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Oracle创建索引对SQL语句执行的影响

【IT168 服务器学院】一、创建索引对执行计划的影响

在SQL开始执行之前,Oracle会确定SQL语句的执行计划,并按照执行计划的步骤访问相应的表和索引。

一旦执行计划确定下来,Oracle会按照这个执行计划完成SQL语句的执行,在SQL语句执行开始之后建立的索引不会改变SQL语句的执行计划。

因此,创建索引不会对执行计划有任何的影响,也就不会对运行中的SQL语句有影响。下面通过一个例子简单验证一下:

SQL> CREATE TABLE TEST (ID NUMBER, FID NUMBER, NAME VARCHAR2(30), BID_COLUMNS CHAR(2000));

Table created.

SQL> INSERT INTO TEST VALUES (1, 0, ''OBJECT'', ''0'');

1 row created.

SQL> INSERT INTO TEST VALUES (2, 1, ''TABLE'', ''0'');

1 row created.

SQL> INSERT INTO TEST VALUES (3, 1, ''INDEX'', ''0'');

1 row created.

SQL> INSERT INTO TEST VALUES (4, 1, ''VIEW'', ''0'');

1 row created.

SQL> INSERT INTO TEST VALUES (5, 1, ''SYNONYM'', ''0'');

1 row created.

SQL> INSERT INTO TEST VALUES (6, 1, ''SOURCE'', ''0'');

1 row created.

SQL> INSERT INTO TEST SELECT 20000+ROWNUM, 2, TABLE_NAME, ''0'' FROM DBA_TABLES;

874 rows created.

SQL> INSERT INTO TEST SELECT 30000+ROWNUM, 3, INDEX_NAME, ''0'' FROM DBA_INDEXES;

1074 rows created.

SQL> INSERT INTO TEST SELECT 40000+ROWNUM, 4, VIEW_NAME, ''0'' FROM DBA_VIEWS;

2929 rows created.

SQL> INSERT INTO TEST SELECT 50000+ROWNUM, 5, TABLE_NAME, ''0'' FROM DBA_SYNONYMS;

2437 rows created.

SQL> INSERT INTO TEST SELECT 60000+ROWNUM, 6, NAME, ''0'' FROM DBA_SOURCE;

99717 rows created.

SQL> COMMIT;

Commit complete.

SQL> set timing on

SQL> SELECT COUNT(*) FROM TEST

2 START WITH ID = 1

3 CONNECT BY PRIOR ID = FID;

COUNT(*)

----------

107037

Elapsed: 00:02:03.84

构造一个树状查询,然后记录这个树状查询的运行时间。

SQL> SELECT COUNT(*) FROM TEST

2 START WITH ID = 1

3 CONNECT BY PRIOR ID = FID;

COUNT(*)

----------

107037

Elapsed: 00:05:26.15

再次运行查询,在查询运行开始,马上在另一个SESSION创建索引。通过观察执行时间可以发现,创建索引不会对运行中的SQL语句带来性能提升,而且很可能由于系统资源的争用造成查询速度变慢。如果在IO分布的比较合理的系统中,可以看到,创建索引可以很快完成,而且随后执行同样的查询由于会使用索引,也会很快的返回结构,但是索引的创建不会加快已经处于运行状态的语句的速度。

SESSION2:

SQL> SET TIMING ON

SQL> CREATE INDEX IND_TEST_ID ON TEST(ID) TABLESPACE USERS;

索引已创建。

已用时间:000: 01: 56.92

SQL> CREATE INDEX IND_TEST_FID ON TEST(FID) TABLESPACE USERS;

索引已创建。

已用时间: 00: 02: 00.57

建立索引后,同样的查询速度得到明显的提升。

SQL> SELECT COUNT(*) FROM TEST

2 START WITH ID = 1

3 CONNECT BY PRIOR ID = FID;

COUNT(*)

----------

107037

已用时间: 00: 01: 02.11

上面建立两个索引的语句和查询语句是在单独的SESSION2上运行的。SESSION2上的三个操作——创建两个索引和执行相同的查询语句——都执行完成了,而第一个会话的的运行结果仍然没有返回。

二、创建索引对ORACLE内部机制的影响

上面通过一个简单的例子说明,创建索引不会改变已经运行的SQL的执行计划。但是并不是说,创建索引不能给已经运行的SQL语句带来性能的提升。

下面看一个比较特殊的例子:

SQL> CREATE TABLE TEST AS SELECT ROWNUM ID, A.* FROM DBA_OBJECTS A;

表已创建。

SQL> CREATE TABLE TEST1 AS SELECT ROWNUM ID, ROWNUM FID, A.* FROM DBA_SYNONYMS A;

表已创建。

SQL> ALTER TABLE TEST ADD CONSTRAINT PK_TEST PRIMARY KEY (ID);

表已更改。

SQL> ALTER TABLE TEST1 ADD CONSTRAINT FK_TEST1_FID FOREIGN KEY (FID) REFERENCES TEST(ID);

表已更改。

SQL> INSERT INTO TEST1 SELECT * FROM TEST1;

已创建1616行。

SQL> INSERT INTO TEST1 SELECT * FROM TEST1;

已创建3232行。

SQL> INSERT INTO TEST1 SELECT * FROM TEST1;

已创建6464行。

SQL> INSERT INTO TEST1 SELECT * FROM TEST1;

已创建12928行。

SQL> INSERT INTO TEST1 SELECT * FROM TEST1;

已创建25856行。

SQL> COMMIT;

提交完成。

SQL> DELETE TEST1;

已删除51712行。

SQL> COMMIT;

提交完成。

SQL> SET TIMING ON

SQL> DELETE TEST;

已删除6208行。

已用时间: 00: 00: 17.03

SQL> ROLLBACK;

回退已完成。

已用时间: 00: 00: 00.06

构造两张表,TEST1的FID建立了参考TEST表ID列的外键。但是这里并没有在外键列上建立索引。

向TEST和TEST1表中填入一定数据量的数据,开始测试。这里测试的是删除TEST表的执行时间。首先将TEST1用DELETE命令删除,提交后计算删除TEST表的时间,大约需要17秒,然后将数据回滚。

下面准备进行第二次删除测试,所不同的是,在删除操作开始后,马上在另一个SESSION中给外键列增加索引,通过测试可以发现,几乎在索引创建完的同时,第一个SESSION就返回了结果,删除需要的时间缩短到了3秒。

第一个SESSION的删除语句:

SQL> DELETE TEST;

已删除6208行。

已用时间:? 00: 00: 03.00

第二个SESSION的索引创建语句:

SQL> CREATE INDEX IND_TEST1_FID ON TEST1(FID);

索引已创建

这个测试中索引的创建影响到了已经在运行的SQL语句,并明显地提高了执行效率。这个现象和上一篇文章中描述的观点并不冲突。对于用户发出的SQL语句,Oracle的执行计划是不变的,但是为了执行用户发出的SQL语句,Oracle在内部做了大量的操作,包括权限的检查、语法的检查、目标对象是否存在,以及维护数据的完整性等等。这个例子中,用户发出的SQL语句的执行计划没有改变,发生改变的是Oracle内部维护操作语句的执行计划。

如果在第一个SESSION执行DELETE操作的同时,通过下面的SQL语句检查第一个SESSION正在运行的语句,会发现下面的结果(9i及以前版本,如果是10g,则只能看到DELETE TEST)。

SQL> SELECT SQL_TEXT FROM V$SESSION A, V$SQL B

2 WHERE A.SQL_HASH_VALUE = B.HASH_VALUE

3 AND A.SQL_ADDRESS = B.ADDRESS

4 AND A.SID = 17;

SQL_TEXT

----------------------------------------------------------------------------

select /**//*+ all_rows */ count(1) from "YANGTK"."TEST1" where "FID" = :1

这个SQL语句就是Oracle用来维护完整性的内部SQL。

回想一下我们的例子,建立了外键,但是没有建立索引。当每删除一条TEST的记录,Oracle都要检查这个主键是否在TEST1中被引用。由于没有索引,Oracle只能通过全表扫描来寻找TEST1中的记录。虽然TEST1没有记录,但是删除TEST时使用的是DELETE而不是TRUNCATE,因此TEST1的高水位线并没有下降,也就是说,每删除一条TEST的记录,都需要全表扫描一张拥有5万条数据的表,这就是为什么那个DELETE操作执行很慢的原因。

而我们建立的索引正是加快了这个步骤,Oracle内部维护的SQL语句在索引可用后选择了索引扫描,因此DELETE操作在索引创建后迅速返回。

三、小结

创建索引对于用户已发出的正在运行的SQL不会带来性能的提升。这是由于用户执行的语句要按照执行计划来运行,而执行计划在运行开始的时候就确定下来了,且不会在SQL语句的运行过程中发生变化。

对于SQL执行过程中,Oracle内部执行的用于维护的SQL语句,是有可能从新创建的索引中获得性能提升的。

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