Oracle查詢轉(zhuǎn)換初探-創(chuàng)新互聯(lián)

概述

Oracle查詢轉(zhuǎn)換器的作用是把原始sql重寫(xiě)為語(yǔ)義相同的語(yǔ)句，目的是為了獲得更高效的sql。
查詢轉(zhuǎn)換主要有四種技術(shù)：子查詢展開(kāi)，視圖合并，謂詞推入，星型轉(zhuǎn)換。
了解查詢轉(zhuǎn)換是掌握SQL優(yōu)化的基礎(chǔ)，本文將對(duì)這四種技術(shù)做一些簡(jiǎn)單的介紹。

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子查詢展開(kāi)

子查詢展開(kāi)是指優(yōu)化器不再把子查詢作為獨(dú)立的單元處理，而是轉(zhuǎn)換成等價(jià)的join方式。轉(zhuǎn)換有兩種方式：一是將子查詢的結(jié)果集作為視圖，與外層表或視圖做join；二是將子查詢中的表或視圖拆出來(lái)，與外層表或視圖做join。子查詢前包含以下條件可以被展開(kāi)：

·        any(= any和in等價(jià))

·        all(<> all和not in等價(jià))

·        exists

·        not exists

single row條件（where后面接=,<,>,<=,>=等條件）
子查詢展開(kāi)的例子：

最終轉(zhuǎn)換的語(yǔ)句：

可以看到子查詢中的dept表被拆出來(lái)，與外部查詢塊的emp表做inner join。可以這樣轉(zhuǎn)換的前提是dept表的deptno列是唯一鍵。如果deptno列不是唯一鍵，將做semi join（即所謂的半連接）：

如果不做子查詢展開(kāi)，就會(huì)走filter類(lèi)型的執(zhí)行計(jì)劃，并且子查詢放在最后一步執(zhí)行，作用是對(duì)emp全表掃描之后的結(jié)果集進(jìn)行過(guò)濾：

看一個(gè)子查詢結(jié)果集作為內(nèi)聯(lián)視圖與外層查詢塊做join的例子：

執(zhí)行計(jì)劃仍然走了hash join semi，要使得轉(zhuǎn)換是等價(jià)的，必須先完成子查詢中departments和locations的join，結(jié)果集作為內(nèi)聯(lián)視圖VM_NSO_1，與外層查詢塊的結(jié)果集做join。

下面的執(zhí)行計(jì)劃中，子查詢的結(jié)果被作為nest loop的驅(qū)動(dòng)表，為保證結(jié)果集正確，需要對(duì)子查詢做hash unique去重。

如果滿足（不限于）下面的條件，子查詢展開(kāi)可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)換不等價(jià)，因此將不作展開(kāi)：

·        where后面的連接符為=all或者<> any

·        exists后面的子查詢中帶有rownum

·        exists后面的子查詢中帶有having子句，cube子句或者rollup子句

例如下面的例子：

視圖合并

視圖合并是指對(duì)包含視圖的查詢做出轉(zhuǎn)換，使查詢只包含基表。視圖合并提供了更多的訪問(wèn)路徑和join的可能性。也就是說(shuō)，不做視圖合并的執(zhí)行計(jì)劃包含在做了視圖合并的執(zhí)行計(jì)劃中。下面的例子可以幫助理解這句話：

如果不做視圖合并，執(zhí)行計(jì)劃如下：

可以看到不對(duì)emp100做視圖合并，執(zhí)行計(jì)劃中出現(xiàn)view字樣,name列對(duì)應(yīng)的就是視圖名emp100。
第二個(gè)執(zhí)行計(jì)劃除了多了view的一行，訪問(wèn)路徑和成本是和第一個(gè)相同的。
如果視圖定義中包含下列內(nèi)容，將不能做視圖合并：

·        集合操作符(UNION,UNION ALL,INTERSECT,MINUS)

·        connect by子句

·        rownum偽列
做這些限制是為了防止視圖合并之后得到錯(cuò)誤的結(jié)果集。
不能視圖合并的例子：

復(fù)雜視圖合并

復(fù)雜視圖合并技術(shù)允許對(duì)包含gourp by或者distinct的視圖做展開(kāi)。

_COMPLEX_VIEW_MERGING參數(shù)控制是否激活復(fù)雜視圖合并，在9i之后默認(rèn)為true，同時(shí)受OPTIMIZER_FEATURES_ENABLE參數(shù)控制：

外連接視圖合并

使用了外連接的sql中，視圖合并需要滿足下列條件之一：

·        視圖為外連接的驅(qū)動(dòng)表

·        視圖的定義只包含單表
下例中視圖v1包含兩張基表，在做外連接的驅(qū)動(dòng)表時(shí)發(fā)生視圖合并，做被驅(qū)動(dòng)表則沒(méi)有。

謂詞推入

優(yōu)化器在處理不能合并的視圖時(shí)，可以選擇將外部查詢的謂詞推入該視圖的查詢塊，或者將視圖中的謂詞拉出到主查詢。這樣更早的處理視圖的結(jié)果集，有可能會(huì)減小后續(xù)步驟操作所需的成本。
謂詞推入到視圖內(nèi)部的例子：

注意到執(zhí)行計(jì)劃中條件EMPLOYEE_ID<205被推入到視圖內(nèi)部，將兩張基表各過(guò)濾一次，然后對(duì)結(jié)果集做union。
兩表關(guān)聯(lián)時(shí)，連接條件也可以做推入，先來(lái)看不做謂詞推入的執(zhí)行計(jì)劃：

執(zhí)行計(jì)劃中emp13作為驅(qū)動(dòng)表與departments表做nest loop，我們使用hint強(qiáng)制發(fā)生謂詞推入：

可以看到執(zhí)行計(jì)劃中出現(xiàn)PUSHED PREDICATE字樣，條件e.department_id=d.department_id被轉(zhuǎn)換成等值條件對(duì)employees表做過(guò)濾。join的謂詞推入往往產(chǎn)生nest loop的執(zhí)行計(jì)劃（驅(qū)動(dòng)表的每一行驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)表，來(lái)做謂詞的過(guò)濾）。如果是大數(shù)據(jù)集的sql，可以使用hint no_push_pred或者設(shè)置參數(shù)_push_join_predicate為false禁止謂詞推入。

星型轉(zhuǎn)換

星型轉(zhuǎn)換為提高星型查詢的效率發(fā)生，在原有條件基礎(chǔ)上會(huì)產(chǎn)生新的子查詢對(duì)事實(shí)表做過(guò)濾，然后通過(guò)對(duì)事實(shí)表相應(yīng)連接列的位圖索引做位圖操作，達(dá)到過(guò)濾事實(shí)表結(jié)果集的目的。
是否開(kāi)啟星型轉(zhuǎn)換受參數(shù)star_transformation_enabled控制，可以設(shè)置為：
true：優(yōu)化器將考慮基于成本的星型查詢轉(zhuǎn)換；
false：禁止星型轉(zhuǎn)換；
temp_disable：優(yōu)化器將考慮基于成本的星型查詢轉(zhuǎn)換，但是轉(zhuǎn)換中不會(huì)使用臨時(shí)表。
首先看一下星型轉(zhuǎn)換的例子：

注意到執(zhí)行計(jì)劃首先對(duì)各個(gè)維度表過(guò)濾出結(jié)果集，然后訪問(wèn)sales表連接列上的索引，做bitmap and操作之后，回表訪問(wèn)數(shù)據(jù)。事實(shí)上整個(gè)過(guò)程類(lèi)似于將查詢轉(zhuǎn)換為如下等價(jià)sql：

下面看一下star_transformation_enabled參數(shù)設(shè)置為true的結(jié)果：

注意到執(zhí)行計(jì)劃中先對(duì)customers根據(jù)過(guò)濾條件cu.country_id =52789得到臨時(shí)表SYS_TEMP_0FD9D6601_11F1D1，后續(xù)步驟中每次需要訪問(wèn)customers表時(shí)則由臨時(shí)表來(lái)替換，這也是為了總共減少所訪問(wèn)的數(shù)據(jù)量所考慮。
星型轉(zhuǎn)換同樣有一些限制條件，本文暫不討論。

以上是對(duì)四類(lèi)查詢轉(zhuǎn)換概念性的描述，對(duì)于具體的應(yīng)用場(chǎng)景中的SQL要具體分析如何利用這些技術(shù)。查詢轉(zhuǎn)換還有諸如子查詢合并，連接因式分解，表擴(kuò)展，表裁剪，物化視圖重寫(xiě)等技術(shù)。有機(jī)會(huì)將再寫(xiě)文章介紹，或者有興趣的同學(xué)自行研究。

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當(dāng)前名稱：Oracle查詢轉(zhuǎn)換初探-創(chuàng)新互聯(lián)
新聞來(lái)源：http://muchs.cn/article46/dspohg.html

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