SQL语句性能调整

 

SQL语句性能调整的目标是：
　　去掉不必要的大表全表扫描 不必要的大表全表扫描会造成不必要的输入输出，而且还会拖垮整个数据库；
　　检查优化索引的使用 这对于提高查询速度来说非常重要
　　检查子查询 考虑SQL子查询是否可以用简单连接的方式进行重新书写；
　　调整PCTFREE和PCTUSED等存储参数优化插入、更新或者删除等操作；
　　考虑数据库的优化器;
　　考虑数据表的全表扫描和在多个CPU的情况下考虑并行查询;
　　
一、 索引(INDEX)使用的问题
　　1． 索引(INDEX)，用还是不用？这是个的问题。
　　是全表扫描还是索引范围扫描主要考虑SQL的查询速度问题。这里主要关心读取的记录的数目。根据DONALD K .BURLESON的说法,使用索引范围扫描的原则是：
　　对于数据有原始排序的表，读取少于表记录数40%的查询应该使用索引范围扫描。对读取多于表记录数40%的查询应全表扫描。
　　对于未排序的表，读取少于表记录数7%的查询应该使用索引范围扫描,反之，对读取多于表记录数7%的查询应全表扫描。
　　注：在不同的书中，对是否使用索引的读取记录的百分比值不太一致，基本上是一个经验值，但是读取记录的百分比越低，使用索引越有效。
　　2． 如果列上有建索引，什么SQL查询是有用索引(INDEX)的？什么SQL查询是没有用索引(INDEX)的？
　　存在下面情况的SQL，不会用到索引：
　　存在数据类型隐形转换的,如：
　　select * from staff_member where staff_id=’123’；
　　列上有数学运算的，如：
　　select * from staff_member where salary*2<10000;
　　使用不等于(<> )运算的，如：
　　select * from staff_member where dept_no<>2001;
　　使用substr字符串函数的，如：
　　select * from staff_member where substr(last_name,1,4)=’FRED’;
　　‘%’通配符在第一个字符的，如:
　　select * from staff_member where first_name like ‘%DON’;
　　字符串连接(||)的，如：
　　select * from staff_member where first_name||’’=’DONALD’
　　3． 函数的索引
　　日期类型也是很容易用到的，而且在SQL语句中会使用to_char函数以查询具体的的范围日期。如：select * from staff_member where TO_CHAR(birth_day,’YYYY’)=’2003’; 我们可以建立基于函数的索引如：CREATE INDEX Ind_emp_birth ON staff_member (to_char((birth_day,’YYYY’));
　　
二、 SQL语句排序优化
　　1． 排序发生的情况：
　　SQL中包含group by 子句
　　SQL 中包含order by 子句
　　SQL 中包含 distinct 子句
　　SQL 中包含 minus 或 union操作
　　创建索引时
　　2． 排序在内存还是在磁盘中进行？
　　在内存执行的排序速度要比在磁盘执行的排序速度快14000倍。如果是专用连接，排序内存根据INIT.ORA的sort_area_size进行分配，如果是多线程服务连接，排序内存根据large_pool_size进行分配。
　　sort_area_size的增大可以减少磁盘排序，但是过大将使ORACLE性能降低，因为所用的连接回话都会分配到一个sort_area_size大小的内存，所以，为了提高有限的查询速度，可能会浪费大量的内存。
　　增加sort_multiblock_read_count的值使每次读取更多的内容，减少运行次数，提高性能。

三、SQL子查询的调整
　　1、理解关联子查询和非关联子查询。
　　下面是一个非关联子查询：
　　select staff_name from staff_member where staff_id in (select staff_id from staff_func);
　　而下面是一个关联子查询：
　　select staff_name from staff_member where staff_id in (select staff_id from staff_func where staff_member.staff_id=staff_func.staff_id);
　　以上返回的结果集是相同的，可是它们的执行开销是不同的：
　　非关联查询的开销——非关联查询时子查询只会执行一次，而且结果是排序好的，并保存在一个ORACLE的临时段中，其中的每一个记录在返回时都会被父查询所引用。在子查询返回大量的记录的情况下，将这些结果集排序，以及将临时数据段进行排序会增加大量的系统开销。
　　关联查询的开销——对返回到父查询的的记录来说，子查询会每行执行一次。因此，我们必须保证任何可能的时候子查询用到索引。
　　2、XISTS子句和IN子句
　　带IN的关联子查询是多余的，因为IN子句和子查询中相关的操作的功能是一样的。如：
　　select staff_name from staff_member where staff_id in (select staff_id from staff_func where staff_member.staff_id=staff_func.staff_id);
　　为非关联子查询指定EXISTS子句是不适当的，因为这样会产生笛卡乘积。如：
　　select staff_name from staff_member where staff_id
　　Exists (select staff_id from staff_func);
　　尽量不要使用NOT IN子句。使用MINUS 子句都比NOT IN 子句快，虽然使用MINUS子句要进行两次查询：
　　select staff_name from staff_member where staff_id in (select staff_id from staff_member MINUS select staff_id from staff_func where func_id like ‘81%’);
　　3、 任何可能的时候，用标准连接或内嵌视图改写子查询。
　　
四、更新、插入、以及删除等DML语句的调整
　　1、DML语句是指用来执行更新、插入、以及删除等操作类型的语句。这些语句在结构上是很简单的，可调整的余地较小。性能低下的情况有：
　　插入缓慢并占有过多的I/O资源——这种情况主要是空闲列表(free list)中的数据块的空间过小，仅容的下较少的记录。
　　更新缓慢——这种情况主要是UPDATE操作扩展了一个VARCHAR2类型的列，而ORACLE被强制将内容迁移到其他数据块时。
　　删除缓慢——这种情况主要是记录被删除，ORACLE必须将数据块重新放置到空闲列表(free list)时。
　　因此，对DML进行调整，主要时利用对象存储参数和SQL之间的关系进行调整。
　　2、 CTFREE存储参数
　　PCTFREE存储参数告诉ORACLE什么时候应该将数据块从对象的空闲列表中移出。ORACLE的默认参数是PCTFREE=10；也就是说，一旦一个INSERT操作使得数据块的90%被使用，这个数据块就从空闲列表(free list)中移出。
　　PCTUSED存储参数
　　PCTUSED存储参数告诉ORACLE什么时候将以前满的数据块加到空闲列表中。当记录从数据表中删除时，数据库的数据块就有空间接受新的记录，但只有当填充的空间降到PCTUSED值以下时，该数据块才被连接到空闲列表中，才可以往其中插入数据。PCTUSED的默认值是PCTUSED=40。
　　存储参数规则小结
　　（1）PCTUSED较高意味着相对较满的数据块会被放置到空闲列表中，从而有效的重复使用数据块的空间，但会导致I/O消耗。PCTUSED低意味着在一个数据块快空的时候才被放置到空闲列表中，数据块一次能接受很多的记录，因此可以减少I/O消耗，提高性能。
　　（2）PCTFREE的值较大意味着数据块没有被利用多少就从空闲列表中断开连接，不利于数据块的充分使用。PCTFREE过小的结果是，在更新时可能会出现数据记录迁移(Migration)的情况。(注：数据记录迁移(Migration)是指记录在是UPDATE操作扩展了一个VARCHAR2类型的列或BLOB列后,PCTFREE参数所指定的空间不够扩展，从而记录被ORACLE强制迁移到新的数据块，发生这种情况将较严重的影响ORACLE的性能，出现更新缓慢)。
　　（3）在批量的插入、删除或者更新操作之前，先删除该表上的索引，在操作完毕之后在重新建立，这样有助于提高批量操作的整体速度，并且保证B树索引在操作之后有良好的性能。
　　3、 同优化器下的调整；
　　基于成本优化器(CBO)：
　　（1）ORACLE 8i 以上版本更多地使用成本优化器，因为它更加智能；
　　（2）通过optimizer_mode=all_rows 或 first_rows来选择CBO；通过alter session set optimizer_goal=all_rows 或 first_rows来选择CBO;通过添加hint来选择CBO;
　　（3）使用基于成本优化的一个关键是：存在表和索引的统计资料。通过analyze table 获得表的统计资料；通过analyze index获得索引的统计资料。
　　（4）对于超过5个表的连接的查询，建议不要使用成本优化器，而是在SQL语句中通过添加/* + rule */提示或者通过指定的执行计划来避免可能会在20分钟以上的SQL解析时间。
　　基于规则优化器(RBO)：
　　（1）ORACLE 8i以及ORACLE的以前版本主要用(RBO),并且比较有效；
　　（2）通过optimizer_mode=rule来选择RBO；通过alter session set optimizer_goal=rule来选择RBO; 通过添加/* + rule */来选择RBO;
　　（3）在RBO中，from 子句的表的顺序决定表的连接顺序。From 子句的最后一个表是驱动表，这个表应该是最小的表。
　　（4）限定性最强的布尔表达式放在最底层。

　　4、跟踪、优化SQL语句的方法
　　保证在实例级将TIMED_STATISTICS设置为TRUE(在 INIT.ORA中永久的设置它或执行 ALTER SYSTEM 命令临时设置它)；
　　保证将MAX_DUMP_FILE_SIZE设置的较高。此参数控制跟踪文件的大小。
　　决定USER_DUMP_DEST所指向的位置，并保证有足够的磁盘空间。这是放置跟踪文件的位置。
　　在应用系统运行时，打开所怀疑的回话的SQL_TRACE.(在 INIT.ORA中通过SQL_TRACE=TRUE永久的设置对所有的回话进行跟踪或通过使用系统包DBMS_SYSTEM.set_sql_trace_in_session(sid，serial,true);命令临时设置它)
　　执行业务相关操作；
　　设置跟踪结束(DBMS_SYSTEM.set_sql_trace_in_session(sid,serial,false)，如果没有该步骤，可能跟踪文件中的信息不全，因为可能有一部分还在缓存中)；
　　定位跟踪文件；
　　对步骤6的跟踪文件进行TKPROF，生成报告文件；
　　研究此报告文件，可以看到CPU、DISK、 QUERY、 COUNT等参数和execution plan(执行计划)，优化开销最大的SQL；
　　重复执行步骤4)~9)直到达到所需的性能目标