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淺談存取Oracle當中掃描數據的方法

數據庫 Oracle 數據庫運維
Oracle 是一個面向Internet計算環境的數據庫。它是在數據庫領域一直處于領先地位的甲骨文公司的產品。可以說Oracle關系數據庫系統是目前世界上流行的關系數據庫管理系統,本文將對oracle當中掃描數據的存取方法進行介紹。
1) 全表掃描(Full Table Scans, FTS)

為實現全表掃描,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能讀取多塊數據塊(db_block_multiblock_read_count參數設定),而不是只讀取一個數據塊,這極大的減少了I/O總次數,提高了系統的吞吐量,所以利用多塊讀的方法可以十分高效地實現全表掃描,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,每個數據塊只被讀一次。

使用FTS的前提條件:在較大的表上不建議使用全表掃描,除非取出數據的比較多,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據文件、數據塊以及行在該塊中的位置,所以通過ROWID來存取數據可以快速定位到目標數據上,是Oracle存取單行數據的最快方法。

這種存取方法不會用到多塊讀操作,一次I/O只能讀取一個數據塊。我們會經常在執行計劃中看到該存取方法,如通過索引查詢數據。

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查找到數據對應的rowid值(對于非唯一索引可能返回多個rowid值),然后根據rowid直接從表中得到具體的數據,這種查找方式稱為索引掃描或索引查找(index lookup)。一個rowid唯一的表示一行數據,該行對應的數據塊是通過一次i/o得到的,在此情況下該次i/o只會讀取一個數據庫塊。

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的ROWID值。索引掃描可以由2步組成:(1) 掃描索引得到對應的rowid值。 (2) 通過找到的rowid從表中讀出具體的數據。每步都是單獨的一次I/O,但是對于索引,由于經常使用,絕大多數都已經CACHE到內存中,所以第1步的I/O經常是邏輯I/O,即數據可以從內存中得到。但是對于第2步來說,如果表比較大,則其數據不可能全在內存中,所以其I/O很有可能是物理I/O,這是一個機械操作,相對邏輯I/O來說,是極其費時間的。所以如果多大表進行索引掃描,取出的數據如果大于總量的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

但是如果查詢的數據能全在索引中找到,就可以避免進行第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據比較多,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

進一步講,如果sql語句中對索引列進行排序,因為索引已經預先排序好了,所以在執行計劃中不需要再對索引列進行排序

      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,因此避免了進一步排序操作。

根據索引的類型與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值經常返回單個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經常實現唯一性掃描。

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據,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可能返回多行數據,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,只使用部分列進行查詢,導致查詢出多行

(c) 對非唯一索引列上進行的任何查詢。

(3) 索引全掃描(index full scan)

與全表掃描對應,也有相應的全索引掃描。而且此時查詢出的數據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據塊,與 index full scan很類似,但是一個顯著的區別就是它不對查詢出的數據進行排序,即數據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]

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責任編輯:彭凡 來源: 百度空間
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