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索引是以表列為基礎的數據庫對象。索引中保存著表中排序的索引列，并且紀錄了索引列在數據庫表中的物理存儲位置，實現了表中數據的邏輯排序。通過索引，可以加快數據的查詢速度和減少系統的響應時間;可以使表和表之間的連接速度加快。 但是，不是在任何時候

這篇文章詳細的介紹了Oracle數據庫SQL語句性能調整的基本原則，具體內容請參考下文。

一、問題的提出

在應用系統開發初期，由于開發數據庫數據比較少，對于查詢SQL語句，復雜視圖的的編寫等體會不出SQL語句各種寫法的性能優劣，但是如果將應用系統提交實際應用后，隨著數據庫中數據的增加，系統的響應速度就成為目前系統需要解決的最主要的問題之一。系統優化中一個很重要的方面就是SQL語句的優化。對于海量數據，劣質SQL語句和優質SQL語句之間的速度差別可以達到上百倍，可見對于一個系統不是簡單地能實現其功能就可，而是要寫出高質量的SQL語句，提高系統的可用性。

在多數情況下，Oracle使用索引來更快地遍歷表，優化器主要根據定義的索引來提高性能。但是，如果在SQL語句的where子句中寫的SQL代碼不合理，就會造成優化器刪去索引而使用全表掃描，一般就這種SQL語句就是所謂的劣質SQL語句。在編寫SQL語句時我們應清楚優化器根據何種原則來刪除索引，這有助于寫出高性能的SQL語句。

二、SQL語句編寫注意問題

下面就某些SQL語句的where子句編寫中需要注意的問題作詳細介紹。在這些where子句中，即使某些列存在索引，但是由于編寫了劣質的SQL，系統在運行該SQL語句時也不能使用該索引，而同樣使用全表掃描，這就造成了響應速度的極大降低。

1. IS NULL 與 IS NOT NULL

不能用null作索引，任何包含null值的列都將不會被包含在索引中。即使索引有多列這樣的情況下，只要這些列中有一列含有null，該列就會從索引中排除。也就是說如果某列存在空值，即使對該列建索引也不會提高性能。任何在where子句中使用is null或is not null的語句優化器是不允許使用索引的。

2. 聯接列

對于有聯接的列，即使最后的聯接值為一個靜態值，優化器是不會使用索引的。我們一起來看一個例子，假定有一個職工表(employee)，對于一個職工的姓和名分成兩列存放(FIRST_NAME和LAST_NAME)，現在要查詢一個叫比爾.克林頓(Bill Cliton)的職工。

下面是一個采用聯接查詢的SQL語句:

select * from employss

where

first_name||''||last_name ='Beill Cliton';

上面這條語句完全可以查詢出是否有Bill Cliton這個員工，但是這里需要注意，系統優化器對基于last_name創建的索引沒有使用。

當采用下面這種SQL語句的編寫，Oracle系統就可以采用基于last_name創建的索引。

Select * from employee

where

first_name ='Beill' and last_name ='Cliton';

遇到下面這種情況又如何處理呢?如果一個變量(name)中存放著Bill Cliton這個員工的姓名，對于這種情況我們又如何避免全程遍歷，使用索引呢?可以使用一個函數，將變量name中的姓和名分開就可以了，但是有一點需要注意，這個函數是不能作用在索引列上。下面是SQL查詢腳本：

select * from employee

where

first_name = SUBSTR('&&name',1,INSTR('&&name',' ')-1)

and

last_name = SUBSTR('&&name',INSTR('&&name’,' ')+1)

3. 帶通配符(%)的like語句

同樣以上面的例子來看這種情況。目前的需求是這樣的，要求在職工表中查詢名字中包含cliton的人�？梢圆捎萌缦碌牟樵僑QL語句：

select * from employee where last_name like '%cliton%';

這里由于通配符(%)在搜尋詞首出現，所以Oracle系統不使用last_name的索引。在很多情況下可能無法避免這種情況，但是一定要心中有底，通配符如此使用會降低查詢速度。然而當通配符出現在字符串其他位置時，優化器就能利用索引。在下面的查詢中索引得到了使用：

select * from employee where last_name like 'c%';

4. Order by語句

ORDER BY語句決定了Oracle如何將返回的查詢結果排序。Order by語句對要排序的列沒有什么特別的限制，也可以將函數加入列中(象聯接或者附加等)。任何在Order by語句的非索引項或者有計算表達式都將降低查詢速度。

仔細檢查order by語句以找出非索引項或者表達式，它們會降低性能。解決這個問題的辦法就是重寫order by語句以使用索引，也可以為所使用的列建立另外一個索引，同時應絕對避免在order by子句中使用表達式。

5. NOT

我們在查詢時經常在where子句使用一些邏輯表達式，如大于、小于、等于以及不等于等等，也可以使用and(與)、or(或)以及not(非)。NOT可用來對任何邏輯運算符號取反。下面是一個NOT子句的例子：

... where not (status ='VALID')

如果要使用NOT，則應在取反的短語前面加上括號，并在短語前面加上NOT運算符。NOT運算符包含在另外一個邏輯運算符中，這就是不等于(<>)運算符。換句話說，即使不在查詢where子句中顯式地加入NOT詞，NOT仍在運算符中，見下例：

... where status <>'INVALID';

再看下面這個例子：

select * from employee where salary<>3000;

對這個查詢，可以改寫為不使用NOT：

select * from employee where salary<3000 or salary>3000;

雖然這兩種查詢的結果一樣，但是第二種查詢方案會比第一種查詢方案更快些。第二種查詢允許Oracle對salary列使用索引，而第一種查詢則不能使用索引。

6. IN和EXISTS

有時候會將一列和一系列值相比較。最簡單的辦法就是在where子句中使用子查詢。在where子句中可以使用兩種格式的子查詢。

第一種格式是使用IN操作符：

... where column in(select * from ... where ...);

第二種格式是使用EXIST操作符：

... where exists (select 'X' from ...where ...);

我相信絕大多數人會使用第一種格式，因為它比較容易編寫，而實際上第二種格式要遠比第一種格式的效率高。在Oracle中可以幾乎將所有的IN操作符子查詢改寫為使用EXISTS的子查詢。

第二種格式中，子查詢以‘select 'X'開始。運用EXISTS子句不管子查詢從表中抽取什么數據它只查看where子句。這樣優化器就不必遍歷整個表而僅根據索引就可完成工作(這里假定在where語句中使用的列存在索引)。相對于IN子句來說，EXISTS使用相連子查詢，構造起來要比IN子查詢困難一些。

通過使用EXIST，Oracle系統會首先檢查主查詢，然后運行子查詢直到它找到第一個匹配項，這就節省了時間。Oracle系統在執行IN子查詢時，首先執行子查詢，并將獲得的結果列表存放在在一個加了索引的臨時表中。在執行子查詢之前，系統先將主查詢掛起，待子查詢執行完畢，存放在臨時表中以后再執行主查詢。這也就是使用EXISTS比使用IN通常查詢速度快的原因。

同時應盡可能使用NOT EXISTS來代替NOT IN，盡管二者都使用了NOT(不能使用索引而降低速度)，NOT EXISTS要比NOT IN查詢效率更高。

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Oracle的SQL調優是一個復雜的主題，甚至是需要整本書來介紹OracleSQL調優的細微差別。不過有一些基本的規則是每個OracleDBA都需要跟從的，這些規則可以改善他們系統的性能。SQL調優的目標是簡單的：

消除不必要的大表全表搜索：不必要的全表搜索導致大量不必要的I/O，從而拖慢整個數據庫的性能。調優專家首先會根據查詢返回的行數目來評價SQL。在一個有序的表中，如果查詢返回少于40%的行，或者在一個無序的表中，返回少于7%的行，那么這個查詢都可以調整為使用一個索引來代替全表搜索。對于不必要的全表搜索來說，最常見的調優方法是增加索引�？梢栽诒碇屑尤霕藴实腂樹索引，也可以加入bitmap和基于函數的索引。要決定是否消除一個全表搜索，你可以仔細檢查索引搜索的I/O開銷和全表搜索的開銷，它們的開銷和數據塊的讀取和可能的并行執行有關，并將兩者作對比。在一些情況下，一些不必要的全表搜索的消除可以通過強制使用一個index來達到，只需要在SQL語句中加入一個索引的提示就可以了。

在全表搜索是一個最快的訪問方法時，將小表的全表搜索放到緩存中，調優專家應該確保有一個專門的數據緩沖用作行緩沖。在Oracle7中，你可以使用altertablexxxcache語句，在Oracle8或以上，小表可以被強制為放到KEEP池中緩沖。

確保最優的索引使用：對于改善查詢的速度，這是特別重要的。有時Oracle可以選擇多個索引來進行查詢，調優專家必須檢查每個索引并且確保Oracle使用正確的索引。它還包括bitmap和基于函數的索引的使用。

確保最優的JOIN操作：有些查詢使用NESTEDLOOPjoin快一些，有些則是HASHjoin快一些，另外一些則是sort-mergejoin更快。

這些規則看來簡單，不過它們占SQL調優任務的100%，并且它們也無需完全懂得OracleSQL的內部運作。以下我們來簡單概覽以下OracleSQL的優化。

我們首先簡要查看Oracle的排序，并且看一看排序操作是如何影響性能的。

調整Oracle的排序操作

排序是SQL語法中一個小的方面，但很重要，在Oracle的調整中，它常常被忽略。當使用createindex、ORDERBY或者GROUPBY的語句時，Oracle數據庫將會自動執行排序的操作。通常，在以下的情況下Oracle會進行排序的操作：

使用Orderby的SQL語句

使用Groupby的SQL語句

在創建索引的時候

進行tablejoin時，由于現有索引的不足而導致SQL優化器調用MERGESORT

當與Oracle建立起一個session時，在內存中就會為該session分配一個私有的排序區域。如果該連接是一個專用的連接(dedicatedconnection)，那么就會根據init.ora中sort_area_size參數的大小在內存中分配一個ProgramGlobalArea(PGA)。如果連接是通過多線程服務器建立的，那么排序的空間就在large_pool中分配。不幸的是，對于所有的session，用做排序的內存量都必須是一樣的，我們不能為需要更大排序的操作分配額外的排序區域。因此，設計者必須作出一個平衡，在分配足夠的排序區域以避免發生大的排序任務時出現磁盤排序(disksorts)的同時，對于那些并不需要進行很大排序的任務，就會出現一些浪費。當然，當排序的空間需求超出了sort_area_size的大小時，這時將會在TEMP表空間中分頁進行磁盤排序。磁盤排序要比內存排序大概慢14,000倍。

上面我們已經提到，私有排序區域的大小是有init.ora中的sort_area_size參數決定的。每個排序所占用的大小由init.ora中的sort_area_retained_size參數決定。當排序不能在分配的空間中完成時，就會使用磁盤排序的方式，即在Oracle實例中的臨時表空間中進行。

磁盤排序的開銷是很大的，有幾個方面的原因。首先，和內存排序相比較，它們特別慢;而且磁盤排序會消耗臨時表空間中的資源。Oracle還必須分配緩沖池塊來保持臨時表空間中的塊。無論什么時候，內存排序都比磁盤排序好，磁盤排序將會令任務變慢，并且會影響Oracle實例的當前任務的執行。還有，過多的磁盤排序將會令freebufferwaits的值變高，從而令其它任務的數據塊由緩沖中移走。

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