教你使用智能優(yōu)化器提高Oracle性能極限

2024-08-29 13:51:30

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供稿：網(wǎng)友

消耗在預(yù)備新的SQL語(yǔ)句的時(shí)間是Oracle SQL語(yǔ)句執(zhí)行時(shí)間的最重要的組成部分。但是通過(guò)理解Oracle內(nèi)部產(chǎn)生執(zhí)行計(jì)劃的機(jī)制，你能夠控制Oracle花費(fèi)在評(píng)估連接順序的時(shí)間數(shù)量，并且能在大體上提高查詢(xún)性能。預(yù)備執(zhí)行SQL語(yǔ)句當(dāng)SQL語(yǔ)句進(jìn)入Oracle的庫(kù)緩存后，在該語(yǔ)句預(yù)備執(zhí)行之前，將執(zhí)行下列步驟： 1) 語(yǔ)法檢查：檢查SQL語(yǔ)句拼寫(xiě)是否正確和詞序。 2) 語(yǔ)義分析：核實(shí)所有的與數(shù)據(jù)字典不一致的表和列的名字。 3) 輪廓存儲(chǔ)檢查：檢查數(shù)據(jù)字典，以確定該SQL語(yǔ)句的輪廓是否已經(jīng)存在。 4) 生成執(zhí)行計(jì)劃：使用基于成本的優(yōu)化規(guī)則和數(shù)據(jù)字典中的統(tǒng)計(jì)表來(lái)決定最佳執(zhí)行計(jì)劃。 5) 建立二進(jìn)制代碼：基于執(zhí)行計(jì)劃，Oracle生成二進(jìn)制執(zhí)行代碼。一旦為執(zhí)行預(yù)備好了SQL語(yǔ)句，以后的執(zhí)行將很快發(fā)生，因?yàn)镺racle認(rèn)可同一個(gè)SQL語(yǔ)句，并且重用那些語(yǔ)句的執(zhí)行。然而，對(duì)于生成非凡的SQL語(yǔ)句，或嵌入了文字變量的SQL語(yǔ)句的系統(tǒng)，SQL執(zhí)行計(jì)劃的生成時(shí)間就很重要了，并且前一個(gè)執(zhí)行計(jì)劃通常不能夠被重用。對(duì)那些連接了很多表的查詢(xún)，Oracle需要花費(fèi)大量的時(shí)間來(lái)檢測(cè)連接這些表的適當(dāng)順序。評(píng)估表的連接順序在SQL語(yǔ)句的預(yù)備過(guò)程中，花費(fèi)最多的步驟是生成執(zhí)行計(jì)劃，非凡是處理有多個(gè)表連接的查詢(xún)。當(dāng)Oracle評(píng)估表的連接順序時(shí)，它必須考慮到表之間所有可能的連接。例如：六個(gè)表的之間連接有720（6的階乘，或6 * 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 720）種可能的連接線(xiàn)路。當(dāng)一個(gè)查詢(xún)中含有超過(guò)10個(gè)表的連接時(shí)，排列的問(wèn)題將變得更為顯著。對(duì)于15個(gè)表之間的連接，需要評(píng)估的可能查詢(xún)排列將超過(guò)1萬(wàn)億（準(zhǔn)確的數(shù)字是1,307,674,368,000）種。使用optimizer_search_limit參數(shù)來(lái)設(shè)定限制通過(guò)使用optimizer_search_limit參數(shù)，你能夠指定被優(yōu)化器用來(lái)評(píng)估的最大的連接組合數(shù)量。使用這個(gè)參數(shù)，我們將能夠防止優(yōu)化器消耗不定數(shù)量的時(shí)間來(lái)評(píng)估所有可能的連接組合。假如在查詢(xún)中表的數(shù)目小于optimizer_search_limit的值，優(yōu)化器將檢查所有可能的連接組合。例如：有五個(gè)表連接的查詢(xún)將有120（5! = 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 120）種可能的連接組合，因此假如optimizer_search_limit等于5（默認(rèn)值），則優(yōu)化器將評(píng)估所有的120種可能。optimizer_search_limit參數(shù)也控制著調(diào)用帶星號(hào)的連接提示的閥值。當(dāng)查詢(xún)中的表的數(shù)目比optimizer_search_limit小時(shí)，帶星號(hào)的提示將被優(yōu)先考慮。參數(shù)optimizer_max_permutations 初始化參數(shù)optimizer_max_permutations定義了優(yōu)化器所考慮組合數(shù)目的上限，且依靠于初始參數(shù)optimizer_search_limit。optimizer_max_permutations的默認(rèn)值是80,000。參數(shù)optimizer_search_limit和optimizer_max_permutations一起來(lái)確定優(yōu)化器所考慮的組合數(shù)目的上限：除非（表或組合數(shù)目）超過(guò)參數(shù)optimizer_search_limit 或者 optimizer_max_permutations設(shè)定的值，否則優(yōu)化器將生成所有可能的連接組合。一旦優(yōu)化器停止評(píng)估表的連接組合，它將選擇成本最低的組合。使用ordered提示指定連接順序你能夠設(shè)定優(yōu)化器所執(zhí)行的評(píng)估數(shù)目的上限。但是即使采用有很高價(jià)值的排列評(píng)估，我們?nèi)匀粨碛惺箖?yōu)化器可以盡早地放棄復(fù)雜的查詢(xún)的重要機(jī)會(huì)?；叵胍幌潞?5個(gè)連接查詢(xún)的例子，它將有超過(guò)1萬(wàn)億種的連接組合。假如優(yōu)化器在評(píng)估了80,000個(gè)組合后停止，那么它才僅僅評(píng)估了0.000006%的可能組合，而且或許還沒(méi)有為這個(gè)巨大的查詢(xún)找到最佳的連接順序。在Oracle SQL中解決此問(wèn)題的最好的方法是手工指定表的連接順序。為了盡快創(chuàng)建最小的解決方案集，這里所遵循的規(guī)則是將表結(jié)合起來(lái)，通常優(yōu)先使用限制最嚴(yán)格的WHERE子句來(lái)連接表。下面的代碼是一個(gè)查詢(xún)執(zhí)行計(jì)劃的例子，該例子在emp表的關(guān)聯(lián)查詢(xún)上強(qiáng)制執(zhí)行了嵌套的循環(huán)連接。注重，我已經(jīng)使用了ordered提示來(lái)直接最優(yōu)化表的評(píng)估順序，最終它們表現(xiàn)在WHERE子句上。

　select /*+ ordered use_nl(bonus) parallel(e, 4) */e.ename,hiredate,b.comm.fromemp e,bonus bwheree.ename = b.ename

這個(gè)例子要求優(yōu)化器按順序連接在SQL語(yǔ)句的FROM子句中指定的表，在FROM子句中的第一個(gè)表指定了驅(qū)動(dòng)表。ordered提示通常被用來(lái)與其它的提示聯(lián)合起來(lái)來(lái)保證采用正確的順序連接多個(gè)表。它的用途更多的是在扭轉(zhuǎn)連接表數(shù)在四個(gè)以上的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的查詢(xún)方面。另外一個(gè)例子，下面的查詢(xún)使用ordered提示按照指定的順序來(lái)連接表：emp、dept、sal，最后是bonus。我通過(guò)指定emp到dept使用哈希連接和sal到bonus使用嵌套循環(huán)連接，來(lái)進(jìn)一步精煉執(zhí)行計(jì)劃。

　select /*+ ordered use_hash (emp, dept) use_nl (sal, bonus) */fromemp,dept,sal,bonuswhere . . .

實(shí)踐建議實(shí)際上，更有效率的做法是在產(chǎn)品環(huán)境中減小optimizer_max_permutations參數(shù)的大小，并且總是使用穩(wěn)定的優(yōu)化計(jì)劃或存儲(chǔ)輪廓來(lái)防止出現(xiàn)耗時(shí)的含有大量連接的查詢(xún)。一旦找到最佳的連接順序，您就可以通過(guò)增加ordered提示到當(dāng)前的查詢(xún)中，并保存它的存儲(chǔ)輪廓，來(lái)為這些表手工指定連接順序，從而使其持久化。當(dāng)你打算使用優(yōu)化器來(lái)穩(wěn)定計(jì)劃，則可以照下面的方法使執(zhí)行計(jì)劃持久化，臨時(shí)將optimizer_search_limit設(shè)置為查詢(xún)中的表的數(shù)目，從而答應(yīng)優(yōu)化器考慮所有可能的連接順序。然后，通過(guò)重新編排WHERE子句中表的名字，并使用ordered提示，與存儲(chǔ)輪廓一起使變更持久化，來(lái)調(diào)整查詢(xún)。在查詢(xún)中包含四個(gè)以上的表時(shí)，ordered提示和存儲(chǔ)輪廓將排除耗時(shí)的評(píng)估SQL連接順序解析的任務(wù)，從而提高查詢(xún)的速度。一旦檢測(cè)到最佳的連接順序，我們就可以使用ordered提示來(lái)重載optimizer_search_limit和optimizer_max_permutations參數(shù)。ordered提示要求表按照它們出現(xiàn)在FROM子句中的順序進(jìn)行連接，所以?xún)?yōu)化器沒(méi)有加入描述。作為一個(gè)Oracle專(zhuān)業(yè)人員，你應(yīng)該知道在SQL語(yǔ)句第一次進(jìn)入庫(kù)緩存時(shí)可能存在重大的啟動(dòng)延遲。但是聰明的Oracle DBA和開(kāi)發(fā)人員能夠改變表的搜索限制參數(shù)或者使用ordered提示來(lái)手工指定表的連接順序，從而顯著地減少優(yōu)化和執(zhí)行新查詢(xún)所需的時(shí)間。

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