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Oracle 表三種連接方式(sql優(yōu)化)

系統(tǒng) 2060 0

在查看 sql 執(zhí)行計(jì)劃時,我們會發(fā)現(xiàn)表的連接方式有多種,本文對表的連接方式進(jìn)行介紹以便更好看懂執(zhí)行計(jì)劃和理解sql執(zhí)行原理。

一、連接方式:

嵌套循環(huán)(Nested Loops (NL))

(散列)哈希連接(Hash Join (HJ))

(歸并)排序合并連接(Sort Merge Join (SMJ) )

二、連接說明:

1.Oracle一次只能連接兩個表。不管查詢中有多少個表, Oracle 在連接中一次僅能操作兩張表。

2.當(dāng)執(zhí)行多個表的連接時,優(yōu)化器從一個表開始,將它與另一個表連接;然后將中間結(jié)果與下一個表連接,以此類推,直到處理完所有表為止。

三、表連接詳解:

1. NESTED LOOP

對于被連接的數(shù)據(jù)子集較小的情況,nested loop連接是個較好的選擇。nested loop就是掃描一個表,每讀到一條記錄,就根據(jù)索引去另一個表里面查找,沒有索引一般就不會是 nested loops。一般在nested loop中, 驅(qū)動表滿足條件結(jié)果集不大,被驅(qū)動表的連接字段要有索引,這樣就走nstedloop。如果驅(qū)動表返回記錄太多,就不適合nested loops了。如果連接字段沒有索引,則適合走h(yuǎn)ash join,因?yàn)椴恍枰饕?

可用ordered提示來改變CBO默認(rèn)的驅(qū)動表,可用USE_NL(table_name1 table_name2)提示來強(qiáng)制使用nested loop。

要點(diǎn)如下:
? 1)對于被連接的數(shù)據(jù)子集較小的情況,嵌套循環(huán)連接是個較好的選擇
? 2)使用USE_NL(table_name1 table_name2)可是強(qiáng)制CBO 執(zhí)行嵌套循環(huán)連接
? 3)Nested loop一般用在連接的表中有索引,并且索引選擇性較好的時候
? 4)OIN的順序很重要,驅(qū)動表的記錄集一定要小,返回結(jié)果集的響應(yīng)時間是最快的。
? 5)Nested loops 工作方式是從一張表中讀取數(shù)據(jù),訪問另一張表(通常是索引)來做匹配,nested loops適用的場合是當(dāng)一個關(guān)聯(lián)表比較小的時候,效率會更高。

例子如下:

SQL> create table t as select * from user_tables;

表已創(chuàng)建。

SQL> create index index_t on t(table_name);

索引已創(chuàng)建。

SQL> create table t1? as? select * from user_tables where table_name like '%ACCESS%';

表已創(chuàng)建。

SQL> create index index_t1 on t1(table_name);

索引已創(chuàng)建。

SQL> begin
? 2? dbms_stats.gather_table_stats(ownname =>'TEST' ,tabname =>'T');
? 3? end;
? 4? /

PL/SQL 過程已成功完成。

SQL> begin
? 2?? dbms_stats.gather_table_stats(ownname =>'TEST' ,tabname =>'T');
? 3? end;
? 4? /

?

由于t1表記錄很小作驅(qū)動表且t表的建有索引,適合NL,執(zhí)行計(jì)劃如下:

SQL> set wrap off;
SQL> set autotrace traceonly;

SQL> select a.table_name,b.table_name from t a,t1 b
? 2? where a.table_name = b.table_name;

已選擇8行。


執(zhí)行計(jì)劃
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 3579965632

--------------------------------------------------------------------------------

| Id? | Operation???????????? | Name???? | Rows? | Bytes | Cost (%CPU)| Time
--------------------------------------------------------------------------------

|?? 0 | SELECT STATEMENT????? |????????? |???? 8 |?? 280 |???? 4?? (0)| 00:00:01

|?? 1 |? NESTED LOOPS???????? |????????? |???? 8 |?? 280 |???? 4?? (0)| 00:00:01

|?? 2 |?? INDEX FAST FULL SCAN| INDEX_T? |? 1921 | 34578 |???? 4?? (0)| 00:00:01

|*? 3 |?? INDEX RANGE SCAN??? | INDEX_T1 |???? 1 |??? 17 |???? 0?? (0)| 00:00:01

--------------------------------------------------------------------------------


Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------

?? 3 - access("A"."TABLE_NAME"="B"."TABLE_NAME")

Note
-----
?? - dynamic sampling used for this statement (level=2)


統(tǒng)計(jì)信息
----------------------------------------------------------
????????? 0? recursive calls
????????? 0? db block gets
???????? 18? consistent gets
????????? 0? physical reads
????????? 0? redo size
??????? 807? bytes sent via SQL*Net to client
??????? 415? bytes received via SQL*Net from client
????????? 2? SQL*Net roundtrips to/from client
????????? 0? sorts (memory)
????????? 0? sorts (disk)
????????? 8? rows processed

SQL> select a.table_name,b.table_name from t1 a,t b
? 2? where a.table_name = b.table_name;

已選擇8行。


執(zhí)行計(jì)劃
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 3579965632

--------------------------------------------------------------------------------

| Id? | Operation???????????? | Name???? | Rows? | Bytes | Cost (%CPU)| Time
--------------------------------------------------------------------------------

|?? 0 | SELECT STATEMENT????? |????????? |???? 8 |?? 280 |???? 4?? (0)| 00:00:01

|?? 1 |? NESTED LOOPS???????? |????????? |???? 8 |?? 280 |???? 4?? (0)| 00:00:01

|?? 2 |?? INDEX FAST FULL SCAN| INDEX_T? |? 1921 | 34578 |???? 4?? (0)| 00:00:01

|*? 3 |?? INDEX RANGE SCAN??? | INDEX_T1 |???? 1 |??? 17 |???? 0?? (0)| 00:00:01

--------------------------------------------------------------------------------


Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------

?? 3 - access("A"."TABLE_NAME"="B"."TABLE_NAME")

Note
-----
?? - dynamic sampling used for this statement (level=2)


統(tǒng)計(jì)信息
----------------------------------------------------------
????????? 4? recursive calls
????????? 0? db block gets
???????? 23? consistent gets
????????? 0? physical reads
????????? 0? redo size
??????? 807? bytes sent via SQL*Net to client
??????? 415? bytes received via SQL*Net from client
????????? 2? SQL*Net roundtrips to/from client
????????? 0? sorts (memory)
????????? 0? sorts (disk)
????????? 8? rows processed

------------------------------------------------------

假定我們利用提示改變的表的連接順序

ORACLE的解析器按照從右到左的順序處理FROM子句中的表名,F(xiàn)ROM子句中寫在最后的表(基礎(chǔ)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(shù)最少的表作為基礎(chǔ)表。如果有3個以上的表連接查詢, 那就需要選擇交叉表(intersection table)作為基礎(chǔ)表, 交叉表是指那個被其他表所引用的表.

SQL> select /*+ordered */ a.table_name,b.table_name from t1 a,t b
? 2? where a.table_name=b.table_name;

已選擇8行。


執(zhí)行計(jì)劃
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 1123105028

------------------------------------------------------------------------------

| Id? | Operation???????????? | Name???? | Rows? | Bytes | Cost (%CPU)| Time
------------------------------------------------------------------------------

|?? 0 | SELECT STATEMENT????? |????????? |???? 8 |?? 280 |???? 6? (17)| 00:00:

|*? 1 |? HASH JOIN??????????? |????????? |???? 8 |?? 280 |???? 6? (17)| 00:00:

|?? 2 |?? INDEX FULL SCAN???? | INDEX_T1 |???? 8 |?? 136 |???? 1?? (0)| 00:00:

|?? 3 |?? INDEX FAST FULL SCAN| INDEX_T? |? 1921 | 34578 |???? 4?? (0)| 00:00:

------------------------------------------------------------------------------


Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------

?? 1 - access("A"."TABLE_NAME"="B"."TABLE_NAME")

Note
-----
?? - dynamic sampling used for this statement (level=2)


統(tǒng)計(jì)信息
----------------------------------------------------------
????????? 4? recursive calls
????????? 0? db block gets
???????? 20? consistent gets
????????? 0? physical reads
????????? 0? redo size
??????? 807? bytes sent via SQL*Net to client
??????? 415? bytes received via SQL*Net from client
????????? 2? SQL*Net roundtrips to/from client
????????? 0? sorts (memory)
????????? 0? sorts (disk)
????????? 8? rows processed

2. HASH JOIN

hash join是CBO 做大數(shù)據(jù)集連接時的常用方式。優(yōu)化器掃描小表(數(shù)據(jù)源),利用連接鍵(也就是根據(jù)連接字段計(jì)算hash 值)在內(nèi)存中建立hash表,然后掃描大表,每讀到一條記錄就探測hash表一次,找出與hash表匹配的行。

當(dāng)小表可以全部放入內(nèi)存中,其成本接近全表掃描兩個表的成本之和。如果表很大不能完全放入內(nèi)存,這時優(yōu)化器會將它分割成若干不同的分區(qū),不能放入內(nèi)存的部分就把該分區(qū)寫入磁盤的臨時段,此時要有較大的臨時段從而盡量提高I/O 的性能。臨時段中的分區(qū)都需要換進(jìn)內(nèi)存做hash join。這時候成本接近于全表掃描小表+分區(qū)數(shù)*全表掃描大表的代價和。

至于兩個表都進(jìn)行分區(qū),其好處是可以使用parallel query,就是多個進(jìn)程同時對不同的分區(qū)進(jìn)行join,然后再合并。但是復(fù)雜。

使用hash join時,HASH_AREA_SIZE初始化參數(shù)必須足夠的大,如果是9i,Oracle建議使用SQL工作區(qū)自動管理,設(shè)置WORKAREA_SIZE_POLICY 為AUTO,然后調(diào)整PGA_AGGREGATE_TARGET即可。

以下條件下hash join可能有優(yōu)勢:
?? 1)兩個巨大的表之間的連接。
?? 2)在一個巨大的表和一個小表之間的連接。

要點(diǎn)如下:
?? 1)散列連接是CBO 做大數(shù)據(jù)集連接時的常用方式.
?? 2)也可以用USE_HASH(table_name1 table_name2)提示來強(qiáng)制使用散列連接
?? 3)Hash join在兩個表的數(shù)據(jù)量差別很大的時候.
?? 4)Hash join的工作方式是將一個表(通常是小一點(diǎn)的那個表)做hash運(yùn)算并存儲到hash列表中,從另一個表中抽取記錄,做hash運(yùn)算,到hash 列表中找到相應(yīng)的值,做匹配。

可用ordered提示來改變CBO默認(rèn)的驅(qū)動表,可用USE_HASH(table_name1 table_name2)提示來強(qiáng)制使用hash join。

例子:

SQL> set wrap off;
SQL> drop table tt purge;

表已刪除。

SQL> drop table tt1 purge;

表已刪除。

SQL> create table tt as select * from user_tables;

表已創(chuàng)建。

SQL> create table tt1 as select * from user_tables where table_name not like '%ACCESS%';

表已創(chuàng)建。

SQL> set autotrace traceony;

SQL> select a.table_name,b.table_name from tt a,tt1 b
? 2? where a.table_name = b.table_name;

已選擇1913行。


執(zhí)行計(jì)劃
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2918007165

---------------------------------------------------------------------------
| Id? | Operation????????? | Name | Rows? | Bytes | Cost (%CPU)| Time???? |
---------------------------------------------------------------------------
|?? 0 | SELECT STATEMENT?? |????? |? 1853 | 63002 |??? 40?? (3)| 00:00:01 |
|*? 1 |? HASH JOIN???????? |????? |? 1853 | 63002 |??? 40?? (3)| 00:00:01 |
|?? 2 |?? TABLE ACCESS FULL| TT1? |? 1853 | 31501 |??? 19?? (0)| 00:00:01 |
|?? 3 |?? TABLE ACCESS FULL| TT?? |? 1939 | 32963 |??? 20?? (0)| 00:00:01 |
---------------------------------------------------------------------------

Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------

?? 1 - access("A"."TABLE_NAME"="B"."TABLE_NAME")

Note
-----
?? - dynamic sampling used for this statement (level=2)


統(tǒng)計(jì)信息
----------------------------------------------------------
???????? 16? recursive calls
????????? 0? db block gets
??????? 379? consistent gets
??????? 117? physical reads
????????? 0? redo size
????? 84524? bytes sent via SQL*Net to client
?????? 1813? bytes received via SQL*Net from client
??????? 129? SQL*Net roundtrips to/from client
????????? 0? sorts (memory)
????????? 0? sorts (disk)
?????? 1913? rows processed

3. SORT MERGE JOIN

?a)對連接的每個表做table access full;
?b)對table access full的結(jié)果進(jìn)行排序;
?c)進(jìn)行merge join對排序結(jié)果進(jìn)行合并。

sort merge join性能開銷幾乎都在前兩步。一般是在沒有索引的情況下,9i開始已經(jīng)很少出現(xiàn),因?yàn)槠渑判虺杀靖?,大多為hash join替代。
通常情況下hash join的效果都比sort merge join要好,但是,如果行源已經(jīng)被排過序,在執(zhí)行sort merge join時不需要再排序,這時sort merge join的性能會優(yōu)于hash join。
當(dāng)全表掃描比“索引范圍掃描后再通過rowid進(jìn)行表訪問”更可取的情況下,sort merge join會比nested loops性能更佳。

要點(diǎn)如下:
? 1)使用USE_MERGE(table_name1 table_name2)來強(qiáng)制使用排序合并連接.
? 2)Sort Merge join 用在沒有索引,并且數(shù)據(jù)已經(jīng)排序的情況.
? 3)連接步驟:將兩個表排序,然后將兩個表合并。
? 4)通常情況下,只有在以下情況發(fā)生時,才會使用此種JOIN方式:
???? a)RBO模式
???? b)不等價關(guān)聯(lián)(>,<,>=,<=,<>)
???? c)bHASH_JOIN_ENABLED=false
???? d)數(shù)據(jù)源已排序
???? e)Merge Join 是先將關(guān)聯(lián)表的關(guān)聯(lián)列各自做排序,然后從各自的排序表中抽取數(shù)據(jù),到另一個排序表中做匹配,因?yàn)閙erge join需要做更多的排序,所以消耗的資源更多。?

???? f) like ,not like
??????? 通常來講,能夠使用merge join的地方,hash join都可以發(fā)揮更好的性能

可用USE_MERGE(table_name1 table_name2)提示強(qiáng)制使用sort merge join。

例子:

SQL> drop table ttt purge;

表已刪除。

SQL> drop table ttt1 purge;

表已刪除。

SQL> create table ttt as select *? from user_tables order by table_name desc;

表已創(chuàng)建。

SQL> create table ttt1 as select * from user_tables? where table_name? like '%ACCESS%' order by table_name desc ;

表已創(chuàng)建。

當(dāng)我們執(zhí)行等值連接時此時為hash join:

SQL> select a.table_name,b.table_name from ttt a,ttt1 b
? 2? where a.table_name=b.table_name;

已選擇1913行。


執(zhí)行計(jì)劃
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 1061339121

---------------------------------------------------------------------------
| Id? | Operation????????? | Name | Rows? | Bytes | Cost (%CPU)| Time???? |
---------------------------------------------------------------------------
|?? 0 | SELECT STATEMENT?? |????? |? 1798 | 61132 |??? 40?? (3)| 00:00:01 |
|*? 1 |? HASH JOIN???????? |????? |? 1798 | 61132 |??? 40?? (3)| 00:00:01 |
|?? 2 |?? TABLE ACCESS FULL| TTT? |? 1798 | 30566 |??? 20?? (0)| 00:00:01 |
|?? 3 |?? TABLE ACCESS FULL| TTT1 |? 1944 | 33048 |??? 19?? (0)| 00:00:01 |
---------------------------------------------------------------------------

Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------

?? 1 - access("A"."TABLE_NAME"="B"."TABLE_NAME")

Note
-----
?? - dynamic sampling used for this statement (level=2)


統(tǒng)計(jì)信息
----------------------------------------------------------
???????? 16? recursive calls
????????? 0? db block gets
??????? 377? consistent gets
??????? 117? physical reads
????????? 0? redo size
????? 84520? bytes sent via SQL*Net to client
?????? 1813? bytes received via SQL*Net from client
??????? 129? SQL*Net roundtrips to/from client
????????? 0? sorts (memory)
????????? 0? sorts (disk)
?????? 1913? rows processed

當(dāng)我們在等值連接的基礎(chǔ)上加上限制條件>,就變sort merge join

SQL> select a.table_name,b.table_name,b.tablespace_name from ttt a,ttt1 b
? 2?? where a.table_name > b.table_name;

已選擇10581行。


執(zhí)行計(jì)劃
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 200774751

----------------------------------------------------------------------------
| Id? | Operation?????????? | Name | Rows? | Bytes | Cost (%CPU)| Time???? |
----------------------------------------------------------------------------
|?? 0 | SELECT STATEMENT??? |????? |?? 768 | 39936 |??? 25?? (8)| 00:00:01 |
|?? 1 |? MERGE JOIN???????? |????? |?? 768 | 39936 |??? 25?? (8)| 00:00:01 |
|?? 2 |?? SORT JOIN???????? |????? |???? 8 |?? 272 |???? 4? (25)| 00:00:01 |
|?? 3 |??? TABLE ACCESS FULL| TTT1 |???? 8 |?? 272 |???? 3?? (0)| 00:00:01 |
|*? 4 |?? SORT JOIN???????? |????? |? 1921 | 34578 |??? 21?? (5)| 00:00:01 |
|?? 5 |??? TABLE ACCESS FULL| TTT? |? 1921 | 34578 |??? 20?? (0)| 00:00:01 |
----------------------------------------------------------------------------

Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------

?? 4 - access("A"."TABLE_NAME">"B"."TABLE_NAME")
?????? filter("A"."TABLE_NAME">"B"."TABLE_NAME")

Note
-----
?? - dynamic sampling used for this statement (level=2)


統(tǒng)計(jì)信息
----------------------------------------------------------
???????? 10? recursive calls
????????? 0? db block gets
???????? 74? consistent gets
????????? 1? physical reads
????????? 0? redo size
???? 321209? bytes sent via SQL*Net to client
?????? 8171? bytes received via SQL*Net from client
??????? 707? SQL*Net roundtrips to/from client
????????? 2? sorts (memory)
????????? 0? sorts (disk)
????? 10581? rows processed

SQL> select a.table_name,b.table_name,b.tablespace_name from ttt a,ttt1 b
? 2?? where a.table_name > b.table_name;

已選擇10581行。

總結(jié)

類別

?NESTED LOOP

SORT MERGE JOIN

HASH JOIN?

優(yōu)化器提示

USE_NL

USE_MERGE

USE_HASH

使用的條件

任何連接

主要用于不等價連接,如<、?<=、?>、?>=;但是不包括?<>

僅用于等價連接

相關(guān)資源

CPU、磁盤I/O

內(nèi)存、臨時空間

內(nèi)存、臨時空間

特點(diǎn)

當(dāng)有高選擇性索引或進(jìn)行限制性搜索時效率比較高,能夠快速返回第一次的搜索結(jié)果。

當(dāng)缺乏索引或者索引條件模糊時,排序合并連接比嵌套循環(huán)有效。

當(dāng)缺乏索引或者索引條件模糊時,哈希連接連接比嵌套循環(huán)有效。通常比排序合并連接快。在數(shù)據(jù)倉庫環(huán)境下,如果表的紀(jì)錄數(shù)多,效率高。

缺點(diǎn)

當(dāng)索引丟失或者查詢條件限制不夠時,效率很低;當(dāng)表的紀(jì)錄數(shù)多時,效率低。

所有的表都需要排序。它為最優(yōu)化的吞吐量而設(shè)計(jì),并且在結(jié)果沒有全部找到前不返回?cái)?shù)據(jù)。

為建立哈希表,需要大量內(nèi)存。第一次的結(jié)果返回較慢。

Oracle 表三種連接方式(sql優(yōu)化)


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