Oracle Real-World Performance團隊是一個人數不多的天才團隊，整個團隊的數據庫性能優化經驗有超過400人年。團隊成員分布在美國，中國和歐洲，不斷的尋找和創造新的方法分析診斷當今世界業務系統的性能。Oracle Real-World Performance團隊有著很多出類拔萃的戰績，在工作中，多次將客戶系統性能提升幾十上百倍，給客戶系統性能提升1000倍或更多也并不罕見。
  在中國，業界同仁將Oracle Real-World Performance團隊簡稱為RWP團隊。目前RWP團隊在中國共有7名成員。

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    說到SQL優化，做為讀者的您，頭腦中第一反應是什么？索引？Hint？分區？參數？執行計劃？哈哈哈有被言中吧 ;-)，今天我們就來談談SQL優化的整體思路，希望能夠對您有所啟發。
1. 設定一個高的目標

 如果您把一個SQL從一個小時優化到了1分鐘，您會停止工作嗎？會不會考慮是否能給它優化到1秒鐘？
   工作中，每個人都有壓力，壓力之下，很容易疏于思考。一個SQL多長時間能跑完，依賴于它跑在什么樣的硬件和軟件環境上。一個SQL能不能跑的更快，本質上是：它是否能夠更加充分的利用硬件資源和軟件能力。
    做SQL優化，給自己設定一個高的目標非常重要！
2.  去優化那些好的SQL

 

有了高的目標，接下來，還要找到那些好的SQL進行優化。那么，什么是好的SQL？
（1）   有效的 SQL

    數據庫是為了執行SQL設計的，不是為了一執行就報錯的無效SQL設計的。

     如果執行一個SQL，報ORA的錯誤，那么這是一個無效的SQL，它不應該存在于您的系統里面，當然更不應該成為您優化的對象。

    如果執行一個SQL，報ORA的錯誤，那么在數據庫里面會是一個failure parse。如果您系統的AWR報告里面有failure parse，那么您要注意了，后果可能很嚴重。

（2）   您知道業務含義的SQL

    有很多時候，一些SQL和PL/SQL存儲過程是根本就不需要被執行的。但是由于種種原因，那些SQL和PL/SQL存儲過程存在在系統中，可能都已存在了很長時間，寫那些SQL和PL/SQL存儲過程的人可能早就跳槽了，為了所謂的“穩定”，沒有人去動那些SQL和PL/SQL存儲過程。去優化這些根本就不需要被執行的SQL和PL/SQL存儲過程當然是沒有任何意義的。

    所以，在優化任何一條SQL之前，應該首先知道那條SQL業務上的含義，確定它確實是需要被執行的，再去優化它。

 

（3）   構造好的SQL

    如果一個SQL語句里面有IN列表，IN列表里面有幾百個值，那么那幾百個值，很有可能是來源于另外一個SQL，而非人工輸入。由于IN列表中值的個數有一個允許的上限，有些SQL甚至會長成下面的樣子：

 

    幾百幾千幾萬個值在IN列表里面，那是不是SQL構造的不好，是不是應該先將它改成一個JOIN再去考慮其他？

 

（4）   沒有編寫錯誤的SQL

    N個表做JOIN的話，一般情況應該有N-1個JOIN條件。如果JOIN條件小于N-1個的話，就會有CARTESIAN JOIN出現，結果集里面會有重復值。在SELECT LIST里面加上DISTINCT，通常就可以使得SQL得到功能上正確的結果集。這就好比您去銀行取錢，實際只要取1000塊錢，可是您先取了2000塊錢，再把余下的1000存回去，多此一舉，雖然實際結果是對的，您確實是取了1000塊錢。

    當SQL處理的數據量小的時候，這個多此一舉對于響應時間的影響并不會很大。可是當SQL處理的數據量大的時候，這個影響就會完全凸顯出來。還是那個取錢的例子，如果您實際只要取1000塊錢，可是您先取了10001000塊錢，再把余下的10000000塊錢存回去。最后您也會得到1000塊錢，可是銀行員工為您取錢的時候數出10001000塊錢的時間，和把錢存回去的時候再數好10000000塊錢的時間，都是您辦業務的時間，您取錢的時間就會變得相當長了。

     SQL語句中WHERE條件里面的值的數據類型，應該與相應的列的數據類型一致。否則SQL語句雖不會報錯，會隱式的用函數將那個列轉換成與相應的值的數據類型一致，去執行SQL。這種隱式數據類型轉換，可能會導致ORA-01722的錯誤，可能會導致相應的列上的索引不能被使用到，可能會導致明明可以使用分區裁剪但卻用不上的情況，響應時間可能差好幾個數量級。

3.  給SQL一個好的執行環境

    SQL需要在好的環境上執行才能夠性能好。那么什么是好的執行環境呢？

    正確的給軟件打上補丁，是打造好的執行環境的第一步。明明您都花了錢買軟件，明明人家軟件廠家都出了補丁可以讓軟件跑的更好更快，為什么不打補丁呢？當然了，打補丁是個技術活，怎么正確的給軟件打上補丁，肯定是要按照軟件廠家的說明來，或者咨詢軟件廠家啦。

    使用默認的init.ora參數設置，也是打造好的執行環境的重要一環。使用默認的init.ora參數設置，意味著您是按照Oracle內部研發團隊設計軟件的方法去使用它，意味著您使用的是經過Oracle內部測試團隊嚴格測試的軟件。當然了，有一些特定的應用軟件，比如Oracle的EBS，要求修改init.ora參數，這種情況是要修改，因為那些修改是經過應用軟件廠家嚴格測試過的。

    如果是因為遇到bug，需要修改某些參數做為臨時解決方案，那么當那個bug修復之后，您應該及時將相應的參數改回去，否則后果可能也會很嚴重噢。

    另外，若隨意修改init.ora參數，可能會導致售后的問題。

4.  從數據庫設計的角度優化SQL

    現在Oracle數據庫軟件使用的是Cost Based Optimizer（CBO），基于成本的優化器。

    本質上來講，優化器就是一系列的算法。優化器會接受輸入的信息來生成SQL的執行計劃。輸入的信息包括：

（1）   統計信息

    統計信息包括兩個方面，系統的統計信息，和實際用戶數據的統計信息。

     系統的統計信息，推薦大家使用默認設置。實際用戶數據的統計信息，最重要的是要有代表性，要能夠反應數據的特征。

 

（2）   約束

    NOT NULL, PK, FK, UK等等約束，若實際數據是需要符合約束的，那么那些約束應該存在于數據庫里面，應該讓優化器知道這些約束的存在。

    舉個例子。多個表做JOIN，如果某張表只是被JOIN了，比如下面這樣事兒的

 

    customer表只出現在了JOIN部分，但是并沒有出現在SELECTlist里面，也沒有出現在查詢條件里面，也沒有出現在GROUP BY和ORDER BY的部分里面。那么如果lineorder表上的JOIN key（lo_custkey）上存在外鍵約束的話，優化器就會知道lo_custkey = c_custkey這個JOIN總是能夠JOIN的上，那么在實際執行的時候就不會去JOIN customer這個表了。執行計劃可以是下面這樣事兒的：

 

    您擦亮雙眼看好了么，customer表壓根兒就沒有出現在執行計劃里面！您能做的最快的JOIN就是不JOIN啊哈哈哈。這種情況我們叫做JOIN elimination，發生的前提條件是相關約束的存在。

 

（3）   Schema設計

    Schema的設計，包括數據模型，索引，分區，壓縮，clustering（數據根據相應的KEY值物理上存放在一起）等等，對SQL性能都有非常重要的影響。

    有些SQL里面，一個表和自己JOIN幾十次，就是因為數據模型設計得不好導致的。此時若只是專注于SQL本身，能夠取得的性能提升恐怕就非常有限了。

    Schema設計是門大學問，每一個方面都可以對SQL的性能有幾個數量級的影響。想做好SQL優化的話，您必須要將schema設計重視起來。

 

 

5.  從執行角度優化SQL

從執行的角度去優化SQL，主要是要考慮以下方面：

Access method，是通過索引訪問數據，還是全表掃描。

Join方法，是Nested Loop Join，Hash Join，還是Merge Join。

Join順序，是表A Join表B，再Join表C，還是反之。

并行執行時，生產者進程組和消費者進程組之間的數據分發方法，是hash，還是broadcast，還是其他的分發方法。

數據是否有傾斜，是否某些KEY值對應的數據特別多，其他KEY值對應的數據特別少。

 

總結
    以上幾點給您提供了一個SQL優化的整體思路。整體思路總是很重要。

    那么具體的，如果一個性能差的SQL擺在您的面前，必須去優化它，要從那里入手呢？SQL Monitor Report將會是您的好朋友，歡迎一見鐘情。后續我們會推出系列文章，舉例說明如何用SQL Monitor Report診斷SQL的性能問題，歡迎您持續關注。

 

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