在 Oracle 数据库中，SQL 性能分析是一项非常重要的任务。通过性能分析，我们可以了解 SQL 语句的执行情况，从而优化其性能。常用的方法包括使用 EXPLAIN PLAN、自动工作负载库 (AWR)、SQL Trace 等工具。EXPLAIN PLAN 是最常用的工具之一，它生成 SQL 语句的执行计划并提供重要的执行指标。
1. EXPLAIN PLAN 简介
EXPLAIN PLAN 命令用于显示 SQL 语句的执行计划，即 Oracle 如何执行该查询。通过分析执行计划中的步骤，可以了解 Oracle 执行查询时使用的索引、表扫描方式、连接顺序等，从而找到优化 SQL 的潜在方法。
基本语法
1 | EXPLAIN PLAN FOR SQL语句; |
执行后，可以通过查询 PLAN_TABLE 来查看执行计划：
1 | SELECT * FROM TABLE(DBMS_XPLAN.DISPLAY); |
使用实例
查询语句：
1 | SELECT * FROM TABLE(DBMS_XPLAN.DISPLAY); |
可以用 EXPLAIN PLAN 来查看该语句的执行计划：
1 2 3 | EXPLAIN PLAN FORSELECT emp_name, job_title FROM employees WHERE dept_id = 10;SELECT * FROM TABLE(DBMS_XPLAN.DISPLAY); |
2. EXPLAIN PLAN 输出解释
EXPLAIN PLAN 的输出通常包含以下字段：
- Operation：表示 Oracle 执行查询时使用的操作类型（如表扫描、索引扫描、连接操作）。
- Options：显示特定操作的选项（如表扫描是全表扫描还是索引扫描）。
- Object Name：表示查询操作所涉及的对象（如表或索引）。
- Cost：表示 Oracle 估算的该操作的相对成本，值越大表示该操作的成本越高。
- Cardinality：估算的行数，表示该操作处理的行数。
- Bytes：估算的字节数，表示该操作处理的字节数。
- Time：Oracle 估计的完成该操作所需的时间。
- Predicate Information：显示查询条件和过滤谓词，帮助理解优化器如何应用 WHERE 子句。
输出
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| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
———————————————————————————–
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 15 | 2 (0)| 00:00:01 |
| 1 | TABLE ACCESS FULL | EMPLOYEES | 1 | 15 | 2 (0)| 00:00:01 |
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3. 关键性能指标
1. Cost（成本）
-
Cost是 Oracle 优化器估算的执行计划相对成本，是一个权重值，不直接表示实际执行时间，但可以作为不同执行计划之间的相对比较指标。 -
Cost值越低，表示 Oracle 认为这个计划更有效率。 - 影响成本的因素包括 CPU 使用、磁盘 I/O 以及内存使用情况。
2. Cardinality（基数）
-
Cardinality表示某个操作返回的估计行数。Oracle 通过统计数据和谓词条件来估算基数。 - 如果基数估算不准确，可能会导致不合理的执行计划。例如，Oracle 可能会选择全表扫描而不是索引扫描。
3. Rows（返回行数）
-
Rows列表示 Oracle 预估某个操作会返回的行数。 - 它与
Cardinality类似，用于估算操作的行数。该估算值直接影响到 Oracle 选择的执行路径。通常需要尽量使返回的行数尽可能接近实际值。
4. Time（执行时间）
-
Time列表示 Oracle 估计的某个操作所需的时间，通常以HH:MM:SS的格式显示。 - 它是基于系统统计信息计算的，主要考虑 CPU 和 I/O 的开销。
5. Operation（操作类型）
-
Operation列描述了查询中的操作步骤，常见操作类型包括：-
TABLE ACCESS FULL：全表扫描，通常在表上没有合适索引时执行。 -
INDEX RANGE SCAN：索引范围扫描，针对范围查询或部分匹配的索引使用。 -
NESTED LOOPS：嵌套循环连接，通常用于小表和大表的连接操作。 -
HASH JOIN：哈希连接，适用于大数据量的表连接操作。
-
6. Predicate Information（谓词信息）
- 谓词信息展示了 Oracle 优化器在执行过程中使用的过滤条件。
- 了解谓词信息可以帮助理解哪些条件得到了应用，以及这些条件是如何影响执行计划的。
4. 如何使用执行计划优化 SQL 性能
1. 关注高成本操作
- 对于高成本操作（如
TABLE ACCESS FULL或SORT操作），需要考虑是否可以通过添加索引、优化 SQL 语句来降低成本。
2. 检查索引使用
- 如果查询包含过滤条件，但执行计划中没有显示索引使用（如
INDEX RANGE SCAN），则需要考虑创建合适的索引以提高查询性能。
3. 避免全表扫描
- 如果执行计划显示全表扫描（
TABLE ACCESS FULL），而且查询的数据量较大，可以考虑通过创建索引或优化 WHERE 子句来避免全表扫描。
4. 检查连接策略
- 对于复杂的多表连接，Oracle 可能会使用
NESTED LOOPS或HASH JOIN。如果连接的行数较多且性能较差，可以尝试使用提示（Hint）强制 Oracle 使用不同的连接方法。
5. 常见的 SQL 优化建议
1. 使用合适的索引
- 在 WHERE 子句中频繁使用的列上创建索引。
- 确保索引使用了与查询条件匹配的数据类型。
2. 避免不必要的排序
- 避免
ORDER BY和GROUP BY操作，如果没有必要，不要在查询中使用它们。
3. 简化查询条件
- 合理使用子查询、连接和谓词，尽量减少复杂度，避免冗余的计算。
4. 使用批量操作
- 对于需要大量插入、更新或删除的操作，尽量使用批量操作，而不是逐行处理。
总结
通过 EXPLAIN PLAN，可以清晰地看到 Oracle 执行 SQL 语句的每一步细节。关键性能指标如 Cost、Cardinality、Rows 等为优化 SQL 提供了重要参考。优化 SQL 语句时，应该关注索引的使用、全表扫描的避免以及合适的连接方式，从而提高查询效率。
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