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SQL性能优化策略之索引优化方法

SQL优化是优化工作中经常会涉及的问题,由于早期的开发人员往往只关注于SQL功能的实现,而忽略了性能。特别是复杂的SQL,上线之后很少修改,一旦出现问题,即使是当初的开发人员自己也很难理清其中的业务逻辑,需要花费大量的时间去理解代码之间的关系,最终可能还是感觉无从下手。

作者:叶桦等来源:数仓宝贝库|2021-07-16 23:01

SQL优化是优化工作中经常会涉及的问题,由于早期的开发人员往往只关注于SQL功能的实现,而忽略了性能。特别是复杂的SQL,上线之后很少修改,一旦出现问题,即使是当初的开发人员自己也很难理清其中的业务逻辑,需要花费大量的时间去理解代码之间的关系,最终可能还是感觉无从下手。因此开发人员前期应做好代码注释,避免编写过于复杂的SQL语句。本文为大家介绍一些生产环境中真实的常用索引优化方法。

遇到问题SQL时,大家可以根据各自的习惯使用不同的工具(PL/SQL、TOAD等)对SQL进行格式化,我们需要重点关注的是FROM后面的表,以及包含WHERE语句的条件,然后通过awrsqrpt或dbms_xplan获取SQL的详细执行计划和资源消耗信息,业务案例中的SQL语句如下:

  1. SQL> select sum(cggzl) cggzl, sum(qbgzl) qbgzl 
  2.   from (select case 
  3.                  when zlxm_mc like '%2ê3?3£1??ì2é%' then 
  4.                   gzl 
  5.                  else 
  6.                   0 
  7.                end cggzl, 
  8.                case 
  9.                  when zlxm_mc like '%?3±í?÷1ù%' then 
  10.                   gzl 
  11.                  else 
  12.                   0 
  13.                end qbgzl 
  14.           from dictmanage.dict_zl_pro   b, 
  15.                his.pat_inpat_order_info c, 
  16.                pat_inpat_order_cost     d 
  17.          where d.sfxm_id = b.zlxm_id 
  18.            and c.yzjl_id = d.dyzy_yzjl_id 
  19.            and zlxm_mc like '%2???%' 
  20.            and c.yz_zxrq >= to_date(sysdate) 
  21.            and c.yz_zxrq < to_date(sysdate + 1) 
  22.            and d.fy_status in ('1''2'
  23.            and sfxm_je > 0 
  24.            and c.yz_zfrq is null 
  25.            and c.zylsh = :in_zylsh) 

SQL的详细执行计划如图1所示。

图1 SQL执行计划

AWR报告中的资源消耗信息如图2所示。

图2 AWR报告中的资源消耗信息

上述代码所示的业务SQL语句通过三张表进行关联,最终返回的行数为个位数,从执行计划中我们可以看出,Id=0,CBO计算总的COST为123K,其中绝大部分的COST是由Id=10的表pat_inpat_order_cost全表扫描所产生的。此时,我们需要重点关注 pat_inpat_order_cost与其他两张表格的关联情况,where条件中,pat_inpat_order_cost的sfxm_id和dyzy_yzjl_id除了与其他两张表的字段相关联之外,只有fy_status一个过滤条件,下面我们就来看下该列的选择性,代码如下:

  1. SQL> select /*+ NO_MERGE LEADING(a b) */ 
  2.  b.owner, 
  3.  b.table_name, 
  4.  a.column_name, 
  5.  b.num_rows, 
  6.  a.num_distinct Cardinality, 
  7.  ROUND(A.num_distinct * 100 / B.num_rows, 1) selectivity 
  8.   from dba_tab_col_statistics a, dba_tables b 
  9.  where a.owner = b.owner 
  10.    and a.table_name = b.table_name 
  11.    and a.owner = upper('his'
  12.    and a.table_name = upper('pat_inpat_order_cost'
  13.    and a.column_name = upper('fy_status'); 

pat_inpat_order_cost表的字段信息如图3所示。

图3 pat_inpat_order_cost表的字段信息

  1. SQL> select count(*), FY_STATUS 
  2.   from his.pat_inpat_order_cost c 
  3.  group by FY_STATUS; 

fy_status字段列的选择性如图4所示。

图4 fy_status字段列的选择性

由图4可知,fy_status的选择性并不好,而且存在严重倾斜,语句中的固定写法d.fy_status in ('1', '2')几乎包含了所有记录,因此其并不是一个很好的过滤条件。where条件中的大部分过滤条件均来自于C表pat_inpat_order_info,而且C表与D表pat_inpat_order_cost的sfxm_id字段相关联。

整个SQL语句最终返回的行数为个位数,C表通过YZ_ZXRQ_IDX索引范围扫描再回表进行过滤,获取绑定变量值,之后再进一步确认C表返回的行数,代码如下:

  1. SQL> select sql_Id, name, datatype_string, last_captured, value_string 
  2.   from v$sql_bind_capture 
  3.  where sql_id = '18rwad2bgcxfa'

SQL绑定变量值获取情况如图5所示。

图5 SQL绑定变量值获取情况

  1. SQL> select count(*) 
  2.   from his.pat_inpat_order_info c 
  3.  where c.yz_zxrq >= to_date(sysdate) 
  4.    and c.yz_zxrq < to_date(sysdate + 1) 
  5.    and c.yz_zfrq is null 
  6.    and c.zylsh = 72706; 

带入绑定变量我们可以发现,这个查询返回的行数都保持在个位数,如果C表和D表采用嵌套连接的方式,C表能作为驱动表与D表pat_inpat_order_cost相关联,被驱动表只需要在关联列上创建索引,即可大幅提升整个查询的效率,做法其实很简单,只需要在sfxm_id字段上创建索引即可,命令如下:

  1. SQL> create index IDX_SFXM_ID on PAT_INPAT_ORDER_COST (SFXM_ID); 
  2. Plan hash value: 408580053 
  3. ------------------------------------------------------------------------------------------------ 
  4. | Id  | Operation               | Name                 | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     | 
  5. ------------------------------------------------------------------------------------------------ 
  6. |   0 | SELECT STATEMENT        |                      |       |       |    12 (100)|          | 
  7. |   1 |  SORT AGGREGATE         |                      |     1 |    68 |            |          | 
  8. |*  2 |   FILTER                |                      |       |       |            |          | 
  9. |   3 |    NESTED LOOPS         |                      |     1 |    68 |    12   (0)| 00:00:01 | 
  10. |   4 |     NESTED LOOPS        |                      |     1 |    68 |    12   (0)| 00:00:01 | 
  11. |   5 |      NESTED LOOPS       |                      |     1 |    39 |    11   (0)| 00:00:01 | 
  12. |*  6 |       TABLE ACCESS BY GLOBAL INDEX ROWID 
  13.                                 | PAT_INPAT_ORDER_INFO |     1 |    21 |     5   (0)| 00:00:01 | 
  14. |*  7 |        INDEX RANGE SCAN | YZ_ZXRQ_IDX          |     4 |       |     3   (0)| 00:00:01 | 
  15. |*  8 |       TABLE ACCESS BY GLOBAL INDEX ROWID 
  16.                                 | PAT_INPAT_ORDER_COST |     6 |   108 |     6   (0)| 00:00:01 | 
  17. |*  9 |        INDEX RANGE SCAN | IDX_DYZY_YZJL_ID     |     6 |       |     2   (0)| 00:00:01 | 
  18. |* 10 |      INDEX UNIQUE SCAN  | DICT_ZL_PRO_PK       |     1 |       |     0   (0)|          | 
  19. |* 11 |     TABLE ACCESS BY INDEX ROWID | DICT_ZL_PRO  |     1 |    29 |     1   (0)| 00:00:01 | 
  20. ------------------------------------------------------------------------------------------------ 
  21. Predicate Information (identified by operation id): 
  22. --------------------------------------------------- 
  23.    2 - filter(TO_DATE(TO_CHAR(SYSDATE@!+1))>TO_DATE(TO_CHAR(SYSDATE@!))) 
  24.    6 - filter(("C"."ZYLSH"=TO_NUMBER(:IN_ZYLSH) AND "C"."YZ_ZFRQ" IS NULL)) 
  25.    7 - access("C"."YZ_ZXRQ">=TO_DATE(TO_CHAR(SYSDATE@!)) AND "C"."YZ_ZXRQ"<TO_DATE(TO_CHAR 
  26.        (SYSDATE@!+1))) 
  27.    8 - filter(("SFXM_JE">0 AND INTERNAL_FUNCTION("D"."FY_STATUS"))) 
  28.    9 - access("C"."YZJL_ID"="D"."DYZY_YZJL_ID"
  29.   10 - access("D"."SFXM_ID"="B"."ZLXM_ID"
  30.   11 - filter("ZLXM_MC" LIKE '%部位%'

创建索引之后,整个执行计划按照我们设想的方式进行,SQL执行时间也从原来的24分钟缩短到1秒,速度提升了上千倍。

上述案例介绍了一种最简单的SQL优化方式,在大多数情况下,我们很难让开发商修改应用,因此索引的优化在SQL优化工作中显得尤为重要。

本文摘编于《DBA攻坚指南:左手Oracle,右手MySQL》,经出版方授权发布。

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