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.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=;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.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=

3 AND num_rows is not null;
SQL>SELECT * FROM user_indexes 
2 WHERE 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。
<================end of file“Oracle的优化器(Optimizer)”=====================>

下面的是我的关于一点执行计划的理解：

1。首先要启动trace的选项：
set autotrace trace explain
如果出现下面的错误：

SQL> set autotrace trace explain
SP2-0613: Unable to verify PLAN_TABLE format or existenceSP2-0611: Error enabling EXPLAIN report那么要先运行下面的语句：
@?/rdbms/admin/utlxplan.sql；

2。分析下面的执行计划：

SQL> select ename,dname from emp, dept where emp.deptno=dept.deptno and dept.dname in ('ACCOUNTING','RESEARCH','SALES','OPERATIONS');

Execution Plan
----------------------------------------------------------
0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE
1 0 NESTED LOOPS
2 1 TABLE ACCESS (FULL) OF 'EMP'
3 1 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'DEPT' 4 3 INDEX (UNIQUE SCAN) OF 'PK_DEPT' (UNIQUE)关于前面的两个数字，第一个是状态ID,第二个是父ID。
就是如下所示：0-->1-->2
|
|-->3-->4
在上图里，0的执行依靠1，1的执行又依赖2和3，2是没有子ID的，所以2最先执行，然后是4，在然后是3；然后2和3的结果传回1。
在这个里面0行有个字“Optimizer=CHOOSE”，这个就是上文说的那个oracle的优化器了。
还有，看这个“ INDEX (UNIQUE SCAN) OF 'PK_DEPT' (UNIQUE)”，就知道这个语句运行的时候是走INDEX的。

可以猜测这个SQL是使用的RBO，而不是CBO.
如果让它变成CBO的话，可以这样：
analyze table emp compute statistics;
analyze table dept compute statistics;
然后再执行一次：

SQL> select ename,dname from emp, dept where emp.deptno=dept.deptno and
dept.dname in ('ACCOUNTING','RESEARCH','SALES','OPERATIONS');

Execution Plan
----------------------------------------------------------
0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE (Cost=3 Card=14 Bytes=252)
1 0 HASH JOIN (Cost=3 Card=14 Bytes=252)
2 1 TABLE ACCESS (FULL) OF 'DEPT' (Cost=1 Card=3 Bytes=33) 3 1 TABLE ACCESS (FULL) OF 'EMP' (Cost=1 Card=14 Bytes=98)

这次执行的时候，就不会走INDEX,而是全表扫描了，因为这个表一共就只有14个记录。

好了，就先试到这里吧。