Oracle中建立索引并强制优化器使用

   来源：赛迪网技术社区    作者：gaoyuan

当WHERE子句对某一列使用函数时，除非利用这个简单的技术强制索引，否则Oracle优化器不能在查询中使用索引。

通常情况下，如果在WHERE子句中不使用诸如UPPER、REPLACE 或SUBSTRD等函数，就不能对指定列建立特定的条件。但如果使用了这些函数，则会出现一个问题：这些函数会阻碍Oracle优化器对列使用索引，因而与采用索引的情况相比较，查询会花费更多的时间。

庆幸的是，如果在使用函数的这些列中包含了字符型数据，可以用这样一种方法修改查询语句，以达到强制性使用索引，更有效地运行查询。这篇文章介绍了涉及的技术，并说明了在两种典型情况下怎样实现。

大小写混合情况

在讨论由于函数修改了列的内容，如何强制使用索引前，让我们首先看看为什么Oracle优化器在这种情况下不能使用索引。假定我们要搜寻包含了大小写混合的数据，如ADDRESS表的NAME列。因为数据是用户输入的，我们无法使用已经统一改为大写的数据。为了找到每一个名为john的地址，我们使用包含了UPPER子句的查询语句。如下所示：

SQL> select address from address where upper(name) like 'JOHN';

在运行这个查询语句前，如果我们运行了命令"set autotrace on", 将会得到下列结果，其中包含了执行过程：

ADDRESS
    cleveland
    1 row selected.
    Execution Plan
    SELECT STATEMENT
    TABLE ACCESS FULL ADDRESS

可以看到，在这种情况下，Oracle优化器对ADDRESS 表作了一次完整的扫描，而没有使用NAME 列的索引。这是因为索引是根据列中数据的实际值建立的，而UPPER 函数已经将字符转换成大写,即修改了这些值，因此该查询不能使用这列的索引。优化器不能与索引项比较"JOHN"，没有索引项对应于"JOHN"-只有"john" 。

值得庆幸的是，如果在这种情况下想要强制使用索引，有一种简便的方法：只要在WHERE 子句中增加一个或多个特定的条件，用于测试索引值，并减少需要扫描的行，但这并没有修改原来SQL 编码中的条件。以下列查询语句为例：

SQL> select address from address where upper(name) like 'JO%' AND (name 
  like 'J%' or name like 'j%');

使用这种查询语句（已设置AUTOTRACE），可得到下列结果：

ADDRESS
    cleveland
    1 row selected.
    Execution Plan
    SELECT STATEMENT
        CONCATENATION
            TABLE ACCESS BY INDEX ROWID ADDRESS
                INDEX RANGE SCAN ADDRESS_I 
            TABLE ACCESS BY INDEX ROWID ADDRESS
                INDEX RANGE SCAN ADDRESS_I

现在，优化器为WHERE 子句中AND 联结的两个语句中每一个语句确定的范围进行扫描----第二个语句没有引用函数，因而使用了索引。在两个范围扫描后，将运行结果合并。

在这个例子中，如果数据库有成百上千行，可以用下列方法扩充WHERE 子句，进一步缩小扫描范围：

select address from address where 
    upper(name) like 'JOHN' AND (name like 'JO%' 
  or name like 'jo%' or name like 'Jo' or name like 'jO' );

得到的结果与以前相同，但是，其执行过程如下所示，表明有4个扫描范围。

Execution Plan
     SELECT STATEMENT
        CONCATENATION
            TABLE ACCESS BY INDEX ROWID ADDRESS
                INDEX RANGE SCAN ADDRESS_I
            TABLE ACCESS BY INDEX ROWID ADDRESS
                INDEX RANGE SCAN ADDRESS_I
            TABLE ACCESS BY INDEX ROWID ADDRESS
                INDEX RANGE SCAN ADDRESS_I
            TABLE ACCESS BY INDEX ROWID ADDRESS 
                INDEX RANGE SCAN ADDRESS_I

如果试图进一步提高查询速度，我们可以在特定的"name like"条件中指明3个或更多的字符。然而，这样做会使得WHERE子句十分笨重。因为需要大小写字符所有可能的组合-joh ,Joh,jOh,joH等等。除此之外，指定一个或两个字符已足以加快查询的运行速度了。

现在让我们看看，当我们引用不同的函数时，怎样运用这个基本技术。

使用REPLACE的情况

正如名字不总是以大写输入一样，电话号码也会以许多格式出现： 如 123-456-7890， 123 456 7890，[phone] 等等。

如果在列名为 PHONE_NUMBER中搜寻上述号码时，可能需要使用函数REPLACE以保证统一的格式。如果在PHONE_NUMBER列中只包含空格、连字符和数字，where 子句可以如下所示：

WHERE replace(replace(phone_number , '-' ) , ' ' ) = '1234567890'

WHERE子句两次使用REPLACE 函数去掉了连字符和空格，保证了电话号码是简单的数字串。然而，该函数阻止了优化器在该列使用索引。因此，我们按如下方法修改WHERE子句，以强制执行索引。

WHERE replace(replace(phone_number, '-' ) , ' ' ) = '1234567890'

AND phone_number like '123% '如果我们知道数据中可能包含圆括号，WHERE 子句会稍微复杂一点。我们可以再增加REPLACE 函数（去掉圆括号、连字符和空格），按如下所示扩充增加的条件：

WHERE replace(replace(replace(replace
(phone_number , ' - ' ) ,' '),'( ' ) 
 , ' ) ' ) = '1234567890' AND 
(phone number like ' 123% ' 
or phone_number like ' (123% ' ) '

该例强调了巧妙地选用WHERE 子句条件的重要性，而且，这些条件不会改变查询结果。你的选择应基于完全了解该列中存在的信息类型。在该例中，我们需要知道 PHONE_NUMBER 数据中存在几种不同的格式，这样，我们能够修改WHERE 子句而不会影响查询结果。

正确的条件

以后当你遇到包含CHARACTER 数据修改函数列的WHERE 子句时，应考虑怎样利用增加一个或两个特定的条件，迫使优化器使用索引。适当地选择一组特定的条件能减少扫描行，并且强制使用索引不会影响查询结果----但却提高了查询的执行速度。