oracle执行计划(Explain Plan for

Posted 2021-02-19 超哥最帅

  1 如果要分析某条SQL的性能问题，通常我们要先看SQL的执行计划，看看SQL的每一步执行是否存在问题。 如果一条SQL平时执行的好好的，却有一天突然性能很差，如果排除了系统资源和阻塞的原因，那么基本可以断定是执行计划出了问题。
  2 
  3       
  4 
  5        看懂执行计划也就成了SQL优化的先决条件。 这里的SQL优化指的是SQL性能问题的定位，定位后就可以解决问题。
  6 
  7  
  8 
  9  
 10 
 11 一．         查看执行计划的三种方法
 12 
 13 1.1 设置autotrace
 14 
 15 序号
 16 
 17 命令
 18 
 19 解释
 20 
 21 1
 22 
 23 SET AUTOTRACE OFF
 24 
 25 此为默认值，即关闭Autotrace 
 26 
 27 2
 28 
 29 SET AUTOTRACE ON EXPLAIN
 30 
 31 只显示执行计划
 32 
 33 3
 34 
 35 SET AUTOTRACE ON STATISTICS
 36 
 37  只显示执行的统计信息
 38 
 39 4
 40 
 41 SET AUTOTRACE ON
 42 
 43  包含2,3两项内容
 44 
 45 5
 46 
 47 SET AUTOTRACE TRACEONLY
 48 
 49  与ON相似，但不显示语句的执行结果
 50 
 51  
 52 
 53 SQL> set autotrace on
 54 
 55 SQL> select * from dave;
 56 
 57         ID NAME
 58 
 59 ---------- ----------
 60 
 61          8 安庆
 62 
 63          1 dave
 64 
 65          2 bl
 66 
 67          1 bl
 68 
 69          2 dave
 70 
 71          3 dba
 72 
 73          4 sf-express
 74 
 75          5 dmm
 76 
 77  
 78 
 79 已选择8行。
 80 
 81  
 82 
 83 执行计划
 84 
 85 ----------------------------------------------------------
 86 
 87 Plan hash value: 3458767806
 88 
 89 --------------------------------------------------------------------------
 90 
 91 | Id  | Operation         | Name | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
 92 
 93 --------------------------------------------------------------------------
 94 
 95 |   0 | SELECT STATEMENT  |      |     8 |    64 |     2   (0)| 00:00:01 |
 96 
 97 |   1 |  TABLE ACCESS FULL| DAVE |     8 |    64 |     2   (0)| 00:00:01 |
 98 
 99 --------------------------------------------------------------------------
100 
101  
102 
103 统计信息
104 
105 ----------------------------------------------------------
106 
107           0  recursive calls
108 
109           0  db block gets
110 
111           4  consistent gets
112 
113           0  physical reads
114 
115           0  redo size
116 
117         609  bytes sent via SQL*Net to client
118 
119         416  bytes received via SQL*Net from client
120 
121           2  SQL*Net roundtrips to/from client
122 
123           0  sorts (memory)
124 
125           0  sorts (disk)
126 
127           8  rows processed
128 
129  
130 
131 SQL>
132 
133  
134 
135 1.2 使用SQL
136 
137 SQL>EXPLAIN PLAN FOR sql语句;
138 
139 SQL>SELECT plan_table_output FROM TABLE(DBMS_XPLAN.DISPLAY(‘PLAN_TABLE‘));
140 
141  
142 
143 示例：
144 
145 SQL> EXPLAIN PLAN FOR SELECT * FROM DAVE;
146 
147 已解释。
148 
149 SQL> SELECT plan_table_output FROM TABLE(DBMS_XPLAN.DISPLAY(‘PLAN_TABLE‘));
150 
151 或者：
152 
153 SQL>  select * from table(dbms_xplan.display);
154 
155 PLAN_TABLE_OUTPUT
156 
157 --------------------------------------------------------------------------------
158 
159 Plan hash value: 3458767806
160 
161  
162 
163 --------------------------------------------------------------------------
164 
165 | Id  | Operation         | Name | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
166 
167 --------------------------------------------------------------------------
168 
169 |   0 | SELECT STATEMENT  |      |     8 |    64 |     2   (0)| 00:00:01 |
170 
171 |   1 |  TABLE ACCESS FULL| DAVE |     8 |    64 |     2   (0)| 00:00:01 |
172 
173 --------------------------------------------------------------------------
174 
175 已选择8行。
176 
177 执行计划
178 
179 ----------------------------------------------------------
180 
181 Plan hash value: 2137789089
182 
183 --------------------------------------------------------------------------------
184 
185 | Id  | Operation                         | Name    | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
186 
187 ---------------------------------------------------------------------------------------------
188 
189 |   0 | SELECT STATEMENT                  |         |  8168 | 16336 |    29   (0)| 00:00:01 |
190 
191 |   1 |  COLLECTION ITERATOR PICKLER FETCH| DISPLAY |  8168 | 16336 |    29   (0)| 00:00:01 |
192 
193 ---------------------------------------------------------------------------------------------
194 
195  
196 
197 统计信息
198 
199 ----------------------------------------------------------
200 
201          25  recursive calls
202 
203          12  db block gets
204 
205         168  consistent gets
206 
207           0  physical reads
208 
209           0  redo size
210 
211         974  bytes sent via SQL*Net to client
212 
213         416  bytes received via SQL*Net from client
214 
215           2  SQL*Net roundtrips to/from client
216 
217           1  sorts (memory)
218 
219           0  sorts (disk)
220 
221           8  rows processed
222 
223 SQL>
224 
225  
226 
227 1.3 使用Toad,PL/SQL Developer工具
228 
229  
230 
231  
232 
233 二．         Cardinality（基数）/ rows
234 
235 Cardinality值表示CBO预期从一个行源（row source）返回的记录数，这个行源可能是一个表，一个索引，也可能是一个子查询。   在Oracle 9i中的执行计划中，Cardinality缩写成Card。 在10g中，Card值被rows替换。
236 
237  
238 
239 这是9i的一个执行计划，我们可以看到关键字Card：
240 
241        执行计划
242 
243 ----------------------------------------------------------
244 
245    0      SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE (Cost=2 Card=1 Bytes=402)
246 
247    1    0   TABLE ACCESS (FULL) OF ‘TBILLLOG8‘ (Cost=2 Card=1 Bytes=402)
248 
249  
250 
251 Oracle 10g的执行计划，关键字换成了rows：
252 
253 执行计划
254 
255 ----------------------------------------------------------
256 
257 Plan hash value: 2137789089
258 
259 --------------------------------------------------------------------------------
260 
261 | Id  | Operation                         | Name    | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
262 
263 ---------------------------------------------------------------------------------------------
264 
265 |   0 | SELECT STATEMENT                  |         |  8168 | 16336 |    29   (0)| 00:00:01 |
266 
267 |   1 |  COLLECTION ITERATOR PICKLER FETCH| DISPLAY |  8168 | 16336 |    29   (0)| 00:00:01 |
268 
269 ---------------------------------------------------------------------------------------------
270 
271  
272 
273 Cardinality的值对于CBO做出正确的执行计划来说至关重要。 如果CBO获得的Cardinality值不够准确（通常是没有做分析或者分析数据过旧造成），在执行计划成本计算上就会出现偏差，从而导致CBO错误的制定出执行计划。
274 
275  
276 
277        在多表关联查询或者SQL中有子查询时，每个关联表或子查询的Cardinality的值对主查询的影响都非常大，甚至可以说，CBO就是依赖于各个关联表或者子查询Cardinality值计算出最后的执行计划。
278 
279  
280 
281        对于多表查询，CBO使用每个关联表返回的行数（Cardinality）决定用什么样的访问方式来做表关联（如Nested loops Join 或 hash Join）。
282 
283           多表连接的三种方式详解 HASH JOIN MERGE JOIN NESTED LOOP
284 
285               http://blog.csdn.net/tianlesoftware/archive/2010/08/20/5826546.aspx
286 
287  
288 
289 对于子查询，它的Cardinality将决定子查询是使用索引还是使用全表扫描的方式访问数据。
290 
291  
292 
293  
294 
295  
296 
297 三． SQL 的执行计划
298 
299        生成SQL的执行计划是Oracle在对SQL做硬解析时的一个非常重要的步骤，它制定出一个方案告诉Oracle在执行这条SQL时以什么样的方式访问数据：索引还是全表扫描，是Hash Join还是Nested loops Join等。 比如说某条SQL通过使用索引的方式访问数据是最节省资源的，结果CBO作出的执行计划是全表扫描，那么这条SQL的性能必然是比较差的。
300 
301        Oracle SQL的硬解析和软解析
302 
303        http://blog.csdn.net/tianlesoftware/archive/2010/04/08/5458896.aspx
304 
305  
306 
307 示例：
308 
309 SQL> SET AUTOTRACE TRACEONLY;  -- 只显示执行计划，不显示结果集
310 
311 SQL> select * from scott.emp a,scott.emp b where a.empno=b.mgr;
312 
313 已选择13行。
314 
315  
316 
317 执行计划
318 
319 ----------------------------------------------------------
320 
321 Plan hash value: 992080948
322 
323 ---------------------------------------------------------------------------------------
324 
325 | Id  | Operation                    | Name   | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
326 
327 ---------------------------------------------------------------------------------------
328 
329 |   0 | SELECT STATEMENT             |        |    13 |   988 |     6  (17)| 00:00:01 |
330 
331 |   1 |  MERGE JOIN                  |        |    13 |   988 |     6  (17)| 00:00:01 |
332 
333 |   2 |   TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| EMP    |    14 |   532 |     2   (0)| 00:00:01 |
334 
335 |   3 |    INDEX FULL SCAN           | PK_EMP |    14 |       |     1   (0)| 00:00:01 |
336 
337 |*  4 |   SORT JOIN                  |        |    13 |   494 |     4  (25)| 00:00:01 |
338 
339 |*  5 |    TABLE ACCESS FULL         | EMP    |    13 |   494 |     3   (0)| 00:00:01 |
340 
341 ---------------------------------------------------------------------------------------
342 
343  
344 
345 Predicate Information (identified by operation id):
346 
347 ---------------------------------------------------
348 
349    4 - access("A"."EMPNO"="B"."MGR")
350 
351        filter("A"."EMPNO"="B"."MGR")
352 
353    5 - filter("B"."MGR" IS NOT NULL)
354 
355  
356 
357 统计信息
358 
359 ----------------------------------------------------------
360 
361           0  recursive calls
362 
363           0  db block gets
364 
365          11  consistent gets
366 
367           0  physical reads
368 
369           0  redo size
370 
371        2091  bytes sent via SQL*Net to client
372 
373         416  bytes received via SQL*Net from client
374 
375           2  SQL*Net roundtrips to/from client
376 
377           1  sorts (memory)
378 
379           0  sorts (disk)
380 
381          13  rows processed
382 
383 SQL>
384 
385  
386 
387  
388 
389  
390 
391  
392 
393 图片是Toad工具查看的执行计划。 在Toad 里面，很清楚的显示了执行的顺序。 但是如果在SQLPLUS里面就不是那么直接。 但我们也可以判断：一般按缩进长度来判断，缩进最大的最先执行，如果有2行缩进一样，那么就先执行上面的。
394 
395  
396 
397  
398 
399 3.1 执行计划中字段解释：
400 
401        ID: 一个序号，但不是执行的先后顺序。执行的先后根据缩进来判断。
402 
403        Operation： 当前操作的内容。
404 
405        Rows： 当前操作的Cardinality，Oracle估计当前操作的返回结果集。
406 
407        Cost（CPU）：Oracle 计算出来的一个数值（代价），用于说明SQL执行的代价。
408 
409        Time：Oracle 估计当前操作的时间。
410 
411  
412 
413 3.2 谓词说明：
414 
415 Predicate Information (identified by operation id):
416 
417 ---------------------------------------------------
418 
419    4 - access("A"."EMPNO"="B"."MGR")
420 
421        filter("A"."EMPNO"="B"."MGR")
422 
423    5 - filter("B"."MGR" IS NOT NULL)
424 
425  
426 
427        Access: 表示这个谓词条件的值将会影响数据的访问路劲（表还是索引）。
428 
429        Filter：表示谓词条件的值不会影响数据的访问路劲，只起过滤的作用。
430 
431  
432 
433 在谓词中主要注意access，要考虑谓词的条件，使用的访问路径是否正确。
434 
435  
436 
437  
438 
439 3.3 统计信息说明：
440 
441  
442 
443  
444 
445  
446 
447 db block gets ： 从buffer cache中读取的block的数量    
448 
449 consistent gets： 从buffer cache中读取的undo数据的block的数量    
450 
451 physical reads： 从磁盘读取的block的数量    
452 
453 redo size： DML生成的redo的大小    
454 
455 sorts (memory) ：在内存执行的排序量    
456 
457 sorts (disk) ：在磁盘上执行的排序量    
458 
459  
460 
461        Physical Reads通常是我们最关心的，如果这个值很高，说明要从磁盘请求大量的数据到Buffer Cache里，通常意味着系统里存在大量全表扫描的SQL语句，这会影响到数据库的性能，因此尽量避免语句做全表扫描，对于全表扫描的SQL语句，建议增 加相关的索引，优化SQL语句来解决。
462 
463  
464 
465 关于physical reads ，db block gets 和consistent gets这三个参数之间有一个换算公式：
466 
467        数据缓冲区的使用命中率=1 - ( physical reads / (db block gets + consistent gets) )。
468 
469  
470 
471 用以下语句可以查看数据缓冲区的命中率：
472 
473        SQL>SELECT name, value FROM v$sysstat WHERE name IN (‘db block gets‘, ‘consistent gets‘,‘physical reads‘);
474 
475        查询出来的结果Buffer Cache的命中率应该在90％以上，否则需要增加数据缓冲区的大小。
476 
477  
478 
479 Recursive Calls：  Number of recursive calls generated at both the user and system level.    
480 
481 Oracle Database maintains tables used for internal processing. When it needs to change these tables, Oracle Database generates an internal SQL statement, which in turn generates a recursive call. In short, recursive calls are basically SQL performed on behalf of your SQL. So, if you had to parse the query, for example, you might have had to run some other queries to get data dictionary information. These would be recursive calls. Space management, security checks, calling PL/SQL from SQL—all incur recursive SQL calls。
482 
483  
484 
485 DB Block Gets： Number of times a CURRENT block was requested.
486 
487 Current mode blocks are retrieved as they exist right now, not in a consistent read fashion. Normally, blocks retrieved for a query are retrieved as they existed when the query began. Current mode blocks are retrieved as they exist right now, not from a previous point in time. During a SELECT, you might see current mode retrievals due to reading the data dictionary to find the extent information for a table to do a full scan (because you need the "right now" information, not the consistent read). During a modification, you will access the blocks in current mode in order to write to them. (DB Block Gets:请求的数据块在buffer能满足的个数)
488        当前模式块意思就是在操作中正好提取的块数目，而不是在一致性读的情况下而产生的块数。正常的情况下，一个查询提取的块是在查询开始的那个时间点上存在的数据块，当前块是在这个时刻存在的数据块，而不是在这个时间点之前或者之后的数据块数目。
489 
490  
491 
492 Consistent Gets： Number of times a consistent read was requested for a block.
493 
494 This is how many blocks you processed in "consistent read" mode. This will include counts of blocks read from the rollback segment in order to roll back a block. This is the mode you read blocks in with a SELECT, for example. Also, when you do a searched UPDATE/DELETE, you read the blocks in consistent read mode and then get the block in current mode to actually do the modification. (Consistent Gets: 数据请求总数在回滚段Buffer中的数据一致性读所需要的数据块)
495        这里的概念是在处理你这个操作的时候需要在一致性读状态上处理多少个块，这些块产生的主要原因是因为由于在你查询的过程中，由于其他会话对数据块进行操 作，而对所要查询的块有了修改，但是由于我们的查询是在这些修改之前调用的，所以需要对回滚段中的数据块的前映像进行查询，以保证数据的一致性。这样就产 生了一致性读。
496 
497  
498 
499 Physical Reads： Total number of data blocks read from disk. This number equals the value of "physical reads direct" plus all reads into buffer cache. (Physical Reads:实例启动后，从磁盘读到Buffer Cache数据块数量)
500 
501 就是从磁盘上读取数据块的数量，其产生的主要原因是：
502        （1） 在数据库高速缓存中不存在这些块
503        （2） 全表扫描
504        （3） 磁盘排序
505 它们三者之间的关系大致可概括为：
506        逻辑读指的是Oracle从内存读到的数据块数量。一般来说是‘consistent gets‘ + ‘db block gets‘。当在内存中找不到所需的数据块的话就需要从磁盘中获取，于是就产生了‘physical reads‘。
507 
508  
509 
510 Sorts(disk):
511 
512     Number of sort operations that required at least one disk write. Sorts that require I/O to disk are quite resource intensive. Try increasing the size of the initialization parameter SORT_AREA_SIZE.
513 
514  
515 
516 bytes sent via SQL*Net to client:
517     Total number of bytes sent to the client from the foreground processes.
518 
519  
520 
521 bytes received via SQL*Net from client:
522     Total number of bytes received from the client over Oracle Net.
523 
524  
525 
526 SQL*Net roundtrips to/from client:
527     Total number of Oracle Net messages sent to and received from the client.
528 
529  
530 
531  
532 
533  
534 
535  
536 
537 更多内容参考Oracle联机文档：
538 
539        Statistics Descriptions
540 
541        http://download.oracle.com/docs/cd/E11882_01/server.112/e10820/stats002.htm#i375475
542 
543  
544 
545  
546 
547 3.4 动态分析
548 
549        如果在执行计划中有如下提示：
550 
551               Note
552 
553               ------------
554 
555                      -dynamic sampling used for the statement
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557       
558 
559        这提示用户CBO当前使用的技术，需要用户在分析计划时考虑到这些因素。 当出现这个提示，说明当前表使用了动态采样。 我们从而推断这个表可能没有做过分析。
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561  
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564 
565 这里会出现两种情况：
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567 （1）       如果表没有做过分析，那么CBO可以通过动态采样的方式来获取分析数据，也可以或者正确的执行计划。
568 
569 （2）       如果表分析过，但是分析信息过旧，这时CBO就不会在使用动态采样，而是使用这些旧的分析数据，从而可能导致错误的执行计划。
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577 总结：
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579        在看执行计划的时候，除了看执行计划本身，还需要看谓词和提示信息。 通过整体信息来判断SQL 效率。