SQL优化技巧

2022-08-04 14:26:32

系统优化中很重要的方面是SQL语句的优化，对于海量数据，优质的SQL能够有效的提高系统的可用性。

总结的有点罗嗦，列个简单的目录啦~

目录

 

第一部分 知识准备                            第二部分 常用sql用法和注意事项                                第三部分  sql优化总结

　　　　1.  sql执行过程　　　　　　　　　　　 1. exists 和 in                                                       1. 优化一般原则

　　　　2.  sql 共享　　　　　　　　　　　　　2. union 和 union all                                               2. 具体注意事项

　　　　3.  绑定变量                      　　　　 3. with as

　　　　4.  数据表访问方式　　　　　　　　　  4. order by

　　　　5.  sql 执行顺序　　　　　　　　　　　5. group by

　　　　6.  索引使用　　　　　　　　　　　　　6. where 和 having

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  7. case when 和 decode

知识准备

 

1. sql执行过程

1）执行过程

　　当一个oracle实例接收到一条sql后，执行过程如下：

SQL优化技巧

　　1） create  a cursor  创建游标

　　2） parse the statement 分析语句

　　3)  describe results of a query 描述查询的结果集

　　4）define output of a query 定义查询的输出数据

　　5）bind any variables 绑定变量

　　6）parallelize the statement 并行执行语句

　　7）run the statement 运行语句

　　8）fetch rows of a query 取查询结果

　　9）close the cursor 关闭游标

 

2.SQL 共享

　　1. 为不重复解析相同的SQL语句，oracle 将执行过的SQL语句存放在内存的共享池（shared buffer pool）中，可以被所有数据库用户共享

　　2. 当执行一个SQL语句时，如果它和之前执行过的语句完全相同（注意同义词和表是不同对象），oracle就能获得已经被解析的语句；

 

3.bind variables绑定变量

     1）解决重编译问题

eg1：

insert into tab1(col1,col2) values (val1,val2); --普通方式

insert into tab1(col1,col2) values (:v1,:v2);--绑定变量，只需编译一次

eg2：使用PreparedStatement

PreparedStatement ps = con.prepareStatement("insert into tab1 (col1, col2) values (?,?)");

　　2）共享游标

　　好处：减少解析；提高内存使用率；动态内存调整

　　假如输入如下两个sql：

select * from tab1 where id = :c;
select * from tab1 where id = :d;

　　这两句sql会被转化为：

select * from tab1 where id = :b;

 

4.访问数据表方式

　　1）全表扫描——顺序访问表中每条记录

　　oracle采用一个读入多个数据块的方式优化全表扫描

　　2）通过rowid访问表——rowid包含了表中记录的物理位置信息， 基于rowid访问方式可以提高访问表的效率

　　oracle通过索引实现了数据和存放数据位置rowid之间的联系，通常索引提供了快速访问rowid的方法

 

5. select sql执行顺序

1）select子句

(8)SELECT (9)DISTINCT  (11)<Top Num> <select list>
(1)FROM <left_table>
(3)<join_type> JOIN <right_table>
(2)ON <join_condition>
(4)WHERE <where_condition>
(5)GROUP BY <group_by_list>
(6)WITH <CUBE | RollUP>
(7)HAVING <having_condition>
(10)ORDER BY <order_by_list>

2）执行顺序说明

　　1）FROM [left table]——from前的表做笛卡尔集 ——虚拟表VT1

　　2) ON <join condition>——筛选——VT2

　　3) [join type] JOIN [right table]——连接——VT3 详细见 oracle连接

　　4) WHERE ——where筛选——VT4

　　5）GROUP BY ——按照GROUP BY子句中的列对VT4中行分组——VT5

　　6）CUBE|ROLLUP——分组，eg：ROLLUP(A, B)，首先会对(A、B)进行GROUP BY，然后对(A)进行GROUP BY，最后对全表GROUP BY

　　　　　　　　　　　　　　　　CUBE(A,B), 首先对（A、B）GROUP BY, 然后(A)、(B) GROUP BY, 最后全表GROUP BY;

　　　　　　　　　　　　　　　　——VT6

　　7) HAVING——HAVING筛选——VT7

　　8）SELECT——VT8

　　9) DISTINCT——移除重复的行——VT9

　　10）ORDER BY——按照order by子句中的列将VT9中列表排序，生成游标——VC10

　　11) TOP ——从VC10的开始处选择一定数量或者比例的行——VT11，返回结果

3）注意事项

　　1. 只有ORDER BY 子句中可以使用select列表中列的别名

　　   如果要在其他地方使用需要使用如下方式：

SELECT * FROM (SELECT NAME, SALARY AS s FROM EMP ) vt WHERE vt.s<5000;

　　2.  使用了ORDER BY子句的查询不能用作表表达式（视图、内联表值函数、子查询、派生表和共用表达式），如下的语句都会产生错误

create table tab1 as select * from student order by score;

select * from (select * from student order by score);

 

6.索引使用

　　正确使用索引可以有效提高系统性能，详细见 oracle索引总结

 

 

常用sql用法和及注意事项

 

1.exits和in用法

1）说明：

　　1. exists对外表做循环，每次循环对内表查询；in将内表和外表做hash连接

　　2. 使用exists oracle会先检查主查询； 使用in，首先执行子查询，并将结果存储在临时表中

2）使用：

　　表class和student表

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　　下面查询student中classno在class中的数据

　　1. 使用exists和not exists

select name, classno from student where exists (select * from class where student.classno= class.classno);

　　结果：

　　SQL优化技巧

select name, classno from student where not exists (select * from class where student.classno= class.classno);

　　结果：

　　SQL优化技巧

select name, classno  from student where classno  in (select classno from class);

　　2. 使用in 和not in

select name, classno  from student where classno not in (select classno from class);

 　　SQL优化技巧

　　结果：

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3）比较

　　1. 如果两个表大小相当，in和exists差别不大

　　2. 如果两个表大小相差较大则子查询表大的用exists，子查询表小的用in

　　3.尽量不要使用not in

　

 

2.union和union all

1）说明：

　　1. 使用场景：需要将两个select语句结果整体显示时，可以使用union和union all

　　2. union对两个结果集取并集不包含重复结果同时进行默认规则的排序；而union all对两个结果集去并集，包括重复行，不进行排序

　　3.  union需要进行重复值扫描，效率低，如果没有要删除重复行，应该使用union all

　　4. insersect和minus分别交集和差集，都不包括重复行，并且进行默认规则的排序

2）使用注意事项

　　1.可以将多个结果集合并

　　2. 必须保证select集合的结果有相同个数的列，并且每个列的类型是一样的（列名不一定要相同，会默认将第一个结果的列名作为结果集的列名）

3）例子：

表student

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eg1：

select name, score　from student where score> 60
union all 
select name, score from student where score <200;

结果：（有重复，没有排序）

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select name, score　from student where score> 60
union
select name, score from student where score <200;

结果：（没有重复，并且排序了）

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3.with as

1）说明：

　　1. with table as 可以建立临时表，一次分析，多次使用

　　2. 对于复杂查询，使用with table as可以抽取公共查询部分，多次查询时可以提高效率

　　3. 增强了易读性

2）语法：

with tabName as （select ...）

3）例子：

表student

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eg1: 

select rownum, name, score from (select rownum, name,score from student where score >70 order by score);

可以更换成：

with table_s as (select rownum, name,score from student where score >70 order by score)
select name, score from table_s;

结果：

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 4）多个with table as 一起使用时用逗号隔开，并且只能使用一个with如下例子

eg1：

with vt1 as (select * from student where score >=60),
vt2 as (select * from class),
vt3 as (select * from teacher)
select vt1.name, vt1.score, vt2.classname, vt3.teachername  from vt1,vt2,vt3 where vt1.classno= vt2.classno and vt1.teacherid=vt3.teacherid;

 

eg2：

with vt as (select t.* 
from travelrecord t where t.starttime>=to_date(‘2014-02-01‘,‘yyyy-mm-dd‘) and t.endtime<=to_date(‘2014-04-30‘,‘yyyy-mm-dd‘)+1 and to_char(starttime,‘hh24‘)>=‘08‘ and to_char(endtime,‘hh24‘)<=‘11‘ and t.vehiclenum=‘100088110000‘),
vt1 as (select  sum(vt4.traveltime) as stoptime from ((select * from vt where vt.state=‘0‘)vt4)),
vt2 as (select sum(vt.traveltime)as "ONLINETIME1",sum(vt.distance)as "DISTANCE1"from vt)
select vt1.stoptime,vt2.distance1, vt2.onlinetime1 from vt2, vt1;

 

4. order by

1）说明：

　　1. order by 决定oracle如何将查询结果排序

　　2. 不指定asc或者desc时默认asc

2）使用：

　　1. 单列升序（可以去掉asc）

select * from student order by score asc;

　　2. 多列升序

select * from student order by score,  deptno;

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　　3. 多列降序

select * from student order by score desc,  deptno  desc;

　　4. 混合

select * from student order by score asc,  deptno  desc;

 

3）对NULL的处理

　　1. oracle在order by 时认为null是最大值，asc时排在最后，desc时排在最前

　　eg：

select * from student order by score asc;

结果：
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　　2. 使用nulls first （不管asc或者desc，null记录排在最前）或者nulls last 可以控制null的位置，eg：

select * from student order by score asc nulls first;

结果如下：

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4）将某行数据置顶（decode）

　　eg1：

select * from student order by decode(score,100,1,2);

结果：

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eg2： （某一行置顶，其他的升序）

select * from student order by decode(score,100,1,2), score;

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5）注意事项

　　1. 任何在order by 语句的非索引项都将降低查询速度

　　2. 避免在order by 子句中使用表达式

 

5. group by

1）说明：

　　1.用于对where执行结果进行分组

2）简单例子：

eg1：

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select sum(score), deptno from student group by deptno;

结果： 

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eg2:

select deptno,sum(score) from student where deptno>1  group by deptno;

结果：

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6.where和having

1）说明：

　　1. where和having都是用来筛选数据，但是执行的顺序不同 where --group by--having（即分组计算前计算where语句，分组计算后计算having‘语句），详情查看章节一sql执行顺序

　　2. having一般用来对分组后的数据进行筛选

　　3. where中不能使用聚组函数如sum，count，max等

2）例子：

eg1： 对 5 中group by 的数据筛选

select deptno,sum(score) from student where deptno>1  group by deptno having sum(score)>100;

结果：

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7. case when 和decode

1）说明：

　　1. decode更简洁

　　2. decode只能做等值的条件区分，case when可以使用区间的做判断

2）语法：

decode(条件,值1,返回值1,值2,返回值2,...值n,返回值n,缺省值)

--等价于：

IF 条件=值1 THEN
　　　　RETURN(翻译值1)
ELSIF 条件=值2 THEN
　　　　RETURN(翻译值2)
　　　　......
ELSIF 条件=值n THEN
　　　　RETURN(翻译值n)
ELSE
　　　　RETURN(缺省值)
END IF

 

CASE expr WHEN comparison_expr1 THEN return_expr1
         [WHEN comparison_expr2 THEN return_expr2
          WHEN comparison_exprn THEN return_exprn
          ELSE else_expr]
END

 

CASE
         WHEN comparison_expr1 THEN return_expr1
         [WHEN comparison_expr2 THEN return_expr2
          WHEN comparison_exprn THEN return_exprn
          ELSE else_expr]
END

 

3）例子：

eg1：

方式一：

 

select name, score,gender,
  case gender when ‘1‘ then ‘女‘
              when ‘2‘ then ‘男‘
              else ‘未说明‘
  end gender_t
from student;

方式二：

select name, score,gender,
  case  when gender=‘1‘ then ‘女‘
        when  gender=‘2‘ then ‘男‘
              else ‘未说明‘
  end gender_t
from student;

方式三：

select name,gender,decode(gender,‘1‘,‘女‘,‘2‘,‘男‘,‘未说明‘)gender_t from student;

结果：

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eg2：

select name,score, 
    case  when score >80 then‘优秀‘ 
          when score>=60 and score <=80 then ‘良好‘ 
          when score<60 then ‘不及格‘
   end  evalution
from student;

结果：

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设置默认值，将null置为没成绩：

select name,score, 
    case  when score >80 then‘优秀‘ 
          when score>=60 and score <=80 then ‘良好‘ 
          when score<60 then ‘不及格‘
          else ‘没成绩‘
   end  evalution
from student;

结果：

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4）注意：

　　1.case有两种形式，其中case 表达式 when then方式效率高于case when 表达式效率

　　2.使用decode函数可以避免重复扫描相同记录或者重复连接相同的表，因而某些情况可以减少处理时间

 

 

SQL 优化总结

 

1. SQL优化一般性原则

　　1）目标：减少服务器资源消耗（主要是磁盘IO）

　　2）设计：

　　　　1. 尽量依赖oracle优化器

　　　　2. 合适的索引（数据重复量大的列不要简历二叉树索引，可以使用位图索引； 对应数据操作频繁的表，索引需要定期重建，减少失效的索引和碎片）

　　3）编码：

　　　　1.利用索引

　　　　2. 合理利用临时表

　　　　3. 避免写过于复杂的sql；

　　　　4. 尽量减小事务的粒度

2. 具体注意事项

　　1）查询时尽量使用确定的列名

　　2）尽量少使用嵌套的子查询，这种查询很消耗cpu资源

　　3）多表查询的时候，选择最有效率的表名顺序

　　　oracle解析器对表的处理顺序从右到左，所以记录少的表放在右边（最右边的表为基础表，drivering table最先被处理）， 如果3个以上的表连接查询，则要选择交叉表作为基础表

　　4）or比较多时分为多个查询，使用union all（尽量用union all代替union）联结（适应于索引列）

　　　 详细见上一章节union和union all

　　5) 尽量多用commit提交事务，可以及时释放资源、解锁、释放日志

　　6）访问频繁的表可以放置在内存中

　　7）避免复杂的多表关联

　　8）避免distinct,union（并集）,minus（差集）,intersect（交集）,order by等耗费资源的操作，因为会执行耗费资源的排序功能

　　9）使用exists替代distinct

eg：

 

select c.distinct c.classname, c.classid, classno from student s, class c where s.classno= c.classno;


--替换为


select  classname, classid, classno from class c where exists (select * from student s where s.classno = c.classno);

 

 　　10）删除全表时利用truncate代替delete

　　　　delete删除时，没有commit前可以回滚；truncate后不能回滚，执行时间较短

　　 11）使用表的别名，可以减少解析时间

　　 12）exists和in的选择问题，不同时候区分对待

　　　　 具体见上一章节exists和in

　　 13）合理使用索引，详细见：oracle索引总结

 

 

 

　　

 

 

 

 

 

 

　　

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