摘要：隨著數(shù)據(jù)庫規(guī)模的不斷擴大，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性能問題也越來越突出，數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)能否正常、高效地運行倍受關(guān)注，數(shù)據(jù)庫優(yōu)化技術(shù)方法的探索具有非常重要的意義。本文主要通過介紹Oracle數(shù)據(jù)庫優(yōu)化器的應(yīng)用，了解一種Oracle數(shù)據(jù)庫的SQL 分析和執(zhí)行的優(yōu)化工具。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫；優(yōu)化器

在現(xiàn)代信息技術(shù)的帶動下，數(shù)據(jù)庫規(guī)模不斷的擴大，用戶數(shù)量的增加，數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的響應(yīng)速度下降，性能問題越來越突出。為了改善系統(tǒng)的性能，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性能調(diào)整與優(yōu)化對于整個系統(tǒng)的正常運行起著至關(guān)重要的作用。

一、Oracle數(shù)據(jù)庫的查詢過程

Oracle數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)通過SQL（Structured Query Language）語言與數(shù)據(jù)庫進行通信，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)通過執(zhí)行用戶提交SQL語句完成查詢過程。

（1）解析是檢查SQL語句的語法和語義，最終生成SQL語句的執(zhí)行計劃，并將SQL語句和執(zhí)行計劃存放到共享池中。（2）執(zhí)行（Execute）是指服務(wù)器進程按照SQL語句執(zhí)行計劃執(zhí)行SQL語句。（3）提取數(shù)據(jù)（fetch）是指將被選擇行數(shù)據(jù)返回到客戶端。

二、Oracle優(yōu)化器（Optimizer）

Oracle優(yōu)化器是Oracle在執(zhí)行SQL之前分析語句的工具。它負責(zé)指定SQL的執(zhí)行計劃，也就是它負責(zé)保證 SQL執(zhí)行的效率最高。這些因素直接決定SQL的執(zhí)行效率，所以優(yōu)化器是 SQL 執(zhí)行的核心，它做出的執(zhí)行計劃好壞，直接決定著SQL的執(zhí)行效率。

Oracle的優(yōu)化器有兩種優(yōu)化方式：

* RBO（Rule-Based Optimization）： 基于規(guī)則的優(yōu)化器

在Oracle8i 之前，Oracle使用的是RBO的優(yōu)化器，它的執(zhí)行機制非常簡單，就是在優(yōu)化器里面嵌入若干種規(guī)則，執(zhí)行的 SQL語句符合哪種規(guī)則（RANK），則按照規(guī)則（RANK）制定出相應(yīng)的執(zhí)行計劃。由于RBO 只是簡單的去匹配Rank，所以它的執(zhí)行計劃有時并不是最佳的。因此數(shù)據(jù)庫的查詢性能受到影響。

* CBO（Cost-Based Optimization）： 基于代價的優(yōu)化器

從Oracle8i 開始， Oracle引入了CBO，它的思路是讓Oracle獲取所有執(zhí)行計劃相關(guān)的信息，通過對這些信息做計算分析，最后得出一個代價最小的執(zhí)行計劃作為最終的執(zhí)行計劃。CBO是一種比RBO更理性化的優(yōu)化器。從Oracle10g開始，Oracle已經(jīng)徹底丟棄了RBO。 即使在表，索引沒有被分析的時候，Oracle依然會使用CBO。此時，Oracle 會使用一種叫做動態(tài)采樣的技術(shù)，在分析SQL的時候，動態(tài)的收集表，索引上的一些數(shù)據(jù)塊，使用這些數(shù)據(jù)塊的信息及字典表中關(guān)于這些對象的信息來計算出執(zhí)行計劃的代價，從而挑出最優(yōu)的執(zhí)行計劃。

CPU 代價（Cost）的計算方式現(xiàn)在默認為 CPU+I/O 兩者之和?？赏ㄟ^DBMS_XPLAN.DISPLAY_CURSOR 觀察更為詳細的執(zhí)行計劃。優(yōu)化器在判斷是否用這種方式時，主要參照的是表及索引的統(tǒng)計信息。統(tǒng)計信息給出表的大小、有少行、每行的長度等信息。這些統(tǒng)計信息起初在庫內(nèi)是沒有的，是做analyze后才出現(xiàn)的，很多時候，過期統(tǒng)計信息會令優(yōu)化器做出一個錯誤的執(zhí)行計劃，因此應(yīng)及時更新這些信息。CBO應(yīng)該自動收集，實際卻不然，有時候在CBO情況下，還必須定期對大表進行分析。

三、Oracle優(yōu)化器的模式

1.CHOOSE

這個值表示SQL語句既可以使用RBO優(yōu)化器也可以使用CBO優(yōu)化器，而決定該SQL到底使用哪個優(yōu)化器的唯一因素是，所訪問的對象是否存在統(tǒng)計信息。如果所訪問的全部對象都存在統(tǒng)計信息，則使用CBO優(yōu)化器優(yōu)化SQL；如果只有部分對象存在統(tǒng)計信息，也仍然使用CBO優(yōu)化器優(yōu)化SQL，優(yōu)化器會為不存在統(tǒng)計信息對象依據(jù)一些內(nèi)在信息來生成統(tǒng)計信息，只是這樣生成的統(tǒng)計信息可能不準確，而導(dǎo)致產(chǎn)生不理想的執(zhí)行計劃；如果全部對象都無統(tǒng)計信息，則使用RBO來優(yōu)化該SQL語句。此模式僅在Oracle9i及之前版本中被支持，Oracle10g已經(jīng)廢除。Oracle8i及Oracle9i中為默認值。

2.RULE

不論是否存在統(tǒng)計信息，都將使用RBO優(yōu)化器來優(yōu)化SQL。僅在Oracle9i及之前版本中被支持，Oracle10g已經(jīng)廢除。

3.FIRST_ROWS_n

不論是否存在統(tǒng)計信息，都使用CBO優(yōu)化器，并以最快的速度返回前n行記錄。當(dāng)CBO 的優(yōu)化模式設(shè)置為FIRST_ROWS（n）時，Oracle在執(zhí)行SQL時，優(yōu)先考慮將結(jié)果集中的前 n條記錄以最快的速度反饋回來。優(yōu)化器并不需要同時將所有符合條件的結(jié)果返回，用戶也不需要。這時，CBO將考慮用一種最快的返回前n條記錄的執(zhí)行計劃，這種執(zhí)行計劃對于SQL的整體執(zhí)行時間也不是最快的，但是在返回前數(shù)據(jù)量較少的記錄上，確實最快的。

4. FIRST_ROWS

CBO盡可能快速的返回結(jié)果集的前面少數(shù)行記錄。不論是否存在統(tǒng)計信息，都使用CBO優(yōu)化器，F(xiàn)IRST_ROWS導(dǎo)致CBO使用“試探法”來產(chǎn)生執(zhí)行計劃，這種方式其成本可能會稍大一些。

5.ALL_ROWS

不論是否存在統(tǒng)計信息，都使用CBO優(yōu)化器，且把CBO的優(yōu)化目標(biāo)設(shè)定為“最小的成本”。在Oracle 10g中為默認值。當(dāng)CBO 模式設(shè)置為ALL_ROWS 時， Oracle會用最快的速度將SQL執(zhí)行完畢，將結(jié)果集全部返回，它和FIRST_ROWS（n）的區(qū)別在于，ALL_ROWS強調(diào)以最快的速度將SQL執(zhí)行完畢，并將所有的結(jié)果集反饋回來，而FIRST_ROWS（n）則側(cè)重于返回前 n條記錄的執(zhí)行時間。ALL_ROWS 在OLAP 系統(tǒng)中使用得比較多，它用最快的速度獲得 SQL執(zhí)行的最后一條記錄，而不是前 N 條記錄。

四、在 CBO下寫 SQL語句的注意事項

1.使用CBO 時，必須保證為表和相關(guān)的索引搜集足夠的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

2.使用CBO 時，要注意看采用了哪種類型的表連接方式。

3.使用CBO 時，要注意被索引的字段的值的數(shù)據(jù)分布，會影響SQL語句的執(zhí)行計劃。

4.使用CBO 時，SQL語句“FROM” 子句后面的表，必須全部使用ANALYZE 命令分析過，如果“FROM”子句后面的是視圖，則此視圖的基礎(chǔ)表，也必須全部使用ANALYZE 命令分析過；否則，ORACLE 會在執(zhí)行此SQL語句之前，自動進行ANALYZE 命令分析，這會極大導(dǎo)致SQL語句執(zhí)行極其緩慢。

也還有其他需要的注意事項，在工作中要特別留心哦。（作者單位：西安電子科技大學(xué)計算機學(xué)院）

參考文獻：

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