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Oracle查看執(zhí)行計劃的實現(xiàn)

 更新時間：2024年02月05日 09:46:26   作者：樹賢森  
查看Oracle 的執(zhí)行計劃的目的是為了了解 SQL 查詢或語句在數(shù)據(jù)庫中的執(zhí)行方式和性能表現(xiàn),本文主要介紹了Oracle查看執(zhí)行計劃的實現(xiàn),感興趣的可以了解一下

一、什么是執(zhí)行計劃？

執(zhí)行計劃是由Oracle數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)生成的，它描述了SQL語句的執(zhí)行方式，包括SQL語句的執(zhí)行順序、使用的索引、表之間的連接方式等等。執(zhí)行計劃可以通過多種方式獲取，如使用EXPLAIN PLAN語句、使用SQL Trace功能、使用SQL Developer等工具。

二、執(zhí)行計劃的目的

查看 Oracle 的執(zhí)行計劃的目的是為了了解 SQL 查詢或語句在數(shù)據(jù)庫中的執(zhí)行方式和性能表現(xiàn)。執(zhí)行計劃是一個詳細的指南，它描述了 Oracle 數(shù)據(jù)庫是如何執(zhí)行查詢的，包括使用哪些索引、連接順序、使用何種算法等等。

通過查看執(zhí)行計劃，可以識別出潛在的性能問題或優(yōu)化機會。執(zhí)行計劃提供了查詢優(yōu)化器在決定如何執(zhí)行查詢時所做的選擇的信息，可以幫助開發(fā)人員或數(shù)據(jù)庫管理員了解查詢的成本和效率，并根據(jù)需要進行調(diào)整和優(yōu)化。

執(zhí)行計劃可以揭示查詢中存在的性能瓶頸、慢查詢或未充分利用索引的情況。它還可以幫助開發(fā)人員理解查詢的執(zhí)行順序，以及可能引起性能下降的地方。通過分析執(zhí)行計劃，可以確定是否需要調(diào)整查詢、添加索引、重寫查詢邏輯或優(yōu)化數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，以提高查詢性能和響應(yīng)時間。

總結(jié)為以下幾點：

  • 1. 了解SQL語句的執(zhí)行方式，幫助開發(fā)人員和DBA分析SQL語句的性能瓶頸。
  • 2. 查看SQL語句的執(zhí)行效率，幫助開發(fā)人員和DBA優(yōu)化SQL語句的性能。
  • 3. 了解數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)，如索引、表之間的連接方式等。
  • 4. 幫助開發(fā)人員和DBA了解Oracle數(shù)據(jù)庫的執(zhí)行策略，以便于更好地進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計和優(yōu)化。

三、獲取執(zhí)行計劃信息

查詢 Oracle 的執(zhí)行計劃可以提供以下信息：

3.1訪問路徑（Access Path）：

執(zhí)行計劃顯示了查詢?nèi)绾卧L問表或索引，包括全表掃描、索引掃描、索引范圍掃描等。這可以幫助確定數(shù)據(jù)是如何被檢索的。

3.2連接順序（Join Order）：

如果查詢涉及多個表的連接操作，執(zhí)行計劃將顯示連接的順序。這對于優(yōu)化查詢的性能很重要，因為不同的連接順序可能會導致不同的性能。

3.3連接類型（Join Type）：

執(zhí)行計劃指示了連接操作使用的連接類型，如內(nèi)連接、外連接或半連接。這對于了解查詢中不同連接操作的性能影響很有幫助。

3.4過濾條件（Filter Predicates）：

執(zhí)行計劃會顯示應(yīng)用在表或索引訪問上的過濾條件。這可以幫助確認查詢中的過濾邏輯是否被正確地應(yīng)用。

3.5排序操作（Sort Operations）：

如果查詢涉及排序操作，執(zhí)行計劃將顯示排序的方式和排序所使用的算法。這對于優(yōu)化排序操作的性能很有幫助。

3.6聚合操作（Aggregation Operations）：

如果查詢包含聚合函數(shù)（如 SUM、AVG、COUNT 等），執(zhí)行計劃將顯示聚合操作的方式和執(zhí)行方法。

3.7數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計信息（Statistics）：

執(zhí)行計劃可以提供表、索引或列的統(tǒng)計信息，如行數(shù)、唯一值數(shù)量等。這對于優(yōu)化查詢計劃選擇和索引設(shè)計很重要。

通過分析執(zhí)行計劃，可以確定查詢中的性能瓶頸和優(yōu)化機會，了解查詢的執(zhí)行方式，以及根據(jù)需要進行調(diào)整和優(yōu)化的方法。

四、執(zhí)行計劃的執(zhí)行順序

Oracle執(zhí)行計劃的執(zhí)行順序是從上往下，從右往左。也就是說，執(zhí)行計劃的最底部是最后執(zhí)行的操作，而最頂部是最先執(zhí)行的操作。左邊的操作優(yōu)先級低于右邊的操作，也就是說，右邊的操作先執(zhí)行，左邊的操作后執(zhí)行。

口訣：

  • 縮進最深的，最先執(zhí)行
  • 縮進深度相同的，先上后下

五、執(zhí)行計劃的存儲區(qū)

主要包括以下幾個部分：

  • 1. 表操作符：表示對表的操作，如全表掃描、索引掃描等。
  • 2. 連接操作符：表示對表之間的連接操作，如HASH JOIN、NESTED LOOPS JOIN等。
  • 3. 過濾操作符：表示對結(jié)果集進行過濾的操作，如WHERE、HAVING等。
  • 4. 訪問操作符：表示對數(shù)據(jù)的訪問操作，如INDEX、TABLE等。
  • 5. 排序操作符：表示對結(jié)果集進行排序的操作，如ORDER BY、GROUP BY等。
  • 6. 其他操作符：表示其他類型的操作符，如UNION、INTERSECT等。

執(zhí)行計劃中的每個操作符都有對應(yīng)的存儲區(qū)，用于存儲該操作符的執(zhí)行結(jié)果。執(zhí)行計劃中的每個操作符都有自己的任務(wù)和目的，它們通過組合形成完整的SQL語句執(zhí)行計劃，最終實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的查詢和操作。

六、執(zhí)行計劃的執(zhí)行步驟

  • 1. SQL解析：將SQL語句進行語法解析，確定語句的語義和結(jié)構(gòu)。
  • 2. 查詢優(yōu)化：優(yōu)化器根據(jù)SQL語句和數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)計信息，選擇最優(yōu)的執(zhí)行計劃。
  • 3. 執(zhí)行計劃生成：根據(jù)查詢優(yōu)化產(chǎn)生的最優(yōu)執(zhí)行計劃，生成執(zhí)行計劃樹。
  • 4. 執(zhí)行計劃執(zhí)行：按照執(zhí)行計劃樹的順序，執(zhí)行各個操作步驟，包括表掃描、索引掃描、排序、聚合等。
  • 5. 結(jié)果返回：將執(zhí)行結(jié)果返回給客戶端。
  • 6. 監(jiān)控和調(diào)優(yōu)：根據(jù)執(zhí)行計劃的執(zhí)行情況，對性能進行監(jiān)控和調(diào)優(yōu)，如調(diào)整參數(shù)、優(yōu)化SQL語句等。

七、執(zhí)行計劃中各字段的描述

7.1、基本字段(總是可用的)

  • Id              執(zhí)行計劃中每一個操作(行)的標識符。如果數(shù)字前面帶有星號，意味著將在隨后提供這行包含的謂詞信息
  • Operation  對應(yīng)執(zhí)行的操作。也叫行源操作
  • Name        操作的對象名稱

7.2、查詢優(yōu)化器評估信息

  • Rows(E-Rows)     預估操作返回的記錄條數(shù)
  • Bytes(E-Bytes)      預估操作返回的記錄字節(jié)數(shù)
  • TempSpc               預估操作使用臨時表空間的大小
  • Cost(%CPU)         預估操作所需的開銷。在括號中列出了CPU開銷的百分比。注意這些值是通過執(zhí)行計劃計算出來的。

    換句話說，父操作的開銷包含子操作的開銷

  • Time                       預估執(zhí)行操作所需要的時間(HH:MM:SS)

7.3、分區(qū)(僅當訪問分區(qū)表時下列字段可見)

  • Pstart        訪問的第一個分區(qū)。如果解析時不知道是哪個分區(qū)就設(shè)為               KEY,KEY(I),KEY(MC),KEY(OR),KEY(SQ)
  • Pstop        訪問的最后一個分區(qū)。如果解析時不知道是哪個分區(qū)就設(shè)為KEY,KEY(I),KEY(MC),KEY(OR),KEY(SQ)

7.4、并行和分布式處理(僅當使用并行或分布式操作時下列字段可見)

  • Inst               在分布式操作中，指操作使用的數(shù)據(jù)庫鏈接的名字
  • TQ                在并行操作中，用于從屬線程間通信的表隊列
  • IN-OUT         并行或分布式操作間的關(guān)系
  • PQ Distrib     在并行操作中，生產(chǎn)者為發(fā)送數(shù)據(jù)給消費者進行的分配

7.5、運行時統(tǒng)計(當設(shè)定參數(shù)statistics_level為all或使用gather_plan_statistics提示時，下列字段可見)

  • Starts        指定操作執(zhí)行的次數(shù)
  • A-Rows     操作返回的真實記錄數(shù)
  • A-Time      操作執(zhí)行的真實時間(HH:MM:SS.FF)

7.6、I/O 統(tǒng)計(當設(shè)定參數(shù)statistics_level為all或使用gather_plan_statistics提示時，下列字段可見)

  • Buffers     執(zhí)行期間進行的邏輯讀操作數(shù)量
  • Reads      執(zhí)行期間進行的物理讀操作數(shù)量
  • Writes      執(zhí)行期間進行的物理寫操作數(shù)量        

7.7、內(nèi)存使用統(tǒng)計

  • OMem         最優(yōu)執(zhí)行所需內(nèi)存的預估值
  • 1Mem          一次通過(one-pass)執(zhí)行所需內(nèi)存的預估值
  • 0/1/M           最優(yōu)/一次通過/多次通過(multipass)模式操作執(zhí)行的次數(shù)
  • Used-Mem  最后一次執(zhí)行時操作使用的內(nèi)存量
  • Used-Tmp   最后一次執(zhí)行時操作使用的臨時空間大小。這個字段必須擴大1024倍才能和其他衡量內(nèi)存的字段一致(比如，32k意味著32MB)
  • Max-Tmp    操作使用的最大臨時空間大小。這個字段必須擴大1024倍才能和其他衡量內(nèi)存的字段一致(比如，32k意味著32MB)

八、查看執(zhí)行計劃語法

在Oracle數(shù)據(jù)庫中，可以通過使用“EXPLAIN PLAN”命令來查看查詢語句的執(zhí)行計劃。下面是詳細的使用方法及實例說明：

8.1. 基本語法

EXPLAIN PLAN FOR SELECT * FROM table_name WHERE condition;

8.2. 查看執(zhí)行計劃

SELECT * FROM TABLE(DBMS_XPLAN.DISPLAY);

九、實例說明

假設(shè)我們有一個表“employees”，包含員工的基本信息，我們要查詢薪水大于5000的員工信息。我們可以使用以下命令來查看查詢語句的執(zhí)行計劃：

EXPLAIN PLAN FOR 
SELECT * FROM employees 
WHERE salary > 5000;

執(zhí)行上述命令后，可以通過以下命令來查看執(zhí)行計劃：

SELECT * FROM TABLE(DBMS_XPLAN.DISPLAY);

查詢結(jié)果中會顯示查詢語句的執(zhí)行計劃，包括每個操作的類型、所涉及的表或索引、所需的成本等信息。例如，查詢結(jié)果可能如下所示：

備注（不用上滑了，納多費勁呀，我懂你累?。。?/strong>

  • 1. ID：查詢語句中每個操作的唯一標識符，可以通過ID來查看操作之間的關(guān)系。
  • 2. Operation：查詢語句中每個操作的類型，例如Full Table Scan、Index Scan等。
  • 3. Name：表示操作所涉及的表或索引的名稱。
  • 4. Rows：表示操作所涉及的行數(shù)或估計的行數(shù)。
  • 5. Bytes：表示操作所涉及的字節(jié)數(shù)或估計的字節(jié)數(shù)。
  • 6. Cost：表示操作所需的成本，包括CPU成本和I/O成本。
  • 7.Time：表示操作所需的時間。

解釋：

Full Table Scan 和 Index Scan 都是一種查詢表數(shù)據(jù)的方式。

Full Table Scan 是一種全表掃描的方法，即當我們的查詢條件不能使用索引進行查找時，Oracle就會對整個包含了表數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊進行掃描，從而獲取需要的數(shù)據(jù)。

Index Scan（也被稱為Index Range Scan）則利用了表上的索引，查詢時只掃描符合指定范圍條件的索引結(jié)構(gòu)，從而快速定位到匹配的記錄。如果查詢條件可以使用索引，則選擇Index Scan 可以大大提高查詢性能。

總結(jié)：Full Table Scan 通常發(fā)生在沒有使用索引或索引不能完全匹配查詢條件的情況下，數(shù)據(jù)查詢速度相對較慢；Index Scan 則利用索引有序性，可快速定位滿足查詢條件的數(shù)據(jù)行，并且查詢速度更快。

分析以上結(jié)果：

①ID為0的操作為SELECT STATEMENT，表示整個查詢語句的執(zhí)行計劃；

②ID為1的操作為TABLE ACCESS FULL，表示對表“employees”進行全表掃描。

③Predicate Information (identified by operation id) 表示操作所用到的謂詞信息，其中 operation id 表示當前操作的 ID 號，謂詞信息包括過濾條件、連接條件等。

Predicate Information 中的謂詞信息對于理解 SQL 查詢的執(zhí)行計劃非常重要。它告訴我們查詢優(yōu)化器是如何使用索引、過濾條件等對數(shù)據(jù)進行篩選和連接的。通過分析 Predicate Information，可以發(fā)現(xiàn) SQL 查詢中的性能瓶頸，從而進行優(yōu)化。

例如：

  • 如果 Predicate Information 中顯示的是 Index (range scan) 則表示查詢優(yōu)化器使用了索引進行范圍掃描。
  • 如果 Predicate Information 中顯示的是 Filter，則表示查詢優(yōu)化器使用了過濾條件來篩選數(shù)據(jù)。
  • 如果 Predicate Information 中顯示的是 Join，則表示查詢優(yōu)化器使用了連接條件來連接多個表。

④1 - filter("SALARY">5000) 表示當前操作是對表進行過濾操作，過濾條件為 "SALARY">5000，即薪資大于 5000 的記錄。

這個操作通常出現(xiàn)在 SELECT 語句中，用于篩選符合條件的記錄。在執(zhí)行計劃中，這個操作通常出現(xiàn)在表掃描、索引掃描等操作之后，用于進一步篩選數(shù)據(jù)。

在執(zhí)行計劃中，filter 操作的代價通常比較小，因為它只是對已經(jīng)掃描的記錄進行進一步篩選，而不需要進行額外的磁盤 IO 操作。但是，如果 filter 操作出現(xiàn)在操作樹的頂部，代價可能會比較大，因為它需要讀取整個表或索引，并將不符合條件的記錄過濾掉。

在 SQL 查詢的優(yōu)化過程中，通常要盡量減少 filter 操作的出現(xiàn)，可以通過添加索引、修改查詢條件等方式來避免 filter 操作的出現(xiàn)。

我們可以通過這些信息來了解查詢語句的執(zhí)行計劃及其效率，從而進行優(yōu)化。

十、PLSQL Developer中的F5

依舊是查詢表“employees”薪水大于5000的員工信息，我們可以使用快捷鍵F5來查看查詢語句的執(zhí)行計劃，如下圖所示：

通過切換不同的展示格式，我們可以看到各種信息，但是展示結(jié)果與使用explain plan for語句是一樣的，這種方式可以更加的快捷方便！

上面的例子相對來說展示結(jié)果比較單一，接下來舉用下面的例子再描述以下，已知員工表employees和部門表departments，現(xiàn)要求查詢出員工薪資為6000的員工信息和部門信息，我們可以用快捷鍵F5查看下他的執(zhí)行計劃：

①在上途中我們發(fā)現(xiàn)TABLE ACCESS FULL 時，通常意味著該查詢使用了 Full Table Scan 的方式來訪問表。上面有提到了這個方式，但我還是要再嘮叨一下：

Full Table Scan 是一種全表掃描的方法，即當我們的查詢條件不能使用索引進行查找時，Oracle就會對整個包含了表數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊進行掃描，從而獲取需要的數(shù)據(jù)。此時， Oracle 就會選擇使用 TABLE ACCESS FULL 操作符。

如果查詢中使用了 TABLE ACCESS FULL 而沒有使用索引，則可能導致查詢速度相對較慢，對于較大的表來說，這種方法可能會產(chǎn)生很高的 I/O 成本和 CPU 成本，不利于系統(tǒng)性能。

注意：

在實際應(yīng)用中，盡可能避免使用 Full Table Scan，可以考慮使用合適的索引或優(yōu)化查詢語句等方式提高查詢性能。

②在執(zhí)行計劃中，還發(fā)現(xiàn)了INDEX UNIQUE SCAN ，它表示對于一個唯一索引或主鍵索引的范圍查找方式。

當查詢語句中包含了對唯一索引或主鍵索引字段的等值（=）條件時，在執(zhí)行計劃中就會顯示 Index Unique Scan 操作。這種方法可以非?？焖俚囟ㄎ坏叫枰樵兊男校⑶也粫a(chǎn)生重復數(shù)據(jù)輸出。

與普通索引掃描不同的是，Index Unique Scan 確保查詢結(jié)果最多只有一行記錄，因為唯一索引或主鍵索引本身就定義了數(shù)據(jù)行的唯一性。因此，如果我們可以通過索引的方式找到精確匹配的數(shù)據(jù)，則最好使用 INDEX UNIQUE SCAN 以提高查詢效率。

總之，Index Unique Scan 是一種高效的查詢方式，適用于對于唯一索引或主鍵索引進行查詢的場景。同時，建立合適的索引也是提高查詢性能的重要手段之一。

③在執(zhí)行計劃中，還發(fā)現(xiàn)了TABLE ACCESS BY INDEX ROWID ，它表示通過索引行 ID 進行表數(shù)據(jù)訪問的操作。一般而言，使用該操作符需要經(jīng)過以下步驟：

  • 1. 根據(jù)查詢語句中的條件，找到合適的索引；
  • 2. 使用索引查找所需的數(shù)據(jù)行的 Rowid；
  • 3. 根據(jù) Step 2 中獲取的 Rowid 值，從表中取出對應(yīng)的數(shù)據(jù)行。

這個操作符與其他操作符最大的區(qū)別在于，它不是針對索引進行數(shù)據(jù)訪問，而是針對實際的數(shù)據(jù)表進行訪問。因此，TABLE ACCESS BY INDEX ROWID 可以通過索引快速定位到需要的數(shù)據(jù)行，并根據(jù) Rowid 直接訪問表數(shù)據(jù)，從而提高查詢的效率。

注意：

在使用 TABLE ACCESS BY INDEX ROWID 時，如果表的數(shù)據(jù)分散在多個磁盤塊中，就可能會產(chǎn)生很高的 I/O 成本和 CPU 成本，導致查詢性能下降。因此，在進行優(yōu)化時，應(yīng)盡量避免物理磁盤 IO 操作的數(shù)量，可以通過內(nèi)存或者調(diào)整磁盤布局等方式來改善性能。

④在本文章的第四節(jié)【四、執(zhí)行計劃的執(zhí)行順序】提到了執(zhí)行順序，那么我們在上圖的樹結(jié)構(gòu)--耗費就可以知道他們的執(zhí)行順序是怎樣排序的，如果不清楚，我們九可以點擊圖中標記的三角提示進行查看。

通過HTML框圖我們可以清楚知道索引掃描的索引名字，全表掃描的表名，分別掃描了多少行，預估多少個字節(jié)，CPU的消耗和操作執(zhí)行消耗的時間等信息。

文本圖的展示與explain plan for語句執(zhí)行結(jié)果大致一樣，不再過多描述。

上面也有展示了此圖，大家一定很好奇它是干什么的，哈哈哈?。?！不急，下面給你簡單描述一下情況！

在 Oracle SQL Developer 中，使用快捷鍵 F5 可以查看 SQL 語句的執(zhí)行計劃。這個操作會打開一個新窗口，展示查詢 SQL 的執(zhí)行計劃圖表與一些統(tǒng)計信息。

如果我們在執(zhí)行計劃窗口中選擇了“Explain Plan（XML Format）”，那么窗口下方將會展示該查詢語句的 XML 執(zhí)行計劃，其中包括了多個執(zhí)行計劃步驟及其相應(yīng)的輸入、輸出參數(shù)和所涉及的對象等信息。

Oracle 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)使用 XML 格式來表示執(zhí)行計劃，這種格式的優(yōu)點是可讀性好，易于在不同平臺之間進行傳輸和共享。通過查看 XML 執(zhí)行計劃，我們可以更深入地了解查詢的執(zhí)行細節(jié)，幫助我們分析和優(yōu)化查詢性能問題。

到此這篇關(guān)于Oracle查看執(zhí)行計劃的實現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Oracle查看執(zhí)行計劃內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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