说一说Oracle的优化器(Optimizer)

本文的目的：
1、说一说Oracle的Optimizer及其相关的一些知识。
2、回答一下为什么有时一个表的某个字段明明有索引,当观察一些SQL的执行计划时,发现确不走索引的问题。
3、如果你对 FIRST_ROWS、 ALL_ROWS这两种模式有疑惑时也可以看一下这篇文章。

开始吧:

Oracle在执行一个SQL之前,首先要分析一下语句的执行计划,然后再按执行计划去执行。分析语句的执行计划的工作是由优化器(Optimizer)来完成的。不同的情况,一条SQL可能有多种执行计划,但在某一时点,一定只有一种执行计划是最优的,花费时间是最少的。相信你一定会用Pl/sql Developer、Toad等工具去看一个语句的执行计划,不过你可能对Rule、Choose、First rows、All rows这几项有疑问,因为我当初也是这样的,那时我也疑惑为什么选了以上的不同的项,执行计划就变了?

1、优化器的优化方式

Oracle的优化器共有两种的优化方式,即基于规则的优化方式(Rule-Based Optimization,简称为RBO)和基于代价的优化方式(Cost-Based Optimization,简称为CBO)。
A、RBO方式：优化器在分析SQL语句时,所遵循的是Oracle内部预定的一些规则。比如我们常见的,当一个where子句中的一列有索引时去走索引。
B、CBO方式：依词义可知,它是看语句的代价(Cost)了,这里的代价主要指Cpu和内存。优化器在判断是否用这种方式时,主要参照的是表及索引的统计信息。统计信息给出表的大小、有少行、每行的长度等信息。这些统计信息起初在库内是没有的,是你在做analyze后才出现的,很多的时侯过期统计信息会令优化器做出一个错误的执行计划,因些我们应及时更新这些信息。在Oracle8及以后的版本,Oracle列推荐用CBO的方式。

我们要明了,不一定走索引就是优的,比如一个表只有两行数据,一次IO就可以完成全表的检索,而此时走索引时则需要两次IO,这时对这个表做全表扫描(full table scan)是最好的。

2、优化器的优化模式(Optermizer Mode)

优化模式包括Rule,Choose,First rows,All rows这四种方式,也就是我们以上所提及的。如下我解释一下：

Rule:不用多说,即走基于规则的方式。

Choolse:这是我们应观注的,默认的情况下Oracle用的便是这种方式。指的是当一个表或或索引有统计信息,则走CBO的方式,如果表或索引没统计信息,表又不是特别的小,而且相应的列有索引时,那么就走索引,走RBO的方式。

First Rows:它与Choose方式是类似的,所不同的是当一个表有统计信息时,它将是以最快的方式返回查询的最先的几行,从总体上减少了响应时间。

All Rows:也就是我们所说的Cost的方式,当一个表有统计信息时,它将以最快的方式返回表的所有的行,从总体上提高查询的吞吐量。没有统计信息则走基于规则的方式。

3、如何设定选用哪种优化模式

a、Instance级别

我们可以通过在init<SID>.ora文件中设定OPTIMIZER_MODE=RULE、OPTIMIZER_MODE=CHOOSE、OPTIMIZER_MODE=FIRST_ROWS、OPTIMIZER_MODE=ALL_ROWS去选用3所提的四种方式,如果你没设定OPTIMIZER_MODE参数则默认用的是Choose这种方式。

B、Sessions级别

通过SQL> ALTER SESSION SET OPTIMIZER_MODE=<Mode>;来设定。

C、语句级别

这些需要用到Hint,比如:
SQL> SELECT /*+ RULE */ a.userid,
2 b.name,
3 b.depart_name
4 FROM tf_f_yhda a,
5 tf_f_depart b
6 WHERE a.userid=b.userid;

4、为什么有时一个表的某个字段明明有索引,当观察一些语的执行计划确不走索引呢？如何解决呢？

A、不走索引大体有以下几个原因
♀你在Instance级别所用的是all_rows的方式
♀你的表的统计信息(最可能的原因)
♀你的表很小,上文提到过的,Oracle的优化器认为不值得走索引。
B、解决方法
♀可以修改init<SID>.ora中的OPTIMIZER_MODE这个参数,把它改为Rule或Choose,重起数据库。也可以使用4中所提的Hint.
♀删除统计信息
SQL>analyze table table_name delete statistics;
♀表小不走索引是对的,不用调的。

5、其它相关

A、如何看一个表或索引是否是统计信息

SQL>SELECT * FROM user_tables
2 WHERE table_name=<table_name>
3 AND num_rows is not null;

SQL>SELECT * FROM user_indexes
2 WHERE table_name=<table_name>
3 AND num_rows is not null;

b、如果我们先用CBO的方式,我们应及时去更新表和索引的统计信息,以免生形不切合实的执行计划。

SQL> ANALYZE TABLE table_name COMPUTE STATISTICS;
SQL> ANALYZE INDEX index_name ESTIMATE STATISTICS;

具体的ANALYZE语句请参照Oracle8i/9i 的refrence文档。

我的会话(session)在做什么？

原文作者：John Weeg

当一个用户坐在的终端前的提交了一个查询却等不出结果,这很是让人恢心的。他们很希望语句运行正常,但他们却不知道实际上是怎么样的。因些让我们找出一个办法来消除他们的担心。

你是谁？

第一个问题当然指的是我们正在提及的是哪个会话？用户可以在做其它事情前用如下的语句得它：

Select sid from v$mystat where rownum=1;

实际上，直到你提交的语句运行很正常时这个问题才不会被提出，如果用户有一个唯一的用户名,那么你可以用如下语句得到那个SID,比如查用户JOHN的SID.

select sid,machine,osuser,module from v$session where username='JOHN';

SID MACHINE OSUSER MODULE
----- -------------------- ------------------------------ ----------
150 MSHOMEJOHN-LAPTOP John?Weeg SQL*Plus

我用其它的一些信息校验这恰恰是我的会话

糟糕一点的是共享用户名被使用的状况，因些我们将需要看一下哪些会话正在运行：

break on sid skip 1
column sid format 99999
column sql_text form a64

select a.sid, a.last_call_et ,b.sql_text
from v$session a
,v$sqltext b
where a.username is not null
and a.status = 'ACTIVE'
and a.sql_address = b.address
order by a.last_call_et,a.sid,b.piece;

这给出了我们正在目前正在运行的语句和多长时间，你应该就能能够看出哪一个会话你需要检查一下。

因些，接着应做什么？

我们知道通常在语句执行这段时间伴随着等待,正在执行CPU操作，或正在执行IO操作。通过v$sessstat,v$sessio,v$session_wait这三张表我们可以得到我们想知道的一些信息，可以通过SID去单查我们观注的一个表，但我发现很被容易把这些信息结合在一起。

Column event format a30
Column sid format 9999
Column session_cpu heading "CPU|used"
Column physical_reads heading "physical|reads"
Column consistent_gets heading "logical|reads"
Column seconds_in_wait heading "seconds|waiting"

select a.sid, a.value session_cpu, c.physical_reads,
c.consistent_gets,d.event,d.seconds_in_wait
from v$sesstat a,v$statname b, v$sess_io c, v$session_wait d
where a.sid=150
and b.name = 'CPU used by this session'
and a.statistic# = b.statistic#
and a.sid=c.sid
and a.sid=d.sid;

我执行这个语句几次，因为我们需要找出哪些项在变化。

CPU physical logical seconds
SID used reads reads EVENT waiting
--- ----- --------- -------- ------------------------------ ----------
150 1159 0 117476 SQL*Net message from client 5

/

CPU physical logical seconds
SID used reads reads EVENT waiting
--- ----- --------- -------- ------------------------------ ----------
150 1970 0 204484 SQL*Net message from client 4

因些我们可以看到这个会话在我们检查时正在等待客户端的信息。在我们两次检查的期间它执行了逻辑读的操作并消耗了CPU资源，这说明会话运行是正常的。

什么情况下我们需要进一步检查?

通常有这么几个事件(event)标识潜在存在问题:'buffer busy waits','db file sequential read','db file scattered read','free buffer waits','latch free',对于前4上事件，我们可以找出相关的是哪个对象，如下语句：

select owner,segment_name,segment_type
from (select p1 file#, p2 block# from v$session_wait
where sid = 150
and event in ('buffer busy waits'
,'db file sequential read'
,'db file scattered read'
,'free buffer waits')) b
,dba_extents a
where a.file_id = b.file#
and b.block# between a.block_id and (a.block_id+blocks-1);

这里我们能够发现IO等待是由于大量的数据访问引起的，还是由有些东西不对比如索引丢失引起的，我们也可以去掉SID子句那行找出那些正在经历等待的对象。

对于最后一个潜在的问题我们可以查正在等待什么栓(latch):

select name
from (select p2 latch# from v$session_wait
where sid = 150
and event in ('latch free')) b
,v$latchname a
where a.latch# = b.latch#;

我们可以看到是不是会话经历栓的冲突，这个冲突是不是经常发生的

使你的用户轻松下来