存取Oracle當(dāng)中掃描數(shù)據(jù)的方法
Oracle 是一個面向Internet計算環(huán)境的數(shù)據(jù)庫。它是在數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域一直處于領(lǐng)先地位的甲骨文公司的產(chǎn)品。可以說Oracle關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是目前世界上流行的關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),本文將對oracle當(dāng)中掃描數(shù)據(jù)的存取方法進(jìn)行介紹。
1) 全表掃描(Full Table Scans, FTS)
為實(shí)現(xiàn)全表掃描,Oracle讀取表中所有的行,并檢查每一行是否滿足語句的WHERE限制條件一個多塊讀操作可以使一次I/O能讀取多塊數(shù)據(jù)塊(db_block_multiblock_read_count參數(shù)設(shè)定),而不是只讀取一個數(shù)據(jù)塊,這極大的減少了I/O總次數(shù),提高了系統(tǒng)的吞吐量,所以利用多塊讀的方法可以十分高效地實(shí)現(xiàn)全表掃描,而且只有在全表掃描的情況下才能使用多塊讀操作。在這種訪問模式下,每個數(shù)據(jù)塊只被讀一次。
使用FTS的前提條件:在較大的表上不建議使用全表掃描,除非取出數(shù)據(jù)的比較多,超過總量的5% -- 10%,或你想使用并行查詢功能時。
使用全表掃描的例子:
SQL> explain plan for select * from dual; Query Plan SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost= TABLE ACCESS FULL DUAL
2) 通過ROWID的表存取(Table Access by ROWID或rowid lookup)
行的ROWID指出了該行所在的數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)塊以及行在該塊中的位置,所以通過ROWID來存取數(shù)據(jù)可以快速定位到目標(biāo)數(shù)據(jù)上,是Oracle存取單行數(shù)據(jù)的最快方法。
這種存取方法不會用到多塊讀操作,一次I/O只能讀取一個數(shù)據(jù)塊。我們會經(jīng)常在執(zhí)行計劃中看到該存取方法,如通過索引查詢數(shù)據(jù)。
使用ROWID存取的方法:
SQL> explain plan for select * from dept where rowid = 'AAAAyGAADAAAAATAAF'; Query Plan SELECT STATEMENT [CHOOSE] Cost=1 TABLE ACCESS BY ROWID DEPT [ANALYZED]
3)索引掃描(Index Scan或index lookup)
我們先通過index查找到數(shù)據(jù)對應(yīng)的rowid值(對于非唯一索引可能返回多個rowid值),然后根據(jù)rowid直接從表中得到具體的數(shù)據(jù),這種查找方式稱為索引掃描或索引查找(index lookup)。一個rowid唯一的表示一行數(shù)據(jù),該行對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊是通過一次i/o得到的,在此情況下該次i/o只會讀取一個數(shù)據(jù)庫塊。
在索引中,除了存儲每個索引的值外,索引還存儲具有此值的行對應(yīng)的ROWID值。索引掃描可以由2步組成:(1) 掃描索引得到對應(yīng)的rowid值。 (2) 通過找到的rowid從表中讀出具體的數(shù)據(jù)。每步都是單獨(dú)的一次I/O,但是對于索引,由于經(jīng)常使用,絕大多數(shù)都已經(jīng)CACHE到內(nèi)存中,所以第1步的I/O經(jīng)常是邏輯I/O,即數(shù)據(jù)可以從內(nèi)存中得到。但是對于第2步來說,如果表比較大,則其數(shù)據(jù)不可能全在內(nèi)存中,所以其I/O很有可能是物理I/O,這是一個機(jī)械操作,相對邏輯I/O來說,是極其費(fèi)時間的。所以如果多大表進(jìn)行索引掃描,取出的數(shù)據(jù)如果大于總量的5% -- 10%,使用索引掃描會效率下降很多。如下列所示:
SQL> explain plan for select empno, ename from emp where empno=10; Query Plan SELECT STATEMENT [CHOOSE] Cost=1 TABLE ACCESS BY ROWID EMP [ANALYZED] INDEX UNIQUE SCAN EMP_I1
但是如果查詢的數(shù)據(jù)能全在索引中找到,就可以避免進(jìn)行第2步操作,避免了不必要的I/O,此時即使通過索引掃描取出的數(shù)據(jù)比較多,效率還是很高的
SQL> explain plan for select empno from emp where empno=10;-- 只查詢empno列值 Query Plan SELECT STATEMENT [CHOOSE] Cost=1 INDEX UNIQUE SCAN EMP_I1
進(jìn)一步講,如果sql語句中對索引列進(jìn)行排序,因為索引已經(jīng)預(yù)先排序好了,所以在執(zhí)行計劃中不需要再對索引列進(jìn)行排序
SQL> explain plan for select empno, ename from emp where empno > 7876 order by empno; Query Plan SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost=1 TABLE ACCESS BY ROWID EMP [ANALYZED] INDEX RANGE SCAN EMP_I1 [ANALYZED]
從這個例子中可以看到:因為索引是已經(jīng)排序了的,所以將按照索引的順序查詢出符合條件的行,因此避免了進(jìn)一步排序操作。
根據(jù)索引的類型與where限制條件的不同,有4種類型的索引掃描:
索引唯一掃描(index unique scan)
索引范圍掃描(index range scan)
索引全掃描(index full scan)
索引快速掃描(index fast full scan)
(1) 索引唯一掃描(index unique scan)
通過唯一索引查找一個數(shù)值經(jīng)常返回單個ROWID。如果存在UNIQUE 或PRIMARY KEY 約束(它保證了語句只存取單行)的話,Oracle經(jīng)常實(shí)現(xiàn)唯一性掃描。
使用唯一性約束的例子:
SQL> explain plan for select empno,ename from emp where empno=10; Query Plan SELECT STATEMENT [CHOOSE] Cost=1 TABLE ACCESS BY ROWID EMP [ANALYZED] INDEX UNIQUE SCAN EMP_I1
(2) 索引范圍掃描(index range scan)
使用一個索引存取多行數(shù)據(jù),在唯一索引上使用索引范圍掃描的典型情況下是在謂詞(where限制條件)中使用了范圍操作符(如>、<、<>、>=、<=、between)
使用索引范圍掃描的例子:
SQL> explain plan for select empno,ename from emp where empno > 7876 order by empno; Query Plan SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost=1 TABLE ACCESS BY ROWID EMP [ANALYZED] INDEX RANGE SCAN EMP_I1 [ANALYZED]
在非唯一索引上,謂詞col = 5可能返回多行數(shù)據(jù),所以在非唯一索引上都使用索引范圍掃描。
使用index rang scan的3種情況:
(a) 在唯一索引列上使用了range操作符(> < <> >= <= between)
(b) 在組合索引上,只使用部分列進(jìn)行查詢,導(dǎo)致查詢出多行
(c) 對非唯一索引列上進(jìn)行的任何查詢。
(3) 索引全掃描(index full scan)
與全表掃描對應(yīng),也有相應(yīng)的全索引掃描。而且此時查詢出的數(shù)據(jù)都必須從索引中可以直接得到。
全索引掃描的例子:
An Index full scan will not perform single block i/o's and so it may prove to be inefficient. e.g. Index BE_IX is a concatenated index on big_emp (empno, ename) SQL> explain plan for select empno, ename from big_emp order by empno,ename; Query Plan SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost=26 INDEX FULL SCAN BE_IX [ANALYZED]
(4) 索引快速掃描(index fast full scan)
掃描索引中的所有的數(shù)據(jù)塊,與 index full scan很類似,但是一個顯著的區(qū)別就是它不對查詢出的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序,即數(shù)據(jù)不是以排序順序被返回。在這種存取方法中,可以使用多塊讀功能,也可以使用并行讀入,以便獲得最大吞吐量與縮短執(zhí)行時間。
索引快速掃描的例子:
BE_IX索引是一個多列索引:
big_emp (empno,ename) SQL> explain plan for select empno,ename from big_emp; Query Plan SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost=1 INDEX FAST FULL SCAN BE_IX [ANALYZED]
只選擇多列索引的第2列:
SQL> explain plan for select ename from big_emp; Query Plan SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost=1 INDEX FAST FULL SCAN BE_IX [ANALYZED]
