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sql - Oracle top-n 查询排序性能

转载 作者:行者123 更新时间:2023-12-02 00:40:56 24 4
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我是 sql 优化的新手,我试图理解为什么 IN 子句中包含超过 1 个项目会导致巨大的性能损失,以及如果可能的话如何防止它。以下或多或少是我正在处理的内容。第二个查询是我当前所拥有的,我希望提高性能。在现实生活中,TABLE_1 有数百万行,计划的排序部分的 CPU 成本为 21M。

SELECT 
TOPNWRAPPER.*,
TABLE_2.X,
TABLE_2.Y
FROM
TABLE_2,
(
SELECT
*
FROM
(
SELECT
/*+ index (TABLE_1 TABLE_1_B_E_F_ID) */
TABLE_1.ID,
TABLE_1.C,
TABLE_1.B,
TABLE_1.E,
TABLE_1.F
FROM
TABLE_1
WHERE
( TABLE_1.F IN ( ‘STATE1’ ) ) AND
( TABLE_1.B= 'SOMETEXT' ) AND
( TABLE_1.C=1 ) AND
( TABLE_1.E= 'IN' ) AND
( TABLE_1.D IS NULL )
ORDER BY
TABLE_1.ID
)
WHERE
( ROWNUM <= 150 )
) TOPNWRAPPER
WHERE
( TOPNWRAPPER.ID = TABLE_2.T1_ID_FK )
ORDER BY
TOPNWRAPPER.ID ASC

统计数据:

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
|| Id | Operation | Name | Starts | E-Rows | A-Rows | A-Time | Buffers ||
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
|| 0 ||SELECT STATEMENT | | 1 | | 120 |00:00:00.01 | 965 ||
|| 1 |||NESTED LOOPS | | 1 | | 120 |00:00:00.01 | 965 ||
|| 2 ||||NESTED LOOPS | | 1 | 1 | 120 |00:00:00.01 | 845 ||
|| 3 |||||VIEW | | 1 | 1 | 120 |00:00:00.01 | 245 ||
||* 4 ||||||COUNT STOPKEY | | 1 | | 120 |00:00:00.01 | 245 ||
|| 5 |||||||VIEW | | 1 | 1 | 120 |00:00:00.01 | 245 ||
||* 6 ||||||||TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| TABLE_1 | 1 | 1 | 120 |00:00:00.01 | 245 ||
||* 7 |||||||||INDEX RANGE SCAN | TABLE_1_B_E_F_ID | 1 | 25 | 120 |00:00:00.01 | 125 ||
||* 8 |||||INDEX RANGE SCAN | TABLE_2_T1_ID_FK | 120 | 1 | 120 |00:00:00.01 | 600 ||
|| 9 ||||TABLE ACCESS BY INDEX ROWID | TABLE_2 | 120 | 1 | 120 |00:00:00.01 | 120 ||
|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| |
|Predicate Information (identified by operation id): |
|--------------------------------------------------- |
| |
| 4 - filter(ROWNUM<=150) |
| 6 - filter((“TABLE_1”.”C”=1 AND “TABLE_1”.”D” IS NULL)) |
| 7 - access(“TABLE_1”.”B”='SOMETEXT' AND |
| “TABLE_1”.”E”=‘IN' AND “TABLE_1”.”F”=’STATE1’) |
| 8 - access(“TOPNWRAPPER”.”ID”=“TABLE_2”.”T1_ID_FK”) |
+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+

当我更新查询以在 IN 子句中包含“STATE2”时,计划中会添加一个额外的排序步骤。

SELECT 
TOPNWRAPPER.*,
TABLE_2.X,
TABLE_2.Y
FROM
TABLE_2,
(
SELECT
*
FROM
(
SELECT
/*+ index (TABLE_1 TABLE_1_B_E_F_ID) */
TABLE_1.ID,
TABLE_1.C,
TABLE_1.B,
TABLE_1.E,
TABLE_1.F
FROM
TABLE_1
WHERE
( TABLE_1.F IN ( 'STATE1', 'STATE2' ) ) AND
( TABLE_1.B= 'SOMETEXT' ) AND
( TABLE_1.C=1 ) AND
( TABLE_1.E= 'IN' ) AND
( TABLE_1.D IS NULL )
ORDER BY
TABLE_1.ID
)
WHERE
( ROWNUM <= 150 )
) TOPNWRAPPER
WHERE
( TOPNWRAPPER.ID = TABLE_2.T1_ID_FK )
ORDER BY
TOPNWRAPPER.ID ASC

统计数据:

|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
|| Id | Operation | Name | Starts | E-Rows | A-Rows | A-Time | Buffers | OMem | 1Mem | Used-Mem ||
|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
|| 0 ||SELECT STATEMENT | | 1 | | 150 |00:00:00.01 | 1076 | | | ||
|| 1 |||NESTED LOOPS | | 1 | | 150 |00:00:00.01 | 1076 | | | ||
|| 2 ||||NESTED LOOPS | | 1 | 1 | 150 |00:00:00.01 | 926 | | | ||
|| 3 |||||VIEW | | 1 | 1 | 150 |00:00:00.01 | 176 | | | ||
||* 4 ||||||COUNT STOPKEY | | 1 | | 150 |00:00:00.01 | 176 | | | ||
|| 5 |||||||VIEW | | 1 | 1 | 150 |00:00:00.01 | 176 | | | ||
||* 6 ||||||||SORT ORDER BY STOPKEY | | 1 | 1 | 150 |00:00:00.01 | 176 | 15360 | 15360 |14336 (0)||
|| 7 |||||||||INLIST ITERATOR | | 1 | | 165 |00:00:00.01 | 176 | | | ||
||* 8 ||||||||||TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| TABLE_1 | 2 | 1 | 165 |00:00:00.01 | 176 | | | ||
||* 9 |||||||||||INDEX RANGE SCAN | TABLE_1_B_E_F_ID | 2 | 50 | 165 |00:00:00.01 | 11 | | | ||
||* 10 |||||INDEX RANGE SCAN | TABLE_2_T1_ID_FK | 150 | 1 | 150 |00:00:00.01 | 750 | | | ||
|| 11 ||||TABLE ACCESS BY INDEX ROWID | TABLE_2 | 150 | 1 | 150 |00:00:00.01 | 150 | | | ||
|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| |
|Predicate Information (identified by operation id): |
|--------------------------------------------------- |
| |
| 4 - filter(ROWNUM<=150) |
| 6 - filter(ROWNUM<=150) |
| 8 - filter((“TABLE_1”.”C”=1 AND “TABLE_1”.”D” IS NULL)) |
| 9 - access(“TABLE_1”.”B”='SOMETEXT' AND |
| “TABLE_1”.”E”='IN' AND ((“TABLE_1”.”F”='STATE1') OR (“TABLE_1”.”F”='STATE2')) |
| 10 - access(“TOPNWRAPPER”.”ID”=“TABLE_2”.”T1_ID_FK”) |
| |
+-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+

这几天我一直在四处寻找。我尝试的一个建议是使用提示 /*+ USE_CONCAT (OR_PREDICATES(1)) */ ,这有助于将内存使用量减少一半,但它并没有完全消除问题。

编辑:环顾四周( http://use-the-index-luke.com/sql/sorting-grouping/indexed-order-by#tip-ixord-full )并认为这可能是由于 order by 造成的。如果我将 order by 语句更改为: TABLE_1.F,TABLE_1.IDTOPNWRAPPER.F,TOPNWRAPPER.ID ASC 那么排序操作就会消失,不幸的是我需要基于 ID 的前 n 行。或者,我尝试在 (ID F) 上创建一个新索引来进行测试,它也删除了排序操作,但 ID 每行都是唯一的,这使得表访问操作的效率降低。

编辑2:

OPERATION      |OPTION           |CPU COST
--------------------------------------------
SORT           |ORDER BY STOPKEY |21042774
|NESTED LOOPS  |OUTER           |56052
||TABLE ACCESS |BY INDEX ROWID  |38980
|||INDEX       |RANGE SCAN      |30086

最佳答案

性能差异可能并不重要。执行计划的差异是因为如果前导列使用相等条件,则多列索引访问只会隐式排序。

性能差异

不要太担心执行计划的成本。尽管它被称为“基于成本的优化器”,但成本是一个奇怪的数字,世界上只有少数人完全理解。

比较解释计划成本很复杂的一个原因是总成本有时小于子操作成本之一。正如我在my answer here中解释的那样,这可以通过 COUNT STOPKEY 操作发生。这是 Oracle 的说法,“这个子操作花费如此巨大的费用,但是 COUNT STOPKEY 可能会在它达到那么高之前将其切断”。通常最好比较计划的最高成本,但即使是这个数字有时也可能会产生误导,正如该答案中的其他示例所示。

这意味着通常运行时间是唯一重要的事情。如果两个查询的 A-Time(实际时间)仅为 0.1 秒,那么您的工作可能已经完成。

执行计划差异

执行计划的差异是由多列索引的存储和访问方式造成的。有时扫描索引时,结果会自动存储,有时则不会。这就是为什么一个计划具有 COUNT STOPKEY 而另一个计划具有更昂贵的 SORT ORDER BY STOPKEY

为了演示此计划差异,请创建一个仅包含 2 列和 4 行的简单表和索引:

create table test1 as 
select 1 a, 10 b from dual union all
select 1 a, 30 b from dual union all
select 2 a, 20 b from dual union all
select 2 a, 40 b from dual;

create index test1_idx on test1(a, b);

begin
dbms_stats.gather_table_stats(user, 'TEST1');
end;
/

下面是索引存储方式的简化思路。数据首先按前导列排序存储,然后按尾随列排序。

               +----+
+------+Root+-------+
| +----+ |
| |
+-v-+ +-v-+
+--+A=1+--+ +--+A=2+--+
| +---+ | | +---+ |
| | | |
+-v--+ +--v-+ +-v--+ +--v-+
|B=10| |B=30| |B=20| |B=40|
+----+ +----+ +----+ +----+

如果查询仅访问前导列 A 中的一个值,那么它可以按顺序读取列 B 中的值,而无需任何额外的工作。 Oracle 会先读取 A block 之一,然后按顺序读取 B block ,甚至无需尝试。

请注意此查询如何具有 ORDER BY,但执行计划中没有 SORT

explain plan for select * from test1 where a = 1 and b > 0 order by b;
select * from table(dbms_xplan.display(format => 'basic'));

Plan hash value: 598212486

--------------------------------------
| Id | Operation | Name |
--------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | |
| 1 | INDEX RANGE SCAN| TEST1_IDX |
--------------------------------------

但是,如果查询访问前导列 A 中的多个值,则不一定会按顺序检索 B 中的结果。 Oracle 可以按顺序读取 A block ,但 B block 顺序仅适用于一个 A 值。

现在,执行计划中会显示一个额外的 SORT ORDER BY 操作。

explain plan for select * from test1 where a in (1,2) and b > 0 order by b;
select * from table(dbms_xplan.display(format => 'basic'));

Plan hash value: 704117715

----------------------------------------
| Id | Operation | Name |
----------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | |
| 1 | SORT ORDER BY | |
| 2 | INLIST ITERATOR | |
| 3 | INDEX RANGE SCAN| TEST1_IDX |
----------------------------------------

这就是为什么将 (value1, value2) 中的 column1 = value1 更改为 column1 可能会添加额外的 SORT 操作。

关于sql - Oracle top-n 查询排序性能,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/39135808/

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