Oracle執行計劃詳解

一、執行計劃的基本概念

Oracle執行計劃是優化器讀取用戶提交的SQL語句後，生成的一份查詢執行的步驟及各步驟的執行順序和資源消耗情況的詳細說明。

執行計劃可以通過多種方式獲取，比如執行explain plan語句、通過SQL Developer的執行計劃分析器、觀察AWR快照等。

執行計劃中包含的最重要的信息是該語句的I/O操作和CPU資源的利用情況，執行計劃中的每個步驟都會告訴我們有多少行數據是被訪問的，以及每條記錄在內存或IO上的耗時和資源消耗情況，然後我們就可以對這個結果進行分析來確定SQL查詢的優化空間。

二、執行計劃中的基礎內容

執行計劃中包含了許多重要的信息，比如訪問路徑、訪問操作的類型等，這些信息是我們進行SQL優化的基礎。下面我們介紹一下執行計劃中的基礎內容。

1. 訪問方式

執行計劃中的訪問方式用來表示訪問底層數據的方式，主要有幾種訪問方式：

• Full Table Scan（全表掃描）：掃描整個表，找出符合條件的數據。
• Index Unique Scan（唯一索引掃描）：在索引樹中找到唯一一行數據。
• Index Range Scan（範圍索引掃描）：在索引樹中找到一段範圍內的數據。
• Index Full Scan（索引全掃描）：把索引樹上的所有數據都掃描一遍。

2. Join方式

Join是SQL中的一個重要操作，它包括幾種常見的方式：

• Nested Loop Join（嵌套循環）：對於每個主表數據，訪問從表查詢匹配條件。
• Hash Join（哈希連接）：把較小表的數據讀入內存，建立哈希表，然後把另一個較大的表數據與哈希表上匹配。
• Sort Merge Join（排序合併）：對連接的兩個表都進行排序，然後進行合併操作。

3. 計劃步驟

執行計劃中的每一個步驟都表示一個SQL執行過程中的某個階段，每個步驟都會執行一個SQL操作。一個SQL語句可以有多個執行步驟，每個步驟都會將前一個步驟的結果作為輸入，依次處理每個步驟的數據，最終得到結果。

在每個步驟中會包括訪問方式、訪問對象、數據輸入輸出信息等詳細的信息。

三、執行計劃的優化

為了讓SQL語句的執行效率更快，我們需要根據執行計劃中的信息進行優化。

1. 優化數據訪問路徑

通過修改執行計劃中的訪問方式，我們可以通過建立索引或者修改查詢語句等方式來優化數據的訪問路徑，從而提高SQL語句的執行效率。

2. 數據庫統計信息的優化

數據庫統計信息會直接影響到查詢優化器生成的執行計劃，因此我們需要定期收集統計信息，並且對於頻繁執行的SQL，可以通過使用添加一些hint提示來引導查詢優化器制定最優的執行計劃。

3. 減少排序和分組操作

排序和分組是SQL語句中常見的操作，但是如果排序和分組操作過多，就會導致SQL執行效率低下。因此我們需要盡量通過減少排序和分組操作或者通過優化SQL語句來提高SQL執行效率。

四、示例代碼

1. 獲取執行計劃

-- 獲取SQL執行計劃
EXPLAIN PLAN FOR SELECT * FROM employees WHERE department_id = 10;
-- 查看執行計劃
SELECT * FROM TABLE(dbms_xplan.display);

2. 優化SQL語句

-- 添加hint提示進行優化
SELECT /*+ INDEX(emp emp_dept_idx) */ * FROM employees emp WHERE department_id = 10;

3. 收集統計信息

-- 收集表的統計信息
ANALYZE TABLE employees COMPUTE STATISTICS;
-- 收集索引的統計信息
ANALYZE INDEX emp_dept_idx COMPUTE STATISTICS;

4. 使用SQL Tuning Advisor進行優化

-- 使用SQL Tuning Advisor自動優化SQL
DECLARE
  advisor_task_id    VARCHAR2(30);
BEGIN
  advisor_task_id := DBMS_SQLTUNE.create_tuning_task(sql_text => 'SELECT * FROM employees WHERE department_id = 10',
                                                    scope    => DBMS_SQLTUNE.scope_comprehensive,
                                                    time_limit => 60);
  DBMS_OUTPUT.put_line('Advisor Task Id: ' || advisor_task_id);
END;
/

5. 分析AWR報告

-- 生成AWR快照
EXEC DBMS_WORKLOAD_REPOSITORY.CREATE_SNAPSHOT;
-- 分析當前實例在過去1小時內的AWR報告
SELECT *
FROM TABLE(dbms_workload_repository.awr_report_html(DBMS_WORKLOAD_REPOSITORY.Report_Package_Type_Hourly,SYSDATE-1/24, SYSDATE));

總結

在進行SQL語句的優化過程中，執行計劃是一個非常重要的工具，通過分析執行計劃中的信息，我們可以找到SQL執行中存在的問題，然後根據問題進行相應的優化，最終提高SQL執行效率。