Oracle8i基于規(guī)則的優(yōu)化機(jī)制對(duì)表達(dá)式的處理
2024-08-29 13:45:15
供稿：網(wǎng)友
Oracle優(yōu)化器在任何可能的時(shí)候都會(huì)對(duì)表達(dá)式進(jìn)行評(píng)估，并且把特定的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成等價(jià)的結(jié)構(gòu)，這么做的原因是：
· 要么結(jié)果表達(dá)式能夠比源表達(dá)式具有更快的速度
· 要么源表達(dá)式只是結(jié)果表達(dá)式的一個(gè)等價(jià)語(yǔ)義結(jié)構(gòu)
不同的SQL結(jié)構(gòu)有時(shí)具有同樣的操作（例如：= ANY (subquery) and IN (subquery)），ORACLE會(huì)把他們映射到一個(gè)單一的語(yǔ)義結(jié)構(gòu)。
下面將討論優(yōu)化器如何評(píng)估優(yōu)化如下的情況和表達(dá)式：常量 LIKE 操作符 IN 操作符 ANY和SOME 操作符 ALL 操作符 BETWEEN 操作符 NOT 操作符 傳遞（Transitivity） 確定性（DETERMINISTIC）函數(shù)
常量
常量的計(jì)算是在語(yǔ)句被優(yōu)化時(shí)一次性完成，而不是在每次執(zhí)行時(shí)。下面是檢索月薪大于2000的的表達(dá)式：
· sal > 24000/12
· sal > 2000
· sal*12 > 24000
假如SQL語(yǔ)句包括第一種情況，優(yōu)化器會(huì)簡(jiǎn)單地把它轉(zhuǎn)變成第二種。
注重：優(yōu)化器不會(huì)簡(jiǎn)化跨越比較符的表達(dá)式，例如第三條語(yǔ)句，鑒于此，應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)者應(yīng)該盡量寫(xiě)用常量跟字段比較檢索的表達(dá)式，而不要將字段置于表達(dá)式當(dāng)中。
LIKE 操作符
優(yōu)化器把使用LIKE操作符和一個(gè)沒(méi)有通配符的表達(dá)式組成的檢索表達(dá)式轉(zhuǎn)換為一個(gè)“=”操作符表達(dá)式。
例如：優(yōu)化器會(huì)把表達(dá)式ename LIKE 'SMITH'轉(zhuǎn)換為ename = 'SMITH'
優(yōu)化器只能轉(zhuǎn)換涉及到可變長(zhǎng)數(shù)據(jù)類型的表達(dá)式，前一個(gè)例子中，假如ENAME字段的類型是CHAR(10)， 那么優(yōu)化器將不做任何轉(zhuǎn)換。
IN 操作符
優(yōu)化器把使用IN比較符的檢索表達(dá)式替換為等價(jià)的使用“=”和“OR”操作符的檢索表達(dá)式。
例如，優(yōu)化器會(huì)把表達(dá)式ename IN ('SMITH','KING','JONES')替換為
ename = 'SMITH' OR ename = 'KING' OR ename = 'JONES'
ANY和SOME 操作符
優(yōu)化器將跟隨（following）值列表的ANY和SOME檢索條件用等價(jià)的同等操作符和“OR”組成的表達(dá)式替換。
例如，優(yōu)化器將如下所示的第一條語(yǔ)句用第二條語(yǔ)句替換：
· sal > ANY (:first_sal, :second_sal)
· sal > :first_sal OR sal > :second_sal
優(yōu)化器將跟隨子查詢的ANY和SOME檢索條件轉(zhuǎn)換成由“EXISTS”和一個(gè)相應(yīng)的子查詢組成的檢索表達(dá)式。
例如，優(yōu)化器將如下所示的第一條語(yǔ)句用第二條語(yǔ)句替換：
· x > ANY (SELECT sal FROM emp WHERE job = 'ANALYST')
· EXISTS (SELECT sal FROM emp WHERE job = 'ANALYST' AND x > sal)
ALL 操作符
優(yōu)化器將跟隨值列表的ALL操作符用等價(jià)的“=”和“AND”組成的表達(dá)式替換。
例如，sal > ALL (:first_sal, :second_sal)表達(dá)式會(huì)被替換為：
sal > :first_sal AND sal > :second_sal
對(duì)于跟隨子查詢的ALL表達(dá)式，優(yōu)化器用ANY和另外一個(gè)合適的比較符組成的表達(dá)式替換。
例如，優(yōu)化器會(huì)把表達(dá)式 x > ALL (SELECT sal FROM emp WHERE deptno = 10) 替換為：
NOT (x <= ANY (SELECT sal FROM emp WHERE deptno = 10))
接下來(lái)優(yōu)化器會(huì)把第二個(gè)表達(dá)式適用ANY表達(dá)式的轉(zhuǎn)換規(guī)則轉(zhuǎn)換為下面的表達(dá)式：
NOT EXISTS (SELECT sal FROM emp WHERE deptno = 10 AND x <= sal)
BETWEEN 操作符
優(yōu)化器總是用“>=”和“<=”比較符來(lái)等價(jià)的代替BETWEEN操作符。
例如：優(yōu)化器會(huì)把表達(dá)式sal BETWEEN 2000 AND 3000用sal >= 2000 AND sal <= 3000來(lái)代替。
NOT 操作符
優(yōu)化器總是試圖簡(jiǎn)化檢索條件以消除“NOT”邏輯操作符的影響，這將涉及到“NOT”操作符的消除以及代以相應(yīng)的比較運(yùn)算符。
例如，優(yōu)化器將下面的第一條語(yǔ)句用第二條語(yǔ)句代替：
· NOT deptno = (SELECT deptno FROM emp WHERE ename = 'TAYLOR')
· deptno <> (SELECT deptno FROM emp WHERE ename = 'TAYLOR')
通常情況下一個(gè)含有NOT操作符的語(yǔ)句有很多不同的寫(xiě)法，優(yōu)化器的轉(zhuǎn)換原則是使“NOT”操作符后邊的子句盡可能的簡(jiǎn)單，即使可能會(huì)使結(jié)果表達(dá)式包含了更多的“NOT”操作符。
例如，優(yōu)化器將如下所示的第一條語(yǔ)句用第二條語(yǔ)句代替：
· NOT (sal < 1000 OR comm IS NULL)
· NOT sal < 1000 AND comm IS NOT NULL sal >= 1000 AND comm IS NOT NULL
傳遞（Transitivity）
假如“WHERE”子句的兩個(gè)檢索條件涉及了一個(gè)共同的字段，優(yōu)化器有時(shí)會(huì)根據(jù)傳遞原理推斷出第三個(gè)檢索條件，隨后可以根據(jù)這個(gè)推斷出的條件對(duì)語(yǔ)句進(jìn)行優(yōu)化，推斷出的條件可能會(huì)激活一個(gè)原來(lái)的檢索條件沒(méi)有激活的潛在的接口路徑（access path）。
注重：傳遞僅僅被用在基于代價(jià)（cost-based）的優(yōu)化中。
假設(shè)有一個(gè)這樣的包含兩個(gè)檢索條件的“WHERE”子句：WHERE 字段1 <comp_oper> 常量 AND字段1 = 字段2，在這個(gè)例子里，優(yōu)化器會(huì)推斷出新的檢索條件：字段2 <comp_oper> 常量。在這里，<comp_oper>是比較運(yùn)算符=、!=、^=、<>、>、<= 或 >=之中的任何一個(gè)，常量是指任何一個(gè)涉及了操作符、SQL函數(shù)、文字、綁定變量（bind variables）或者關(guān)聯(lián)變量（correlation variables）的常量表達(dá)式。
例如，考慮這樣一個(gè)包含兩個(gè)各自使用了字段EMP.DEPTNO的檢索條件的WHERE子句的查詢：
SELECT * FROM emp, dept WHERE emp.deptno = 20 AND emp.deptno = dept.deptno;
使用傳遞優(yōu)化，優(yōu)化器會(huì)推斷出如下條件：dept.deptno = 20
假如有索引存在于EMP.DEPTNO字段上，這個(gè)條件會(huì)使調(diào)用這個(gè)索引的接口路徑有效。
注重：優(yōu)化器只能對(duì)字段關(guān)聯(lián)常量的表達(dá)式進(jìn)行推斷，而不是字段關(guān)聯(lián)字段的表達(dá)式。例如，包含這樣條件的WHERE子句：字段1 <comp_oper> 字段3 AND 字段1 = 字段2，這種情況不能推斷出表達(dá)式：字段2 < comp_oper> 字段3。
確定性（DETERMINISTIC）函數(shù)
在某些情況下，優(yōu)化器能夠使用先前的函數(shù)返回結(jié)果而不是重新執(zhí)行用戶定義的函數(shù)，這僅僅對(duì)那些以限制的方式來(lái)執(zhí)行的函數(shù)來(lái)說(shuō)是有效的。這些函數(shù)必須對(duì)任何的輸入都有同樣的返回值，函數(shù)的結(jié)果必須不能因?yàn)榘≒ACKAGE）變量、數(shù)據(jù)庫(kù)或會(huì)話（session）的參數(shù)（例如NLS參數(shù)）不同而變化，假如函數(shù)在將來(lái)重新定義，返回值必須對(duì)任何參數(shù)來(lái)說(shuō)仍然與以前的返回值相同。函數(shù)的創(chuàng)建者可以在以CREATE FUNCTION、CREATE PACKAGE或者CREATE TYPE聲明函數(shù)時(shí)根據(jù)以上的要求使用DETERMINISTIC要害字向數(shù)據(jù)庫(kù)申明該函數(shù)為確定性函數(shù)，數(shù)據(jù)庫(kù)不會(huì)對(duì)確定性函數(shù)的合法性進(jìn)行校驗(yàn)，即使一個(gè)函數(shù)明顯的使用了包變量或操作了數(shù)據(jù)庫(kù)，仍然可以被定義為確定性函數(shù)，這就是說(shuō)如何安全合法的使用和定義確定性函數(shù)是程序員的責(zé)任。
當(dāng)確定性函數(shù)在同一個(gè)查詢里被多次調(diào)用，或者被基于函數(shù)的索引或物化視圖（materialized view）調(diào)用時(shí)，有可能被一個(gè)已經(jīng)計(jì)算出的值取代
