在任何可能的時候都會對錶達式進行評估，並且把特定的語法結構轉換成等價的結構，這麼做的原因是
要麼結果表示式能夠比源表示式具有更快的速度
要麼源表示式只是結果表示式的一個等價語義結構
不同的SQL結構有時具有同樣的操作（例如：= ANY (subquery) and IN (subquery)），ORACLE會把他們對映到一個單一的語義結構。
1 常量優化：
常量的計算是在語句被優化時一次性完成，而不是在每次執行時。下面是檢索月薪大於2000的的表示式：
sal > 24000/12
sal > 2000
sal*12 > 24000
如果SQL語句包括第一種情況，優化器會簡單地把它轉變成第二種。
優化器不會簡化跨越比較符的表示式，例如第三條語句，鑑於此，應儘量寫用常量跟欄位比較檢索的表示式，而不要將欄位置於表示式當中。否則沒有辦法優化，比如如果sal上有索引，第一和第二就可以使用，第三就難以使用。

2 操作符優化：
優化器把使用LIKE操作符和一個沒有萬用字元的表示式組成的檢索表示式轉換為一個“=”操作符表示式。
例如：優化器會把表示式ename LIKE 'SMITH'轉換為ename = 'SMITH'
優化器只能轉換涉及到可變長資料型別的表示式，前一個例子中，如果ENAME欄位的型別是CHAR(10)， 那麼優化器將不做任何轉換。

7 消除對大型錶行資料的順序存取：
在 巢狀查詢中，對錶的順序存取對查詢效率可能產生致命的影響。比如採用順序存取策略，一個巢狀3層的查詢，如果每層都查詢1000行，那麼這個查詢就要查詢 10億行資料。避免這種情況的主要方法就是對連線的列進行索引。例如，兩個表：學生表（學號、姓名、年齡??）和選課表（學號、課程號、成績）。如果兩個 表要做連線，就要在“學號”這個連線欄位上建立索引。
還可以使用並集來避免順序存取。儘管在所有的檢查列上都有索引，但某些形式的WHERE子句強迫優化器使用順序存取。下面的查詢將強迫對orders表執行順序操作：
SELECT ＊ FROM orders WHERE (customer_num=104 AND order_num>1001) OR order_num=1008
雖然在customer_num和order_num上建有索引，但是在上面的語句中優化器還是使用順序存取路徑掃描整個表。因為這個語句要檢索的是分離的行的集合，所以應該改為如下語句：
SELECT ＊ FROM orders WHERE customer_num=104 AND order_num>1001
UNION
SELECT ＊ FROM orders WHERE order_num=1008
這樣就能利用索引路徑處理查詢。

8 避免相關子查詢：
一個列的標籤同時在主查詢和WHERE子句中的查詢中出現，那麼很可能當主查詢中的列值改變之後，子查詢必須重新查詢一次。查詢巢狀層次越多，效率越低，因此應當儘量避免子查詢。如果子查詢不可避免，那麼要在子查詢中過濾掉儘可能多的行。
9 避免困難的正規表示式：
MATCHES和LIKE關鍵字支援萬用字元匹配，技術上叫正規表示式。但這種匹配特別耗費時間。

例如：SELECT ＊ FROM customer WHERE zipcode LIKE “98_ _ _”
即使在zipcode欄位上建立了索引，在這種情況下也還是採用順序掃描的方式。如果把語句改為SELECT ＊ FROM customer WHERE zipcode >“98000”，在執行查詢時就會利用索引來查詢，顯然會大大提高速度。
另外，還要避免非開始的子串。例如語句：SELECT ＊ FROM customer WHERE zipcode[2，3] >“80”，在WHERE子句中採用了非開始子串，因而這個語句也不會使用索引。

SQL 優化34條建議

(1)  選擇最有效率的表名順序(只在基於規則的優化器中有效)：
ORACLE 的解析器按照從右到左的順序處理FROM子句中的表名，FROM子句中寫在最後的表(基礎表 driving table)將被最先處理，在FROM子句中包含多個表的情況下,你必須選擇記錄條數最少的表作為基礎表。如果有3個以上的表連線查詢, 那就需要選擇交叉表(intersection table)作為基礎表, 交叉表是指那個被其他表所引用的表.
(2)   WHERE子句中的連線順序：
ORACLE採用自下而上的順序解析WHERE子句,根據這個原理,表之間的連線必須寫在其他WHERE條件之前, 那些可以過濾掉最大數量記錄的條件必須寫在WHERE子句的末尾.
(3)   SELECT子句中避免使用 ‘ * ‘：
ORACLE在解析的過程中, 會將'*' 依次轉換成所有的列名, 這個工作是通過查詢資料字典完成的, 這意味著將耗費更多的時間
(4)  減少訪問資料庫的次數：
ORACLE在內部執行了許多工作: 解析SQL語句, 估算索引的利用率, 繫結變數 , 讀資料塊等；
(5)  在SQL*Plus , SQL*Forms和Pro*C中重新設定ARRAYSIZE引數, 可以增加每次資料庫訪問的檢索資料量 ,建議值為200
(6)  使用DECODE函式來減少處理時間：
使用DECODE函式可以避免重複掃描相同記錄或重複連線相同的表.
(7)  整合簡單,無關聯的資料庫訪問：
如果你有幾個簡單的資料庫查詢語句,你可以把它們整合到一個查詢中(即使它們之間沒有關係)
(8)  刪除重複記錄：
最高效的刪除重複記錄方法 ( 因為使用了ROWID)例子：
DELETE  FROM  EMP E  WHERE  E.ROWID > (SELECT MIN(X.ROWID)
FROM  EMP X  WHERE  X.EMP_NO = E.EMP_NO);
(9)  用TRUNCATE替代DELETE：
當刪除表中的記錄時,在通常情況下, 回滾段(rollback segments ) 用來存放可以被恢復的資訊. 如果你沒有COMMIT事務,ORACLE會將資料恢復到刪除之前的狀態(準確地說是恢復到執行刪除命令之前的狀況) 而當運用TRUNCATE時, 回滾段不再存放任何可被恢復的資訊.當命令執行後,資料不能被恢復.因此很少的資源被呼叫,執行時間也會很短. (譯者按: TRUNCATE只在刪除全表適用,TRUNCATE是DDL不是DML)
(10)儘量多使用COMMIT：
只要有可能,在程式中儘量多使用COMMIT, 這樣程式的效能得到提高,需求也會因為COMMIT所釋放的資源而減少:
COMMIT所釋放的資源:
a. 回滾段上用於恢復資料的資訊.
b. 被程式語句獲得的鎖
c. redo log buffer 中的空間
d. ORACLE為管理上述3種資源中的內部花費
(11)用Where子句替換HAVING子句：
避免使用HAVING子句, HAVING 只會在檢索出所有記錄之後才對結果集進行過濾. 這個處理需要排序,總計等操作. 如果能通過WHERE子句限制記錄的數目,那就能減少這方面的開銷. (非oracle中)on、where、having這三個都可以加條件的子句中，on是最先執行，where次之，having最後，因為on是先把不符合條件的記錄過濾後才進行統計，它就可以減少中間運算要處理的資料，按理說應該速度是最快的，where也應該比having快點的，因為它過濾資料後才進行sum，在兩個表聯接時才用on的，所以在一個表的時候，就剩下where跟having比較了。在這單表查詢統計的情況下，如果要過濾的條件沒有涉及到要計算欄位，那它們的結果是一樣的，只是where可以使用rushmore技術，而having就不能，在速度上後者要慢如果要涉及到計算的欄位，就表示在沒計算之前，這個欄位的值是不確定的，根據上篇寫的工作流程，where的作用時間是在計算之前就完成的，而having就是在計算後才起作用的，所以在這種情況下，兩者的結果會不同。在多表聯接查詢時，on比where更早起作用。系統首先根據各個表之間的聯接條件，把多個表合成一個臨時表後，再由where進行過濾，然後再計算，計算完後再由having進行過濾。由此可見，要想過濾條件起到正確的作用，首先要明白這個條件應該在什麼時候起作用，然後再決定放在那裡
(12)減少對錶的查詢：
在含有子查詢的SQL語句中,要特別注意減少對錶的查詢.例子：
    SELECT  TAB_NAME FROM TABLES WHERE (TAB_NAME,DB_VER) = ( SELECT
TAB_NAME,DB_VER FROM  TAB_COLUMNS  WHERE  VERSION = 604)
(13)通過內部函式提高SQL效率：
複雜的SQL往往犧牲了執行效率. 能夠掌握上面的運用函式解決問題的方法在實際工作中是非常有意義的
(14)使用表的別名(Alias)：
當在SQL語句中連線多個表時, 請使用表的別名並把別名字首於每個Column上.這樣一來,就可以減少解析的時間並減少那些由Column歧義引起的語法錯誤.
(15)用EXISTS替代IN、用NOT EXISTS替代NOT IN：
在許多基於基礎表的查詢中,為了滿足一個條件,往往需要對另一個表進行聯接.在這種情況下, 使用EXISTS(或NOT EXISTS)通常將提高查詢的效率. 在子查詢中,NOT IN子句將執行一個內部的排序和合並. 無論在哪種情況下,NOT IN都是最低效的 (因為它對子查詢中的表執行了一個全表遍歷). 為了避免使用NOT IN ,我們可以把它改寫成外連線(Outer Joins)或NOT EXISTS.
例子：
(高效)SELECT * FROM  EMP (基礎表)  WHERE  EMPNO > 0  AND  EXISTS (SELECT ‘X'  FROM DEPT  WHERE  DEPT.DEPTNO = EMP.DEPTNO  AND  LOC = ‘MELB')
(低效)SELECT  * FROM  EMP (基礎表)  WHERE  EMPNO > 0  AND  DEPTNO IN(SELECT DEPTNO  FROM  DEPT  WHERE  LOC = ‘MELB')
(16)識別'低效執行'的SQL語句：
雖然目前各種關於SQL優化的圖形化工具層出不窮,但是寫出自己的SQL工具來解決問題始終是一個最好的方法：
SELECT  EXECUTIONS , DISK_READS, BUFFER_GETS,
ROUND((BUFFER_GETS-DISK_READS)/BUFFER_GETS,2) Hit_radio,
ROUND(DISK_READS/EXECUTIONS,2) Reads_per_run,
SQL_TEXT
FROM  V$SQLAREA
WHERE  EXECUTIONS>0
AND  BUFFER_GETS > 0
AND  (BUFFER_GETS-DISK_READS)/BUFFER_GETS 
ORDER BY  4 DESC;
(17)用索引提高效率：
索引是表的一個概念部分,用來提高檢索資料的效率，ORACLE使用了一個複雜的自平衡B-tree結構. 通常,通過索引查詢資料比全表掃描要快. 當ORACLE找出執行查詢和Update語句的最佳路徑時, ORACLE優化器將使用索引. 同樣在聯結多個表時使用索引也可以提高效率. 另一個使用索引的好處是,它提供了主鍵(primary key)的唯一性驗證.。那些LONG或LONG RAW資料型別, 你可以索引幾乎所有的列. 通常, 在大型表中使用索引特別有效. 當然,你也會發現, 在掃描小表時,使用索引同樣能提高效率. 雖然使用索引能得到查詢效率的提高,但是我們也必須注意到它的代價. 索引需要空間來儲存,也需要定期維護, 每當有記錄在表中增減或索引列被修改時, 索引本身也會被修改. 這意味著每條記錄的INSERT , DELETE , UPDATE將為此多付出4 , 5 次的磁碟I/O . 因為索引需要額外的儲存空間和處理,那些不必要的索引反而會使查詢反應時間變慢.。定期的重構索引是有必要的.：
ALTER  INDEX  REBUILD 
18)用EXISTS替換DISTINCT：
當提交一個包含一對多表資訊(比如部門表和僱員表)的查詢時,避免在SELECT子句中使用DISTINCT. 一般可以考慮用EXIST替換, EXISTS 使查詢更為迅速,因為RDBMS核心模組將在子查詢的條件一旦滿足後,立刻返回結果. 例子：
      (低效):
SELECT  DISTINCT  DEPT_NO,DEPT_NAME  FROM  DEPT D , EMP E
WHERE  D.DEPT_NO = E.DEPT_NO
(高效):
SELECT  DEPT_NO,DEPT_NAME  FROM  DEPT D  WHERE  EXISTS ( SELECT ‘X'
FROM  EMP E  WHERE E.DEPT_NO = D.DEPT_NO);
(19) sql語句用大寫的：
因為oracle總是先解析sql語句，把小寫的字母轉換成大寫的再執行
(20)在java程式碼中儘量少用連線符“＋”連線字串！
(21) 避免在索引列上使用NOT：
我們要避免在索引列上使用NOT, NOT會產生在和在索引列上使用函式相同的影響. 當ORACLE”遇到”NOT,他就會停止使用索引轉而執行全表掃描.
(22)避免在索引列上使用計算．
WHERE子句中，如果索引列是函式的一部分．優化器將不使用索引而使用全表掃描．
舉例:
低效：
SELECT … FROM  DEPT  WHERE SAL * 12 > 25000;
高效:
SELECT … FROM DEPT WHERE SAL > 25000/12;
(23)用>=替代>
高效:
SELECT * FROM  EMP  WHERE  DEPTNO >=4
低效:
SELECT * FROM EMP WHERE DEPTNO >3
兩者的區別在於, 前者DBMS將直接跳到第一個DEPT等於4的記錄而後者將首先定位到DEPTNO=3的記錄並且向前掃描到第一個DEPT大於3的記錄.
(24)用UNION替換OR (適用於索引列)
通常情況下, 用UNION替換WHERE子句中的OR將會起到較好的效果. 對索引列使用OR將造成全表掃描. 注意, 以上規則只針對多個索引列有效. 如果有column沒有被索引, 查詢效率可能會因為你沒有選擇OR而降低. 在下面的例子中, LOC_ID 和REGION上都建有索引.
高效:
SELECT LOC_ID , LOC_DESC , REGION
FROM LOCATION
WHERE LOC_ID = 10
UNION
SELECT LOC_ID , LOC_DESC , REGION
FROM LOCATION
WHERE REGION = “MELBOURNE”
低效:
SELECT LOC_ID , LOC_DESC , REGION
FROM LOCATION
WHERE LOC_ID = 10 OR REGION = “MELBOURNE”
如果你堅持要用OR, 那就需要返回記錄最少的索引列寫在最前面.
(25)用IN來替換OR  
這是一條簡單易記的規則，但是實際的執行效果還須檢驗，在ORACLE8i下，兩者的執行路徑似乎是相同的．　
低效:
SELECT…. FROM LOCATION WHERE LOC_ID = 10 OR LOC_ID = 20 OR LOC_ID = 30
高效
SELECT… FROM LOCATION WHERE LOC_IN  IN (10,20,30);
(26)避免在索引列上使用IS NULL和IS NOT NULL
避免在索引中使用任何可以為空的列，ORACLE將無法使用該索引．對於單列索引，如果列包含空值，索引中將不存在此記錄. 對於複合索引，如果每個列都為空，索引中同樣不存在此記錄.　如果至少有一個列不為空，則記錄存在於索引中．舉例: 如果唯一性索引建立在表的A列和B列上, 並且表中存在一條記錄的A,B值為(123,null) , ORACLE將不接受下一條具有相同A,B值(123,null)的記錄(插入). 然而如果所有的索引列都為空，ORACLE將認為整個鍵值為空而空不等於空. 因此你可以插入1000 條具有相同鍵值的記錄,當然它們都是空! 因為空值不存在於索引列中,所以WHERE子句中對索引列進行空值比較將使ORACLE停用該索引.
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;
(27)總是使用索引的第一個列：
如果索引是建立在多個列上, 只有在它的第一個列(leading column)被where子句引用時,優化器才會選擇使用該索引. 這也是一條簡單而重要的規則，當僅引用索引的第二個列時,優化器使用了全表掃描而忽略了索引
28)用UNION-ALL 替換UNION ( 如果有可能的話)：
當SQL 語句需要UNION兩個查詢結果集合時,這兩個結果集合會以UNION-ALL的方式被合併, 然後在輸出最終結果前進行排序. 如果用UNION ALL替代UNION, 這樣排序就不是必要了. 效率就會因此得到提高. 需要注意的是，UNION ALL 將重複輸出兩個結果集合中相同記錄. 因此各位還是要從業務需求分析使用UNION ALL的可行性. UNION 將對結果集合排序,這個操作會使用到SORT_AREA_SIZE這塊記憶體. 對於這塊記憶體的優化也是相當重要的. 下面的SQL可以用來查詢排序的消耗量
低效：
SELECT  ACCT_NUM, BALANCE_AMT
FROM  DEBIT_TRANSACTIONS
WHERE TRAN_DATE = '31-DEC-95'
UNION
SELECT ACCT_NUM, BALANCE_AMT
FROM DEBIT_TRANSACTIONS
WHERE TRAN_DATE = '31-DEC-95'
高效:
SELECT ACCT_NUM, BALANCE_AMT
FROM DEBIT_TRANSACTIONS
WHERE TRAN_DATE = '31-DEC-95'
UNION ALL
SELECT ACCT_NUM, BALANCE_AMT
FROM DEBIT_TRANSACTIONS
WHERE TRAN_DATE = '31-DEC-95'
(29)用WHERE替代ORDER BY：
ORDER BY 子句只在兩種嚴格的條件下使用索引.
ORDER BY中所有的列必須包含在相同的索引中並保持在索引中的排列順序.
ORDER BY中所有的列必須定義為非空.
WHERE子句使用的索引和ORDER BY子句中所使用的索引不能並列.
例如:
表DEPT包含以下列:
DEPT_CODE PK NOT NULL
DEPT_DESC NOT NULL
DEPT_TYPE NULL
低效: (索引不被使用)
SELECT DEPT_CODE FROM  DEPT  ORDER BY  DEPT_TYPE
高效: (使用索引)
SELECT DEPT_CODE  FROM  DEPT  WHERE  DEPT_TYPE > 0
(30)避免改變索引列的型別:
當比較不同資料型別的資料時, ORACLE自動對列進行簡單的型別轉換.
假設 EMPNO是一個數值型別的索引列.
SELECT …  FROM EMP  WHERE  EMPNO = ‘123'
實際上,經過ORACLE型別轉換, 語句轉化為:
SELECT …  FROM EMP  WHERE  EMPNO = TO_NUMBER(‘123')
幸運的是,型別轉換沒有發生在索引列上,索引的用途沒有被改變.
現在,假設EMP_TYPE是一個字元型別的索引列.
SELECT …  FROM EMP  WHERE EMP_TYPE = 123
這個語句被ORACLE轉換為:
SELECT …  FROM EMP  WHERETO_NUMBER(EMP_TYPE)=123
因為內部發生的型別轉換, 這個索引將不會被用到! 為了避免ORACLE對你的SQL進行隱式的型別轉換, 最好把型別轉換用顯式表現出來. 注意當字元和數值比較時, ORACLE會優先轉換數值型別到字元型別
(31)需要當心的WHERE子句:
某些SELECT 語句中的WHERE子句不使用索引. 這裡有一些例子.
在下面的例子裡,
(1)‘!=' 將不使用索引. 記住, 索引只能告訴你什麼存在於表中, 而不能告訴你什麼不存在於表中.
(2) ‘||'是字元連線函式. 就象其他函式那樣, 停用了索引.
(3) ‘+'是數學函式. 就象其他數學函式那樣, 停用了索引.
(4)相同的索引列不能互相比較,這將會啟用全表掃描.

(32)
a. 如果檢索資料量超過30%的表中記錄數.使用索引將沒有顯著的效率提高.
b. 在特定情況下, 使用索引也許會比全表掃描慢, 但這是同一個數量級上的區別. 而通常情況下,使用索引比全表掃描要塊幾倍乃至幾千倍!
(33)避免使用耗費資源的操作:
帶有DISTINCT,UNION,MINUS,INTERSECT,ORDER BY的SQL語句會啟動SQL引擎
執行耗費資源的排序(SORT)功能. DISTINCT需要一次排序操作, 而其他的至少需要執行兩次排序. 通常, 帶有UNION, MINUS , INTERSECT的SQL語句都可以用其他方式重寫. 如果你的資料庫的SORT_AREA_SIZE調配得好, 使用UNION , MINUS, INTERSECT也是可以考慮的, 畢竟它們的可讀性很強
(34)優化GROUP BY:
提高GROUP BY 語句的效率, 可以通過將不需要的記錄在GROUP BY 之前過濾掉.下面兩個查詢返回相同結果但第二個明顯就快了許多.
低效:
SELECT JOB , AVG(SAL)
FROM EMP
GROUP by JOB
HAVING JOB = ‘PRESIDENT'
OR JOB = ‘MANAGER'
高效:
SELECT JOB , AVG(SAL)
FROM EMP
WHERE JOB = ‘PRESIDENT'
OR JOB = ‘MANAGER'
GROUP by JOB