解釋計(jì)劃是猶如烹飪的藝術(shù)，旨在優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)查詢。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)根據(jù)自身的運(yùn)行方式“解釋”SQL查詢，執(zhí)行計(jì)劃展現(xiàn)了這一過程。通過審閱這些計(jì)劃，我們能夠了解優(yōu)化器的選擇，并通過修改來提升數(shù)據(jù)檢索速度。

查詢優(yōu)化類似于制作完美食譜的藝術(shù)——它需要深入了解原料（數(shù)據(jù)）、廚房（數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)）和使用的技術(shù)（查詢優(yōu)化器）。每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)都有自己的處理和運(yùn)行 SQL 查詢的方式，“解釋”計(jì)劃向我們展示了這一切是如何運(yùn)作的。通過查看這些計(jì)劃，我們可以了解優(yōu)化器做出的選擇，并做出改進(jìn)以加快數(shù)據(jù)檢索速度。

在Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中，優(yōu)化器以其穩(wěn)健性和復(fù)雜性而聞名，通常被描述為基于成本和基于規(guī)則的策略的組合。

在本文中，我們將探討每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)如何生成和利用“解釋”計(jì)劃，并強(qiáng)調(diào)其方法的優(yōu)勢(shì)和潛在缺陷。無論您是數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)人員、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員還是數(shù)據(jù)分析師，了解這些機(jī)制都將使您能夠有效地優(yōu)化查詢，確保更快、更可靠的數(shù)據(jù)檢索。

解釋計(jì)劃在查詢優(yōu)化中的重要性

解釋計(jì)劃對(duì)于使選擇查詢更快、更高效非常有用。從中獲取見解和解釋也有助于優(yōu)化查詢速度和資源使用率。 

這就是為什么它們?nèi)绱酥匾?/p>

• 性能洞察： 解釋計(jì)劃顯示查詢運(yùn)行的路徑。這告訴我們哪些部分真的很慢以及哪些部分需要改進(jìn)。
• 成本分析：解釋計(jì)劃中的每個(gè)操作都有相應(yīng)的成本；此成本是一個(gè)估算值，它用作查詢執(zhí)行的各種方式之間的相對(duì)指標(biāo)。查詢成本越低，查詢性能越快。
• 索引利用率： 解釋計(jì)劃告訴我們索引是否正在使用以及如何使用。正確使用索引可能會(huì)使查詢的處理非?？臁?/li>
• 連接策略：解釋計(jì)劃顯示如何跨表連接涉及多個(gè)表的查詢。了解這一點(diǎn)有助于優(yōu)化表之間的關(guān)系。
• 故障排除：當(dāng)查詢速度慢時(shí)，解釋計(jì)劃對(duì)于了解原因非常重要。事實(shí)上，它們可以準(zhǔn)確地顯示問題所在，使修復(fù)變得更容易。
• 優(yōu)化技術(shù)：在解釋計(jì)劃中，我們學(xué)習(xí)不同的查詢優(yōu)化技術(shù)，這些技術(shù)有時(shí)需要重寫、數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)更改甚至配置更改。

定義和目的

基本上，執(zhí)行計(jì)劃是數(shù)據(jù)庫(kù)引擎如何執(zhí)行查詢的分步說明。它概述了操作順序、將要使用的索引以及連接表的方法。由于生成解釋計(jì)劃可能是一個(gè)資源密集型過程，因此了解其重要性至關(guān)重要。

解釋計(jì)劃的主要目的是讓您深入了解查詢的性能。通過分析解釋計(jì)劃，您可以了解數(shù)據(jù)庫(kù)在哪些地方可以高效運(yùn)行，或者在哪些地方可能遇到性能瓶頸。這種了解讓您能夠識(shí)別和解決潛在問題，從而幫助優(yōu)化查詢以獲得更好的性能。

關(guān)鍵概念和術(shù)語(yǔ)

• 執(zhí)行計(jì)劃（訪問路徑）：數(shù)據(jù)庫(kù)執(zhí)行查詢所遵循的路徑。 
• 成本：執(zhí)行查詢所需資源（如 CPU 和 I/O）的估計(jì)值。 
• 操作： 特定的數(shù)據(jù)庫(kù)操作，例如從表中讀取或執(zhí)行索引掃描。
• 行數(shù)：每個(gè)操作將處理的預(yù)計(jì)行數(shù)。
• 過濾器：行必須滿足的條件才能進(jìn)入查詢處理的下一步。 
• 連接方法：使用的連接類型，例如嵌套循環(huán)或哈希連接。
• 字節(jié)：提供執(zhí)行計(jì)劃中每個(gè)操作將處理的數(shù)據(jù)量（以字節(jié)為單位）的估計(jì)值。
• 例如圖： 查詢的解釋計(jì)劃輸出示例：DB – Oracle：工具 – PLSQL Developer

總之，降低查詢成本通常意味著執(zhí)行時(shí)間更快，因?yàn)橘Y源消耗減少，查詢處理更高效。同樣，更高的選擇性可以提高索引的使用效率并減少處理的行數(shù)，從而提高查詢性能。 

在 Oracle 中生成解釋計(jì)劃

使用EXPLAIN PLAN

Oracle 中的語(yǔ)句EXPLAIN PLAN為查詢創(chuàng)建執(zhí)行計(jì)劃。

EXPLAIN PLAN FOR SELECT * FROM雇員;

這將創(chuàng)建一個(gè)可以查詢的計(jì)劃，用于DBMS_XPLAN.DISPLAY提供完整的視圖。

使用DBMS_XPLAN.DISPLAY

上述查詢創(chuàng)建了一個(gè)可以查詢的解釋計(jì)劃，用于DBMS_XPLAN.DISPLAY提供完整的視圖。 

SELECT * FROM TABLE(DBMS_XPLAN.DISPLAY);

使用 Oracle SQL Developer 工具

您還可以使用快捷方式使用 SQL Developer 生成解釋計(jì)劃 – 按 F10。

實(shí)例

我們來看一下客戶訂單查詢。

設(shè)想

由于缺少索引和連接方法不夠理想，連接訂單和客戶兩個(gè)表的查詢運(yùn)行緩慢。我們將通過添加索引和重寫連接來優(yōu)化查詢。

識(shí)別慢查詢

SELECT o.order_id, c.full_name

FROM orders o JOIN customers c

ON o.customer_id = c.customer_id

WHERE o.order_status = ‘COMPLETE’;

逐步解讀計(jì)劃

讓我們從查詢的解釋計(jì)劃開始。

問題

該查詢執(zhí)行全表掃描并使用哈希連接，導(dǎo)致性能緩慢。

解決方案

當(dāng)您在查詢中發(fā)現(xiàn)全表掃描時(shí)，請(qǐng)考慮將其替換為索引掃描。首先，檢查是否已存在必要的索引；如果不存在，請(qǐng)?jiān)赪HERE子句、JOIN條件和ORDER BY子句中使用的列上創(chuàng)建新的索引。

讓我們首先嘗試在連接條件（即連接和 where 子句的一部分的列）上創(chuàng)建索引。 

CREATE INDEX customers_idx0 ON customers (customer_id, full_name);

CREATE INDEX orders_idx1 ON orders (customer_id, order_id, order_status);

創(chuàng)建索引后收集表統(tǒng)計(jì)信息對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化器在查詢執(zhí)行計(jì)劃上做出明智的決策至關(guān)重要。讓我們收集表統(tǒng)計(jì)信息。

EXEC DBMS_STATS.gather_table_stats(SYS, ‘CUSTOMERS’);

EXEC DBMS_STATS.gather_table_stats(SYS, ORDERS);

現(xiàn)在我們重新檢查一下添加這些索引后的執(zhí)行計(jì)劃。

成本從 8 降低到 6，這意味著通過使用索引快速全掃描和范圍掃描替換全表掃描，成本提高了 25%。

通用優(yōu)化策略

索引

創(chuàng)建索引通常會(huì)使查詢運(yùn)行得更快，因?yàn)檫@樣可以避免數(shù)據(jù)掃描。正確的索引將使許多查詢只需查找正確的行即可運(yùn)行。

查詢重寫

有時(shí)，可以通過重寫查詢來提高查詢性能，從而使其更加有效。通常，可以重寫涉及復(fù)雜連接或有時(shí)子查詢的查詢，以獲得更高效的執(zhí)行計(jì)劃。

執(zhí)行計(jì)劃緩存

然后它會(huì)緩存該計(jì)劃以供重新執(zhí)行，從而避免每次創(chuàng)建執(zhí)行計(jì)劃的開銷。特別是，這允許許多查詢使用以前計(jì)算的計(jì)劃。

最佳實(shí)踐

索引策略

• 識(shí)別并創(chuàng)建索引： 識(shí)別運(yùn)行緩慢的查詢。創(chuàng)建適當(dāng)?shù)乃饕约涌鞌?shù)據(jù)檢索速度。對(duì)于基于多列進(jìn)行過濾的查詢，請(qǐng)考慮使用復(fù)合索引來提高性能。
• 避免過度索引：過多的索引會(huì)降低性能，尤其是 DML。定期檢查并刪除未使用或多余的索引。

查詢?cè)O(shè)計(jì)

• 簡(jiǎn)化查詢：  盡可能將復(fù)雜的查詢分解為更簡(jiǎn)單的部分。使用子查詢和臨時(shí)表來管理中間結(jié)果。
• 避免SELECT *： 在語(yǔ)句中明確指定所需的列，SELECT以減少數(shù)據(jù)檢索負(fù)載。
• 適當(dāng)使用連接： 選擇INNER JOINs 來匹配行，并且OUTER JOIN僅在必要時(shí)使用 s。確保連接條件基于索引列。

執(zhí)行計(jì)劃分析

• 定期檢查執(zhí)行計(jì)劃：使用EXPLAIN命令（或等效工具）分析和理解查詢執(zhí)行計(jì)劃。識(shí)別瓶頸和低效率。
• 查找全表掃描： 通過添加索引或重組查詢來識(shí)別并優(yōu)化導(dǎo)致全表掃描的查詢。
• 監(jiān)控成本和基數(shù)：關(guān)注執(zhí)行計(jì)劃中的預(yù)估成本和基數(shù)，以確保高效的查詢路徑。

 明智地使用查詢提示

• 指導(dǎo)優(yōu)化器： 當(dāng)您對(duì)數(shù)據(jù)和工作負(fù)載模式有更好的了解時(shí)，使用查詢提示來影響優(yōu)化器的選擇。定期測(cè)試和驗(yàn)證提示對(duì)查詢性能的影響，因?yàn)槿绻麛?shù)據(jù)或工作負(fù)載發(fā)生變化，它們可能會(huì)導(dǎo)致次優(yōu)計(jì)劃。

結(jié)論

理解和利用解釋計(jì)劃對(duì)于優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)查詢非常重要。通過掌握本文介紹的技巧和技術(shù)，數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)人員和管理員都可以大大提高查詢性能。這反過來會(huì)提高數(shù)據(jù)庫(kù)的整體效率，從而縮短響應(yīng)時(shí)間并提高數(shù)據(jù)庫(kù)管理效率。通過關(guān)注解釋計(jì)劃，您可以輕松識(shí)別和解決潛在的性能瓶頸，確保您的數(shù)據(jù)庫(kù)以最佳狀態(tài)運(yùn)行。

例如，假設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)人員/管理員在處理某些關(guān)鍵報(bào)告時(shí)遇到性能問題。他們可以輕松識(shí)別執(zhí)行計(jì)劃中成本高昂的全表掃描，并將其替換為索引搜索。結(jié)果，查詢執(zhí)行時(shí)間從幾個(gè)小時(shí)縮短到幾分鐘。這不僅提高了系統(tǒng)的響應(yīng)能力，還釋放了資源用于其他任務(wù)，展示了利用執(zhí)行計(jì)劃的實(shí)際好處。

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