PL/SQL性能调优

1、理解执行计划

1-1.什么是执行计划

oracle数据库在执行sql语句时，oracle的优化器会根据一定的规则确定sql语句的执行路径，以确保sql语句能以最优性能执行.在oracle数据库系统中为了执行sql语句，oracle可能需要实现多个步骤，这些步骤中的每一步可能是从数据库中物理检索数据行，或者用某种方法准备数据行，让编写sql语句的用户使用，oracle用来执行语句的这些步骤的组合被称为执行计划。
当执行一个sql语句时oracle经过了4个步骤:
①.解析sql语句:主要在共享池中查询相同的sql语句，检查安全性和sql语法与语义。
②.创建执行计划及执行:包括创建sql语句的执行计划及对表数据的实际获取。
③.显示结果集:对字段数据执行所有必要的排序，转换和重新格式化。
④.转换字段数据:对已通过内置函数进行转换的字段进行重新格式化处理和转换.

1-2.查看执行计划

查看sql语句的执行计划，比如一些第三方工具需要先执行utlxplan.sql脚本创建explain_plan表。

    SQL> conn system/123456 as sysdba
    -- 如果下面语句没有执行成功，可以找到这个文件，单独执行这个文件里的建表语句
    SQL> @/rdbms/admin/utlxplan.sql
    SQL> grant all on sys.plan_table to public;
在创建表后，在SQL*Plus中就可以使用set autotrace语句来显示执行计划及统计信息。常用的语句与作用如下：
	set autotrace on explain:执行sql，且仅显示执行计划
	set autotrace on statistics:执行sql 且仅显示执行统计信息
	set autotrace on :执行sql，且显示执行计划与统计信息，无执行结果
	set autotrace traceonly:仅显示执行计划与统计信息，无执行结果
	set autotrace off:关闭跟踪显示计划与统计
	  比如要执行SQL且显示执行计划，可以使用如下的语句：

    SQL> set autotrace on explain
    SQL> col ename format a20;
    SQL> select empno，ename from emp where empno=7369;

上面不一定可以执行成功，使用这个：explain plan for sql语句

    SQL> explain plan for
      2  select * from cfreportdata where outitemcode='CR04_00160' and quarter='1' and month='2015';
    Explained
     
    SQL> select * from table(dbms_xplan.display);
    PLAN_TABLE_OUTPUT
    --------------------------------------------------------------------------------
    Plan hash value: 3825643284
    --------------------------------------------------------------------------------
    | Id  | Operation                   | Name            | Rows  | Bytes | Cost (%C
    --------------------------------------------------------------------------------
    |   0 | SELECT STATEMENT            |                 |     1 |   115 |     3
    |   1 |  TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| CFREPORTDATA    |     1 |   115 |     3
    |*  2 |   INDEX RANGE SCAN          | PK_CFREPORTDATA |     1 |       |     2
    --------------------------------------------------------------------------------
    Predicate Information (identified by operation id):
    ---------------------------------------------------
       2 - access("OUTITEMCODE"='CR04_00160' AND "MONTH"='2015' AND "QUARTER"='1')
           filter("MONTH"='2015' AND "QUARTER"='1')
    15 rows selected

    PL/SQL DEVELOPER提供了一个执行计划窗口，如果在SQL Windows的窗口，按F8是执行该sql,按f5会显示该sql的执行计划。

1.3.理解执行计划

1.全表扫描(full table scans):这种方式会读取表中的每一条记录，顺序地读取每一个数据块直到结尾标志，对于一个大的数据表来说，使用全表扫描会降低性能，但有些时候，比如查询的结果占全表的数据量的比例比较高时，全表扫描相对于索引选择又是一种较好的办法。
2.通过ROWID值获取(table access by rowid)：行的rowid指出了该行所在的数据文件，数据块及行在该块中的位置，所以通过rowid来存取数据可以快速定位到目标数据上，是oracle存取单行数据的最快方法。
3.索引扫描(index scan)：先通过索引找到对象的rowid值，然后通过rowid值直接从表中找到具体的数据，能大大提高查找的效率。
2.连接查询的表顺序

默认情况下，优化器会使用all_rows优化方式，也就是基于成本的优化器CBO生成执行计划，CBO方式会根据统计信息来产生执行计划.
统计信息给出表的大小，多少行，每行的长度等信息，这些统计信息起初在库内是没有的，是做analyee后才发现的，很多时候过期统计信息会令优化器做出一个错误的执行计划，因此应及时更新这些信息。
在CBO模式下，当对多个表进行连接查询时，oracle分析器会按照从右到左的顺序处理from子句中的表名。例如：

select a.empno，a.ename，c.deptno，c.dname，a.log_action from emp_log a,emp b,dept c

在执行时，oracle会先查询dept表，根据dept表查询的行作为数据源串行连接emp表继续执行，因此dept表又称为基础表或驱动表。由于连接的顺序对于查询的效率有非常大的影响。因此在处理多表连接时，必须选择记录条数较少的表作为基础表，oracle会使用排序与合并的方式进行连接。比如先扫描dept表，然后对dept表进行排序，再扫描emp表，最后将所有检索出来的记录与第一个表中的记录进行合并。
如果有3个以上的表连接查询，就需要选择交叉表作为基础表。交叉表是指那个被其他表所引用的表，由于emp_log是dept与emp表中的交叉表，既包含dept的内容又包含emp的内容。

select a.empno，a.ename，c.deptno，c.dname，a.log_action from emp b,dept c,emp_log a;

3.指定where条件顺序

在查询表时，where子句中条件的顺序往往影响了执行的性能。默认情况下，oracle采用自下而上的顺序解析where子句，因此在处理多表查询时，表之间的连接必须写在其他的where条件之前，但是过滤数据记录的条件则必须写在where子句的尾部，以便在过滤了数据之后再进行连接处理，这样可以提升sql语句的性能。

    SELECT a.empno, a.ename, c.deptno, c.dname, a.log_action, b.sal
      FROM emp b, dept c, emp_log a
     WHERE a.deptno = b.deptno AND a.empno=b.empno AND c.deptno IN (20, 30)

    从SQL执行计划中可以看到const成本值为10。如果使用如下不好的查询方式，const成本值为32

     SELECT a.empno, a.ename, c.deptno, c.dname, a.log_action, a.mgr
      FROM emp b, dept c, emp_log a
     WHERE c.deptno IN (20, 30) AND  a.deptno = b.deptno

4.避免使用*符号

有时我们习惯使用*符号，如

 SELECT * FROM emp

Oracle在遇到符号时，会去查询数据字典表中获取所有的列信息，然后依次转换成所有的列名，这将耗费较长的执行时间，因此尽量避免使用符号获取所有的列信息

5.使用decode函数

是Oracle才具有的一个功能强大的函数
比如统计emp表中部门编号为20和部门编号为30的员工的人数和薪资汇总，如果不使用decode那么就必须用两条sql语句

    select count(*)，SUM(sal) from emp where deptno=20;
    union
    select count(*)，SUM(sal) from emp where deptno=30;

通过Union将两条SQL语句进行合并，实际上通过执行计划可以看到，SQL优化器对emp进行了两次全表扫描
通过decode语句，可以再一个sql查询中获取到相同的结果，并且将两行结果显示为单行。

    SELECT COUNT (DECODE (deptno, 20, 'X', NULL)) dept20_count,
           COUNT (DECODE (deptno, 30, 'X', NULL)) dept30_count,
           SUM (DECODE (deptno, 20, sal, NULL)) dept20_sal,
           SUM (DECODE (deptno, 30, sal, NULL)) dept30_sal
      FROM emp;

通过灵活的运用decode函数，可以得到很多意想不到的结果，比如在group by 或order by子句中使用decode函数，或者在decode块中嵌套另一个decode块。

关于decode函数详解：http://blog.csdn.net/ochangwen/article/details/52733273

6.使用where而非having

where子句和having子句都可以过滤数据，但是where子句不能使用聚集函数，如count max min avg sum等函数。因此通常将Having子句与Group By子句一起使用
注意：当利用Group By进行分组时，可以没有Having子句。但Having出现时，一定会有Group By
需要了解的是，WHERE语句是在GROUP BY语句之前筛选出记录，而HAVING是在各种记录都筛选之后再进行过滤。也就是说HAVING子句是在从数据库中提取数据之后进行筛选的，因此在编写SQL语句时，尽量在筛选之前将数据使用WHERE子句进行过滤，因此执行的顺序应该总是这样。
①.使用WHERE子句查询符合条件的数据
②.使用GROUP BY子句对数据进行分组。
③.在GROUP BY分组的基础上运行聚合函数计算每一组的值
④.用HAVING子句去掉不符合条件的组。
例子：查询部门20和30的员工薪资总数大于1000的员工信息

    select empno,deptno，sum(sal) 
    from emp group by empno，deptno
    having sum(sal) > 1000 and deptno in (20，30);

在having子句中，过滤出部门编号为20或30的记录，实际上这将导致查询取出所有部门的员工记录，在进行分组计算，最后才根据分组的结果过滤出部门 20和30的记录。这非常低效，好的算法是先使用where子句取出部门编号为20和30的记录，再进行过滤。修改如下：

    select empno，deptno，sum(sal) 
    from emp where deptno in （20,30）
    group by empno，deptno having sum (sal) > 1000;

7.使用UNION而非OR

如果要进行OR运算的两个列都是索引列，可以考虑使用union来提升性能。
例子：比如emp表中，empno和ename都创建了索引列，当需要在empno和ename之间进行OR操作查询时，可以考虑将这两个查询更改为union来提升性能。

select empno，ename，job，sal from emp where empno > 7500 OR ename LIKE 'S%';

使用UNION

    select empno，ename，job，sal from emp where empno > 7500 
    UNION
    select empno，ename，job，sal from emp where ename LIKE 'S%';

但这种方式要确保两个列都是索引列。否则还不如OR语句。
如果坚持使用OR语句，①.需要记住尽量将返回记录最少的索引列写在最前面，这样能获得较好的性能，例如empno > 7500 返回的记录要少于对ename的查询，因此在OR语句中将其放到前面能获得较好的性能。②.另外一个建议是在要对单个字段值进行OR计算的时候，可以考虑使用IN来代替

select empno，ename，job，sal from emp where deptno=20 OR deptno=30;

上面的SQL如果修改为使用In，性能更好

8.使用exists而非IN

比如查询位于芝加哥的所有员工列表可以考虑使用IN

    SELECT *
      FROM emp
     WHERE deptno IN (SELECT deptno
                        FROM dept
                       WHERE loc = 'CHICAGO');

替换成exists可以获取更好的查询性能

    SELECT a.*
      FROM emp a
     WHERE NOT EXISTS (SELECT 1
                         FROM dept b
                        WHERE a.deptno = b.deptno AND loc = 'CHICAGO');

同样的替换页发生在not in 和not exists之间，not in 子句将执行一个内部的排序和合并，实际上它对子查询中的表执行了一次全表扫描，因此效率低，在需要使用NOT IN的场合，英爱总是考虑把它更改成外连接或NOT EXISTS

    SELECT *
      FROM emp
     WHERE deptno NOT IN (SELECT deptno
                        FROM dept
                       WHERE loc = 'CHICAGO');

为了提高较好的性能，可以使用连接查询，这是最有效率的的一种办法

    SELECT a.*
      FROM emp a, dept b
     WHERE a.deptno = b.deptno AND b.loc <> 'CHICAGO';

也可以考虑使用NOT EXIST

    select a.* from emp a 
              where NOT EXISTS (
    			select 1 from dept b where a.deptno =b.deptno and loc='CHICAGO');

9.避免低效的PL/SQL流程控制语句

PLSQL在处理逻辑表达式值的时候，使用的是短路径的计算方式。

    DECLARE
       v_sal   NUMBER        := &sal;                 --使用绑定变量输入薪资值
       v_job   VARCHAR2 (20) := &job;                 --使用绑定变量输入job值
    BEGIN
       IF (v_sal > 5000) OR (v_job = '销售')          --判断执行条件
       THEN
          DBMS_OUTPUT.put_line ('符合匹配的OR条件');
       END IF;
    END;

首先对第一个条件进行判断，如果v_sal大于5000，就不会再对v_job条件进行判断，灵活的运用这种短路计算方式可以提升性能。应该总是将开销较低的判断语句放在前面，这样当前面的判断失败时，就不会再执行后面的具有较高开销的语句，能提升PL/SQL应用程序的性能.
举个例子，对于and逻辑运算符来说，只有左右两边的运算为真，结果才为真。如果前面的结果第一个运算时false值，就不会进行第二个运算、

    DECLARE
       v_sal   NUMBER        := &sal;                 --使用绑定变量输入薪资值
       v_job   VARCHAR2 (20) := &job;                 --使用绑定变量输入job值
    BEGIN
       IF (Check_Sal(v_sal) > 5000) AND (v_job = '销售')          --判断执行条件
       THEN
          DBMS_OUTPUT.put_line ('符合匹配的AND条件');
       END IF;
    END;

这段代码有一个性能隐患，check_sal涉及一些业务逻辑的检查，如果让check_sal函数的调用放在前面，这个函数总是被调用，因此处于性能方面的考虑，应该总是将v_job的判断放到and语句的前面.

    DECLARE
       v_sal   NUMBER        := &sal;                     --使用绑定变量输入薪资值
       v_job   VARCHAR2 (20) := &job;                     --使用绑定变量输入job值
    BEGIN
       IF (v_job = '销售') AND (Check_Sal(v_sal) > 5000)  --判断执行条件
       THEN
          DBMS_OUTPUT.put_line ('符合匹配的AND条件');
       END IF;
    END;

以上部分转载自https://blog.csdn.net/oChangWen/article/details/52728637

10.避免隐式类型转换

当比较不同数据类型的数据时， ORACLE自动对列进行简单的类型转换。

/*假设EMP_TYPE是一个字符类型的索引列.*/
SELECT …
  FROM EMP
 WHERE EMP_TYPE = 123

/*这个语句被ORACLE转换为:*/
SELECT …
  FROM EMP
 WHERE TO_NUMBER(EMP_TYPE)=123

因为内部发生的类型转换，这个索引将不会被用到。

几点注意：

当比较不同数据类型的数据时，ORACLE自动对列进行简单的类型转换。如果在索
列上面进行了隐式类型转换，在查询的时候将不会用到索引。
注意当字符和数值比较时，ORACLE会优先转换数值类型到字符类型。
为了避免ORACLE对SQL进行隐式的类型转换，最好把类型转换用显式表现出来。

11.几种不能使用索引的WHERE子句

（1）下面的例子中，‘!=’ 将不使用索引 ，索引只能告诉你什么存在于表中，而不能告诉你什么不存在于表中。

不使用索引：

 SELECT ACCOUNT_NAME
      FROM TRANSACTION
   WHERE AMOUNT !=0；

使用索引：

SELECT ACCOUNT_NAME
      FROM TRANSACTION
    WHERE AMOUNT > 0；

（2）下面的例子中，‘||’是字符连接函数。就象其他函数那样，停用了索引。

不使用索引：

SELECT ACCOUNT_NAME，AMOUNT
  FROM TRANSACTION
WHERE ACCOUNT_NAME||ACCOUNT_TYPE=’AMEXA’；

使用索引：

SELECT ACCOUNT_NAME，AMOUNT
  FROM TRANSACTION
WHERE ACCOUNT_NAME = ‘AMEX’
     AND ACCOUNT_TYPE=’ A’；

（3）下面的例子中，‘+’是数学函数。就象其他数学函数那样，停用了索引。

不使用索引：

SELECT ACCOUNT_NAME，AMOUNT
  FROM TRANSACTION
WHERE AMOUNT + 3000 >5000；

使用索引：

SELECT ACCOUNT_NAME，AMOUNT
FROM TRANSACTION
WHERE AMOUNT > 2000 ；

（4）下面的例子中，相同的索引列不能互相比较，这将会启用全表扫描。

不使用索引：

SELECT ACCOUNT_NAME, AMOUNT
FROM TRANSACTION
WHERE ACCOUNT_NAME = NVL(:ACC_NAME, ACCOUNT_NAME)

使用索引：

SELECT ACCOUNT_NAME，AMOUNT
FROM TRANSACTION
WHERE ACCOUNT_NAME LIKE NVL(:ACC_NAME, ’%’)

12.优化GROUP BY

提高GROUP BY语句的效率，可以通过将不需要的记录在GROUP BY之前过滤掉。

低效：

 SELECT JOB ，AVG（SAL）
    FROM EMP
  GROUP BY JOB
HAVING JOB = ‘PRESIDENT’
         OR JOB = ‘MANAGER’

高效：

SELECT JOB，AVG（SAL）
   FROM EMP
WHERE JOB = ‘PRESIDENT’
        OR JOB = ‘MANAGER’
GROUP BY JOB

13.使用日期

当使用日期时，需要注意如果有超过5位小数加到日期上，这个日期会进到下一天!

SELECT TO_DATE（‘01-JAN-93’+.99999）
  FROM DUAL
Returns：
’01-JAN-93 23:59:59’

SELECT TO_DATE（‘01-JAN-93’+.999999）
  FROM DUAL
Returns：
’02-JAN-93 00:00:00’

14.分离表和索引

总是将你的表和索引建立在不同的表空间内（TABLESPACES）。决不要将不属
ORACLE内部系统的对象存放到SYSTEM表空间里。
确保数据表空间和索引表空间置于不同的硬盘上。

15. 使用Truncate而非Delete

Delete表中记录的时候，Oracle会在Rollback段中保存删除信息以备恢复。Truncate删除表中记录的时候不保存删除信息，不能恢复。因此Truncate删除记录比Delete快，而且占用资源少。
删除表中记录的时候，如果不需要恢复的情况之下应该尽量使用Truncate而不是Delete。
Truncate仅适用于删除全表的记录。

16. 尽量多使用COMMIT

只要有可能,在程序中尽量多使用COMMIT, 这样程序的性能得到提高,需求也会因为COMMIT所释放的资源而减少。

COMMIT所释放的资源：

回滚段上用于恢复数据的信息.
被程序语句获得的锁
redo log buffer 中的空间
ORACLE为管理上述3种资源中的内部花费

17.使用表的别名（Alias）

当在SQL语句中连接多个表时, 请使用表的别名并把别名前缀于每个Column上.这样一来,就可以减少解析的时间并减少那些由Column歧义引起的语法错误。

Column歧义指的是由于SQL中不同的表具有相同的Column名,当SQL语句中出现这个Column时,SQL解析器无法判断这个Column的归属。

18. 用索引提高效率

（1）特点

优点：提高效率主键的唯一性验证

代价：需要空间存储定期维护

重构索引：

ALTER INDEX <INDEXNAME> REBUILD <TABLESPACENAME>

（2）Oracle对索引有两种访问模式

索引唯一扫描 (Index Unique Scan)
索引范围扫描 (Index Range Scan)

（3）基础表的选择
基础表(Driving Table)是指被最先访问的表(通常以全表扫描的方式被访问)。根据优化器的不同，SQL语句中基础表的选择是不一样的。
如果你使用的是CBO (COST BASED OPTIMIZER)，优化器会检查SQL语句中的每个表的物理大小，索引的状态，然后选用花费最低的执行路径。
如果你用RBO (RULE BASED OPTIMIZER)，并且所有的连接条件都有索引对应，在这种情况下，基础表就是FROM 子句中列在最后的那个表。

（4）多个平等的索引

当SQL语句的执行路径可以使用分布在多个表上的多个索引时，ORACLE会同时使用多个索引并在运行时对它们的记录进行合并，检索出仅对全部索引有效的记录。
在ORACLE选择执行路径时，唯一性索引的等级高于非唯一性索引。然而这个规则只有当WHERE子句中索引列和常量比较才有效。如果索引列和其他表的索引类相比较。这种子句在优化器中的等级是非常低的。
如果不同表中两个相同等级的索引将被引用，FROM子句中表的顺序将决定哪个会被率先使用。 FROM子句中最后的表的索引将有最高的优先级。
如果相同表中两个相同等级的索引将被引用，WHERE子句中最先被引用的索引将有最高的优先级。

（5）等式比较优先于范围比较

DEPTNO上有一个非唯一性索引，EMP_CAT也有一个非唯一性索引。

SELECT ENAME
     FROM EMP
     WHERE DEPTNO > 20
     AND EMP_CAT = ‘A’;

这里只有EMP_CAT索引被用到,然后所有的记录将逐条与DEPTNO条件进行比较. 执行路径如下:

TABLE ACCESS BY ROWID ON EMP

INDEX RANGE SCAN ON CAT_IDX

即使是唯一性索引，如果做范围比较，其优先级也低于非唯一性索引的等式比较。

（6）不明确的索引等级

当ORACLE无法判断索引的等级高低差别，优化器将只使用一个索引,它就是在WHERE子句中被列在最前面的。

DEPTNO上有一个非唯一性索引，EMP_CAT也有一个非唯一性索引。

SELECT ENAME
     FROM EMP
     WHERE DEPTNO > 20
     AND EMP_CAT > ‘A’;

这里, ORACLE只用到了DEPT_NO索引. 执行路径如下:

TABLE ACCESS BY ROWID ON EMP

INDEX RANGE SCAN ON DEPT_IDX

（7）强制索引失效

如果两个或以上索引具有相同的等级，你可以强制命令ORACLE优化器使用其中的一个(通过它,检索出的记录数量少) 。

SELECT ENAME
FROM EMP
WHERE EMPNO = 7935  
AND DEPTNO + 0 = 10    /*DEPTNO上的索引将失效*/
AND EMP_TYPE || ‘’ = ‘A’  /*EMP_TYPE上的索引将失效*/

（8）避免在索引列上使用计算

WHERE子句中，如果索引列是函数的一部分。优化器将不使用索引而使用全表扫描。

低效：

SELECT …
  FROM DEPT
WHERE SAL * 12 > 25000;

高效：

SELECT …
  FROM DEPT
WHERE SAL  > 25000/12;

（9）自动选择索引

如果表中有两个以上（包括两个）索引，其中有一个唯一性索引，而其他是非唯一性索引。在这种情况下，ORACLE将使用唯一性索引而完全忽略非唯一性索引。

SELECT ENAME
  FROM EMP
WHERE EMPNO = 2326  
     AND DEPTNO  = 20 ;

这里，只有EMPNO上的索引是唯一性的，所以EMPNO索引将用来检索记录。

TABLE ACCESS BY ROWID ON EMP

INDEX UNIQUE SCAN ON EMP_NO_IDX

（10）避免在索引列上使用NOT

通常，我们要避免在索引列上使用NOT，NOT会产生在和在索引列上使用函数相同的影响。当ORACLE遇到NOT，它就会停止使用索引转而执行全表扫描。

低效: (这里，不使用索引)

   SELECT …
     FROM DEPT
   WHERE NOT DEPT_CODE = 0

高效：(这里，使用了索引)

 SELECT …
   FROM DEPT
 WHERE DEPT_CODE > 0

19.用 >= 替代 >

如果DEPTNO上有一个索引

高效:

SELECT *
     FROM EMP
   WHERE DEPTNO >=4

低效：

SELECT *
     FROM EMP
   WHERE DEPTNO >3

两者的区别在于，前者DBMS将直接跳到第一个DEPT等于4的记录，而后者将首先定位到DEPTNO等于3的记录并且向前扫描到第一个DEPT大于3的记录.

1、理解执行计划

1-1.什么是执行计划

1-2.查看执行计划

1.3.理解执行计划

3.指定where条件顺序

4.避免使用*符号

5.使用decode函数

6.使用where而非having

7.使用UNION而非OR

8.使用exists而非IN

9.避免低效的PL/SQL流程控制语句

以上部分转载自https://blog.csdn.net/oChangWen/article/details/52728637

10.避免隐式类型转换

11.几种不能使用索引的WHERE子句

12.优化GROUP BY

13.使用日期

14.分离表和索引

15. 使用Truncate而非Delete

16. 尽量多使用COMMIT

17.使用表的别名（Alias）

18. 用索引提高效率

19.用 >= 替代 >

后续部分转载自博客园雪山上的蒲公英

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