当我在做培训时,在解释绑定变量的好处时,大家都比较容易理解。但是,对于并不是任何时候绑定变量都是最优的。这一点很多人不是和理解。下面就讨论一下在什么时候会出现绑定变量会使性能变差。
当我在做培训时,在解释绑定变量的好处时,大家都比较容易理解。但是,对于并不是任何时候绑定变量都是最优的。这一点很多人不是和理解。下面就讨论一下在什么时候会出现绑定变量会使性能变差。
扫描成本和optimizer_index_cost_adj
我们知道,在cbo模式下,oracle会计算各个访问路径的代价,采用最小代价的访问路径作为语句的执行计划。而对于索引的访问代价的计算,需要根据一个系统参数optimizer_index_cost_adj来转换为与全表扫描代价等价的一个值。这是什么意思呢?我们先稍微解释一下这个参数:optimizer_index_cost_adj。它的值是一个百分比,默认是100,取值范围是1~10000。当估算索引扫描代价时,会将索引的原始代价值乘以这个百分比,将换算后的值作为与全表扫描代价比较的值。也就是说,当这个值为100时,计算出的索引扫描代价就是它的原始代价:
cost_com = cost_org * optimizer_index_cost_adj/100 |
看以下例子:
sql> create table t_peeking (a number, b char(1), c char(2000)); table created. sql> sql> create index t_peeking_idx1 on t_peeking(b); index created. sql> begin 2 for i in 1..1000 loop 3 insert into t_peeking values (i, 'a', i); 4 end loop; 5 6 insert into t_peeking values (1001, 'b', 1001); 7 insert into t_peeking values (1002, 'b', 1002); 8 insert into t_peeking values (1003, 'c', 1003); 9 10 commit; 11 end; 12 / pl/sql procedure successfully completed. |
注意,我们给索引字段b插入的值中只有3个distinct值,记录数是1003,它的集的势很高(1003/3)=334。
sql> sql> analyze table t_peeking compute statistics for table for all indexes for all indexed columns; table analyzed. sql> |
我们看下索引扫描的代价是多少:
sql> show parameter optimizer_index_cost_adj name type value ------------------------------------ ----------- ------ optimizer_index_cost_adj integer 100 sql> delete from plan_table; 0 rows deleted. sql> sql> explain plan for select /*+index(a t_peeking_idx1)*/ * from t_peeking a where b = :v; explained. sql> select lpad(' ', 2*(level-1))||operation||' '||options||' '|| 2 object_name||' '||decode(id, 0, 'cost='||position) "query 3 plan_table" 4 from plan_table 5 start with id = 0 6 connect by prior id = parent_id 7 ; query plan_table ----------------------------------------------------- select statement cost=113 table access by index rowid t_peeking index range scan t_peeking_idx1 sql> |
再看全表扫描的代价是多少:
sql> delete from plan_table; 3 rows deleted. sql> sql> explain plan for select /*+full(a)*/ * from t_peeking a where b = :v; explained. sql> sql> select lpad(' ', 2*(level-1))||operation||' '||options||' '|| 2 object_name||' '||decode(id, 0, 'cost='||position) "query 3 plan_table" 4 from plan_table 5 start with id = 0 6 connect by prior id = parent_id 7 ; query plan_table ---------------------------------------------------- select statement cost=75 table access full t_peeking sql> |
这时,我们可以计算得出让优化器使用索引(无提示强制)的optimizer_index_cost_adj值应该< round(cost_fts/cost_idx*100) = round(75/113*100) = 66,而大于66则会使用全表扫描:
sql> alter system set optimizer_index_cost_adj=67; system altered. sql> sql> delete from plan_table; 2 rows deleted. sql> sql> explain plan for select * from t_peeking a where b = :v; explained. sql> sql> select lpad(' ', 2*(level-1))||operation||' '||options||' '|| 2 object_name||' '||decode(id, 0, 'cost='||position) "query 3 plan_table" 4 from plan_table 5 start with id = 0 6 connect by prior id = parent_id; query plan_table ----------------------------------------------------------------- select statement cost=75 table access full t_peeking sql> sql> sql> alter system set optimizer_index_cost_adj=66; system altered. sql> sql> delete from plan_table; 2 rows deleted. sql> sql> explain plan for select * from t_peeking a where b = :v; explained. sql> sql> select lpad(' ', 2*(level-1))||operation||' '||options||' '|| 2 object_name||' '||decode(id, 0, 'cost='||position) "query 3 plan_table" 4 from plan_table 5 start with id = 0 6 connect by prior id = parent_id; query plan_table --------------------------------------------------------- select statement cost=75 table access by index rowid t_peeking index range scan t_peeking_idx1 |
可以看出,在使用绑定变量时,参数optimizer_index_cost_adj对于是否选择索引会有重要的影响。这里我们暂且不讨论索引扫描的原始成本是如何计算得出的。但是有一点很重要,在使用绑定变量时,计算出的成本是平均成本。在我们上面的例子中,字段b的值只有3个:"a"、"b"、"c",其中a最多,1003行中有1000行。因此,在索引上扫描值为a记录的成本为1000/1003 * 索引全扫描成本 ≈索引全扫描成本,我们看下它的成本是多少:
sql> alter system set optimizer_index_cost_adj=100; system altered. sql> sql> delete from plan_table; 2 rows deleted. sql> sql> explain plan for select /*+index(a t_peeking_idx1)*/* from t_peeking a where b = 'a'; explained. sql> sql> select lpad(' ', 2*(level-1))||operation||' '||options||' '|| 2 object_name||' '||decode(id, 0, 'cost='||position) "query 3 plan_table" 4 from plan_table 5 start with id = 0 6 connect by prior id = parent_id; query plan_table -------------------------------------------------------------- select statement cost=336 table access by index rowid t_peeking index range scan t_peeking_idx1 |
可以看到,它的成本是336。因此索引的平均成本是(336 * 1003/1000) / 3 ≈ 113,也就是使用绑定变量使的成本。而扫描其它两个值"b"和"a"时代价就非常小。
sql> alter system set optimizer_index_cost_adj=100; system altered. sql> sql> delete from plan_table; 3 rows deleted. sql> sql> explain plan for select /*+index(a t_peeking_idx1)*/* from t_peeking a where b = 'b'; explained. sql> sql> select lpad(' ', 2*(level-1))||operation||' '||options||' '|| 2 object_name||' '||decode(id, 0, 'cost='||position) "query 3 plan_table" 4 from plan_table 5 start with id = 0 6 connect by prior id = parent_id; query plan_table --------------------------------------------------------------- select statement cost=2 table access by index rowid t_peeking index range scan t_peeking_idx1 |
因为计算的成本是平均成本(相对实际扫描某个值的成本,平均成本更接近全表扫描成本),因此在创建查询计划时,使用绑定变量将更加容易受到参数optimizer_index_cost_adj影响,特别是上面的这种情况(即索引字段的集的势非常高时)下,平均代价与实际扫描某个值代价相差非常远。这种情况下,optimizer_index_cost_adj对不使用绑定变量查询影响就非常小(因为索引代价不是比全表扫描成本大很多就是小很多),不管扫描哪个值,不使用绑定变量将更加容易选择到合理的查询计划。
绑定变量窥视
在了解了参数optimizer_index_cost_adj的作用后。再了解一个对查询计划,特别是使用绑定变量时会产生重大影响的特性:绑定变量窥视(bind variables peeking)。
绑定变量窥视是9i以后的一个新特性。它使cbo优化器在计算访问代价时,将绑定变量传入的值考虑进去,从而计算出更合理的成本(否则,将会计算平均成本)。看下面例子:
sql> conn sys/sys as sysdba connected. sql> sql> alter system set optimizer_index_cost_adj=60; system altered. sql> analyze table t_peeking compute statistics for table for all indexes for all indexed columns; table analyzed. sql> sql> set autot trace sql> sql> alter session set sql_trace = true; session altered. sql> sql> var v char(1) sql> sql> exec :v := 'a'; pl/sql procedure successfully completed. sql> sql> select * from t_peeking a where b = :v; 1000 rows selected. sql> sql> alter session set sql_trace = false; session altered. |
用tkprof处理生成的trace文件。因为在存在绑定变量窥视时,autotrace或者explain plan可能不会显示正确的查询计划,需要tkprof来处理sql trace。
tkprof fuyuncat_ora_5352.trc aaa.txt |
此时optimizer_index_cost_adj是60,根据上面的结论,似乎查询计划应该选择扫描索引。但是,这里给绑定变量赋了值"a",这时,优化器会“窥视”到这个值,并且在计算扫描成本时按照这个值的成本来计算。因此,得出的查询计划是全表扫描,而不是扫描索引,靠tkprof分析的结果:
select * from t_peeking a where b = :v call count cpu elapsed disk query current rows ------- ------ -------- ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- parse 1 0.00 0.00 0 0 0 0 execute 1 0.00 0.00 0 0 0 0 fetch 68 0.01 0.07 0 406 0 1000 ------- ------ -------- ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- total 70 0.01 0.08 0 406 0 1000 misses in library cache during parse: 1 optimizer mode: choose parsing user id: sys rows row source operation ------- --------------------------------------------------- 1000 table access full t_peeking (cr=406 pr=0 pw=0 time=5052 us) |
但是,绑定变量窥视对一条语句只会使用一次。就是说,在第一次解析语句时,将绑定变量值考虑进去计算成本生成查询计划。以后在执行该语句时都采用这个查询计划,而不再考虑以后绑定变量的值是什么了。
sql> conn sys/sys as sysdba connected. sql> sql> sql> set autot trace sql> sql> alter session set sql_trace = true; session altered. sql> sql> var v char(1) sql> sql> exec :v := 'b'; pl/sql procedure successfully completed. sql> sql> select * from t_peeking a where b = :v; 1000 rows selected. sql> sql> alter session set sql_trace = false; session altered. |
再用tkprof分析生成的trace文件,看到尽管这里的值是"b",选择索引扫描会更优,但分析结果中查询计划还是使用全表扫描:
select * from t_peeking a where b = :v call count cpu elapsed disk query current rows ------- ------ -------- ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- parse 1 0.00 0.00 0 0 0 0 execute 1 0.00 0.00 0 0 0 0 fetch 2 0.00 0.00 0 340 0 2 ------- ------ -------- ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- total 4 0.00 0.00 0 340 0 2 misses in library cache during parse: 0 optimizer mode: choose parsing user id: sys rows row source operation ------- --------------------------------------------------- 2 table access full t_peeking (cr=340 pr=0 pw=0 time=1005 us) |
因此,这种情况下使用绑定变量也会导致无法选择最优的查询计划。
综上所述,我们可以得出一个结论:在对建有索引的字段(包括字段集),且字段(集)的集的势非常大时,使用绑定变量可能会导致查询计划错误,因而会使查询效率非常低。
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