绑定变量及其优缺点

变量绑定(bind variable)
是指在 sql语句的条件中使用变量而不是 常量。比如shared pool里有两条 sql语句,
select * from tab1 where col1=1;
select * from tab1 where col1=2;
对oracle数据库来说,这是两条完全不同的SQL,对这两条语句都需要进行hard parse。因为oracle会根据 sql语句的文本去计算每个字符在内存里的hash值,因此虽然上述两条SQL只有一个字符不一样,oracle根据hash算法在内存中得到的hash地址就不一样,所以oracle就会认为这是两条完全不同的语句。而如果将上述SQL改写成select * from tab1 where col1=:var1;,然后通过对变量var1的赋值去查询,那么oracle对这条语句第一次会进行hard parse,以后就只进行soft parse。假设某条语句被重复执行了几十万次,那么使用bind var带来的好处是巨大的。一个应用程序如果bind var使用不充分,那么几乎一定会伴随着严重的性能问题。
绑定变量是相对文本变量来讲的,所谓文本变量是指在SQL直接书写查询条件,这样的SQL在不同条件下需要反复解析,绑定变量是指使用变量来代替直接书写条件,查询bind value在运行时传递,然后绑定执行。优点是减少硬解析,降低CPU的争用,节省shared_pool ;缺点是不能使用histogram, sql优化比较困难

对于每个程序开发人员来说,数据库的知识都是或多或少的了解些,都能编写一些SQL语句,即使不会也可以使用一些工具来生成SQL语句,因此数据库在很多时候被认为是没有必要研究的。随着系统使用人数增加,系统也遇到了瓶颈,于是开发人员高呼:“给我内存与CPU,系统将会faster!”可是作为盈利性企业,投入与回报是不能成等价比的,必须做到投入少回报多!所以,数据库的开发在系统的前期工作当中非常重要,良好的数据库设计将会提升系统的可扩展性。

数据库在执行SQL语句时会首先解析SQL语句,解析又分为硬解析与软解析。说到硬解析和软解析,就不能不说一下Oracle对sql的处理过程。当你发出一条sql语句交付Oracle,在执行和获取结果前,Oracle对此sql将进行几个步骤的处理过程:

1、语法检查(syntax check)

  检查此sql的拼写是否语法。

2、语义检查(semantic check)

   诸如检查sql语句中的访问对象是否存在及该用户是否具备相应的权限。

3、对sql语句进行解析(prase)

   利用内部算法对sql进行解析,生成解析树及执行计划。

4、执行sql,返回结果(execute and return)。

其中,软、硬解析就发生在第三个过程里,Oracle利用内部的hash算法来取得该sql的hash值,然后在librarycache里查找是否存在该hash值。假设存在,则将此sql与cache中的进行比较(注意此处的比较哪怕是一个字母的大小写、空格个数不一致都会认为不同)。假设“相同”,就将利用已有的解析树与执行计划,而省略了优化器的相关工作。这也就是软解析的过程;如果上面的2个假设中任有一个不成立,那么优化器都将进行创建解析树、生成执行计划的动作。这个过程就叫硬解析。由此可以看出应该极力避免硬解析,尽量使用软解析。

有什么方法能尽量使用软解析呢?答曰:“绑定变量,效果好”。如果使用绑定变量,只要提交引用同一对象的同一个查询,都会使用共享池中已编译的查询计划。这样你只需编译一次就能反复使用,效率当然会高。这也是数据库希望你采用的方法。

下面来看一个简单的例子,首先创建一个简单表

SQL> create table t (x int);

然后创建一个使用绑定变量往T表插入数据的存储过程:

SQL> create or replace procedure pro1

  2 as

  3  begin

  4 for i in 1..10000

  5     loop

  6      execute immediate

  7     'insert into t values(:x)' using i;

  8   end loop;

  9 end;

再创建一个不适用绑定变量往T表查数据的存储过程:

SQL> create or replace procedure pro2

  2 as

  3 begin

  4 for i in 1..10000

  5     loop

  6      execute immediate

  7     'insert into t values('||i||')';

  8   end loop;

  9 end;

下面开始执行这两个存储过程,查看下运行时间:

SQL> set timing on

SQL> exec pro1;

PL/SQL 过程已成功完成。

已用时间:  00: 00: 00.42

SQL> truncate table t; --此目的只是与执行存储过程pro1前T表都为空

表被截断。

已用时间:  00: 00: 00.20

SQL> exec pro2;

PL/SQL 过程已成功完成。

已用时间:  00: 00: 11.53

SQL> set timing off

结果非常明显,使用绑定变量节省的时间可不是一点。这只是个简单的例子,如果在实际应用中那节省的时间将会更多,可能就会造成2个不同性能级别的应用系统。在一个已成型的应用系统中再重新使用绑定变量时费时费力的,你要寻找每个SQL语句,查看是否能使用绑定变量,最重要的是你可能已经提交给客户,这直接影响到客户的满意度。

绑定变量的好处是减少了硬解析,降低了CPU的竞争,节省了shared_pool,但缺点是不能使用柱状图(histogram),SQL优化比较困难。

在系统的研发阶段,应该为数据库设计投入更多的时间,因为所有的数据都是在后台运行的,后台的性能在很大程度上决定了一个系统的性能。

不要以为数据库只有SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE,这些只是数据库的基础操作,只是这些简单的操作就需要开发人员增加一些HINT来加快数据的操作,由这些操作还能延伸到数据库的redo日志、undo段的管理等等。数据库并不是一门简单的“语言”,数据库调优与维护更是数据库的精华所在,需要我们学而时习之!

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转载自alex4java.iteye.com/blog/2288607