Oracle优化器介绍（RBO/CBO）和用法

oracle有两种优化器：基于规则的优化器（rbo，rule based optimizer），和基于代价的优化器（cbo，
cost based optimizer）。较典型的问题有：有时，表明明建有索引，但查询过程显然没有用到相关的
索引，导致查询过程耗时漫长，占用资源巨大，问题到底出在哪儿呢？按照以下顺序查找，基本上
能发现原因所在。
第一，我们要确定数据库运行在何种优化模式下，相应的参数是：optimizer_mode。可在 sqlplus中运行“show
parameter optimizer_mode”来查看。oracle v7以来缺省的设置应是“choose”，即如果对已分析的表查询的话选择
cbo，否则选择 rbo。如果该参数设为“rule”，则不论表是否分析过，一概选用 rbo，除非在语句中用
hint强制。
第二，检查被索引的列或组合索引的首列是否出现在 pl/sql语句的 where子句中，这是“执行
计划”能用到相关索引的必要条件。
第三，看采用了哪种类型的连接方式。oracle的共有 sort merge join（smj）、hash join（hj）和
nested loop join（nl）。在两张表连接，且内表的目标列上建有索引时，只有 nested loop才能有效地利用到该索引。smj即使相关列上建有索引，最多只能因索引的存在，避免数据排序过程。hj由于须做
hash运算，索引的存在对数据查询速度几乎没有影响.
第四，看连接顺序是否允许使用相关索引。假设表 emp的 deptno列上有索引，表 dept的列deptno上无索引，where语句有
emp.deptno=dept.deptno条件。在做 nl连接时，emp做为外表，先被访问，由于连接机制原因，外表的数据访问方式是全表扫描，emp.deptno上的索引显然是用不上，最多在其上做索引全扫描或索引快速全扫描。
第五，是否用到系统数据字典表或视图。由于系统数据字典表都未被分析过，可能导致极差的“执行计划”。但是不要擅自对数据字典表做分析，否则可能导致死锁，或系统性能下降。
第六，索引列是否函数的参数。如是，索引在查询时用不上。
第七，是否存在潜在的数据类型转换。如将字符型数据与数值型数据比较，oracle会自动将字符型用 to_number()函数进行转换，从而导致第六种现象的发生。
第八，是否为表和相关的索引搜集足够的统计数据。对数据经常有增、删、改的表最好定期对表和索引进行分析，可用 sql语句“analyze
table xxxx compute statistics for all indexes;”。oracle掌握了充分反映实际的统计数据，才有可能做出正确的选择.
第九，索引列的选择性不高。我们假设典型情况，有表 emp，共有一百万行数据，但其中的emp.deptno列，数据只有 4种不同的值，如
10、20、30、40。虽然
emp数据行有很多，oracle缺省认定表中列的值是在所有数据行均匀分布的，也就是说每种
deptno值各有 25万数据行与之对应。
假设 sql搜索条件 deptno=10，利用 deptno列上的索引进行数据搜索效率，往往不比全表扫描的高，oracle理所当然对索引“视而不见”，认为该索引的选择性不高。但我们考虑另一种情况，如果一百万数据行实际不是在
4deptno值间平均分配，其中有 99万行对应着值
10，5000行对应值 20，3000行对应值
30，2000行对应值 40。在这种数据分布图案中对除值为
10外的其它 deptno值搜索时，毫无疑问，如果索引能被应用，那么效率会高出很多。我们可以采用对该索引列进行单独分析，或用
analyze语句对该列建立直方图，对该列搜集足够的统计数据，使 oracle在搜索选择性较高的值能用上索引。

第十，索引列值是否可为空（null）。如果索引列值可以是空值，在 sql语句中那些需要返回 null值的操作，将不会用到索引，如 count（*），而是用全表扫描。这是因为索引中存储值不能为全空。
第十一，看是否有用到并行查询（pqo）。并行查询将不会用到索引。
第十二，看 pl/sql语句中是否有用到 bind变量。由于数据库不知道 bind变量具体是什么值，在做非相等连接时，如“<”，“>”,“like”等。oracle将引用缺省值，在某些情况下会对执行计划造成影响。如果从以上几个方面都查不出原因的话，我们只好用采用在语句中加
hint的方式强制oracle使用最优的“执行计划”。
hint采用注释的方式，有行注释和段注释两种方式。
如我们想要用到 a表的 ind_col1索引的话，可采用以下方式：
“select /*+ index（a ind_col1）*/ * from a where col1 = xxx;”
注意，注释符必须跟在 select之后，且注释中的“+”要紧跟着注释起始符“/*”或“–”，否则
hint就被认为是一般注释，对 pl/sql语句的执行不产生任何影响。

两种有效的跟踪调试方法:
oracle提供了两种有效的工具来跟踪调试 pl/sql语句的执行计划。
一种是 explain table方式。用户必须首先在自己的模式（schema）下，建立 plan_table表，执
行计划的每一步骤都将记录在该表中，建表 sql脚本为在 ${oracle_home}/rdbms/admin/下的
utlxplan.sql。
打开 sql*plus，输入“set autotrace on”，然后运行待调试的 sql语句。在给出查询结果后，oracle将显示相应的“执行计划”，包括优化器类型、执行代价、连接方式、连接顺序、数据搜索路径以及相应的连续读、物理读等资源代价。
如果我们不能确定需要跟踪的具体 sql语句，比如某个应用使用一段时间后，响应速度忽然变慢。我们这时可以利用 oracle提供的另一个有力工具
tkprof，对应用的执行过程全程跟踪。我们要先在系统视图 v$session中，可根据
userid或 machine，查出相应的 sid和
serial#。
以 sys或其他有执行 dbms_system程序包的用户连接数据库，执行“ execute
dbms_system.set_sql_trace_in_session（sid，serial#，true）；”。
然后运行应用程序，这时在服务器端，数据库参数“user_dump_dest”指示的目录下，会生成ora__xxxx.trc文件，其中
xxxx为被跟踪应用的操作系统进程号。
应用程序执行完成后，用命令 tkprof对该文件进行分析。命令示例：“tkprof tracefile outputfile
explain=userid/password”。在操作系统 oracle用户下，键入“tkprof”，会有详细的命令帮助。分析后的输出文件 outputfile中，有每一条
pl/sql语句的“执行计划”、cpu占用、物理读次数、逻辑读次数、执行时长等重要信息。根据输出文件的信息，我们可以很快发现应用中哪条
pl/sql语句是问题的症结所在。
sql语句编写注意问题:
下面就某些 sql语句的 where子句编写中需要注意的问题作详细介绍。在这些 where子句中，即使某些列存在索引，但是由于编写了劣质的 sql，系统在运行该
sql语句时也不能使用该索引，而同样使用全表扫描，这就造成了响应速度的极大降低。
1)is null与 is not null

不能用 null作索引，任何包含 null值的列都将不会被包含在索引中。任何在 where子句中使用 is null或
is not null的语句优化器是不允许使用索引的。
2)语句中的函数
语句中如有函数操作如（upper,substr等）时，优化器是不会使用索引的，应尽量少用或不用。
3)带通配符（%）的 like语句
如果通配符（%）在搜寻词首出现，oracle系统不会使用索引。在很多情况下可能无法避免这种情况，然而当通配符出现在字符串其他位置时，优化器就能利用索引。
在下面的查询中索引得到了使用：
select * from user_m where loginid like ‘r%’;
4)order by语句
order by语句决定了 oracle如何将返回的查询结果排序。order by语句对要排序的列没有什么特别的限制。但任何在 order by语句的非索引项或者有计算表达式都将降低查询速度,应尽量少用。
5)not
在查询时经常在 where子句使用一些逻辑表达式，如大于、小于、等于以及不等于等等，也可以使用 and（与）、or（或）以及
not（非）。not可用来对任何逻辑运算符号取反。not运算符包含在另外一个逻辑运算符中，这就是不等于（<>）运算符。换句话说，即使不在查询
where子句中
显式地加入 not词，not仍在运算符中，见下例：
select * from employee where salary<>3000;
对这个查询，可以改写为不使用 not：select * from employee where salary<3000 or salary>3000;
虽然这两种查询的结果一样，但是第二种查询方案会比第一种查询方案更快些。第二种查询允许对
salary列使用索引，而第一种查询则不能使用索引。
6)in和 exists
在 where子句中使用子查询。在 where子句中可以使用两种格式的子查询。第一种格式是使用in操作符：第二种格式是使用
exist操作符：第二种格式要远比第一种格式的效率高。应尽可能使用 not exists来代替
not in。
7)条件的顺序问题
条件列和索引列的顺序要保持对应
8)使用 union、intersect、minus;消除对大型表行数据的顺序存取
对连接的列进行索引，还可以使用并集来避免顺序存取。尽管在所有的检查列上都有索引，但某些形式的 where子句强迫优化器使用顺序存取。下面的查询将强迫对
orders表执行顺序操作：
select＊ from orders where (customer_num=104 and order_num>1001) or
order_num=1008
虽然在 customer_num和 order_num上建有索引，但是在上面的语句中优化器还是使用顺序存取路径扫描整个表。因为这个语句要检索的是分离的行的集合，所以应该改为如下语句：
select＊ from orders where customer_num=104 and order_num>1001 union
select＊ from orders where order_num=1008
这样就能利用索引路径处理查询。
其他注意事项:
1)精确查询列及查询条件,禁用通配符＊；
2)在满足业务逻辑的情况下，分割事务大小，及时提交事务；
3)及时释放用户锁和资源，减少用户锁的使用；
4)对外键建立相应顺序的索引；
5)在可能的情况下修改不合理数据库系统的结构；
6)使用临时表加速查询