在查看 sql 執行計劃時，我們會發現表的連接方式有多種，本文對表的連接方式進行介紹以便更好看懂執行計劃和理解sql執行原理。
一、連接方式：
嵌套循環（Nested Loops （NL））
（散列）哈希連接（Hash Join （HJ））
（歸并）排序合并連接(Sort Merge Join (SMJ) )
二、連接說明：
1.Oracle一次只能連接兩個表。不管查詢中有多少個表， Oracle 在連接中一次僅能操作兩張表。
2.當執行多個表的連接時，優化器從一個表開始，將它與另一個表連接；然后將中間結果與下一個表連接，以此類推，直到處理完所有表為止。
三、表連接詳解：
1. NESTED LOOP
對于被連接的數據子集較小的情況，nested loop連接是個較好的選擇。nested loop就是掃描一個表，每讀到一條記錄，就根據索引去另一個表里面查找，沒有索引一般就不會是 nested loops。一般在nested loop中， 驅動表滿足條件結果集不大，被驅動表的連接字段要有索引，這樣就走nstedloop。如果驅動表返回記錄太多，就不適合nested loops了。如果連接字段沒有索引，則適合走hash join，因為不需要索引。
可用ordered提示來改變CBO默認的驅動表，可用USE_NL(table_name1 table_name2)提示來強制使用nested loop。
要點如下：
? 1）對于被連接的數據子集較小的情況，嵌套循環連接是個較好的選擇
? 2）使用USE_NL(table_name1 table_name2)可是強制CBO 執行嵌套循環連接
? 3）Nested loop一般用在連接的表中有索引，并且索引選擇性較好的時候
? 4）OIN的順序很重要，驅動表的記錄集一定要小，返回結果集的響應時間是最快的。
? 5）Nested loops 工作方式是從一張表中讀取數據，訪問另一張表（通常是索引）來做匹配，nested loops適用的場合是當一個關聯表比較小的時候，效率會更高。
例子如下：
SQL> create table t as select * from user_tables;
表已創建。
SQL> create index index_t on t(table_name);
索引已創建。
SQL> create table t1? as? select * from user_tables where table_name like '%ACCESS%';
表已創建。
SQL> create index index_t1 on t1(table_name);
索引已創建。
SQL> begin
? 2? dbms_stats.gather_table_stats(ownname =>'TEST' ,tabname =>'T');
? 3? end;
? 4? /
PL/SQL 過程已成功完成。
SQL> begin
? 2?? dbms_stats.gather_table_stats(ownname =>'TEST' ,tabname =>'T');
? 3? end;
? 4? /
?
由于t1表記錄很小作驅動表且t表的建有索引，適合NL,執行計劃如下：
SQL> set wrap off;
SQL> set autotrace traceonly;
SQL> select a.table_name,b.table_name from t a,t1 b
? 2? where a.table_name = b.table_name;
已選擇8行。
執行計劃
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 3579965632
--------------------------------------------------------------------------------
| Id? | Operation???????????? | Name???? | Rows? | Bytes | Cost (%CPU)| Time
--------------------------------------------------------------------------------
|?? 0 | SELECT STATEMENT????? |????????? |???? 8 |?? 280 |???? 4?? (0)| 00:00:01
|?? 1 |? NESTED LOOPS???????? |????????? |???? 8 |?? 280 |???? 4?? (0)| 00:00:01
|?? 2 |?? INDEX FAST FULL SCAN| INDEX_T? |? 1921 | 34578 |???? 4?? (0)| 00:00:01
|*? 3 |?? INDEX RANGE SCAN??? | INDEX_T1 |???? 1 |??? 17 |???? 0?? (0)| 00:00:01
--------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
?? 3 - access("A"."TABLE_NAME"="B"."TABLE_NAME")
Note
-----
?? - dynamic sampling used for this statement (level=2)
統計信息
----------------------------------------------------------
????????? 0? recursive calls
????????? 0? db block gets
???????? 18? consistent gets
????????? 0? physical reads
????????? 0? redo size
??????? 807? bytes sent via SQL*Net to client
??????? 415? bytes received via SQL*Net from client
????????? 2? SQL*Net roundtrips to/from client
????????? 0? sorts (memory)
????????? 0? sorts (disk)
????????? 8? rows processed
SQL> select a.table_name,b.table_name from t1 a,t b
? 2? where a.table_name = b.table_name;
已選擇8行。
執行計劃
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 3579965632
--------------------------------------------------------------------------------
| Id? | Operation???????????? | Name???? | Rows? | Bytes | Cost (%CPU)| Time
--------------------------------------------------------------------------------
|?? 0 | SELECT STATEMENT????? |????????? |???? 8 |?? 280 |???? 4?? (0)| 00:00:01
|?? 1 |? NESTED LOOPS???????? |????????? |???? 8 |?? 280 |???? 4?? (0)| 00:00:01
|?? 2 |?? INDEX FAST FULL SCAN| INDEX_T? |? 1921 | 34578 |???? 4?? (0)| 00:00:01
|*? 3 |?? INDEX RANGE SCAN??? | INDEX_T1 |???? 1 |??? 17 |???? 0?? (0)| 00:00:01
--------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
?? 3 - access("A"."TABLE_NAME"="B"."TABLE_NAME")
Note
-----
?? - dynamic sampling used for this statement (level=2)
統計信息
----------------------------------------------------------
????????? 4? recursive calls
????????? 0? db block gets
???????? 23? consistent gets
????????? 0? physical reads
????????? 0? redo size
??????? 807? bytes sent via SQL*Net to client
??????? 415? bytes received via SQL*Net from client
????????? 2? SQL*Net roundtrips to/from client
????????? 0? sorts (memory)
????????? 0? sorts (disk)
????????? 8? rows processed
------------------------------------------------------
假定我們利用提示改變的表的連接順序
ORACLE的解析器按照從右到左的順序處理FROM子句中的表名，FROM子句中寫在最后的表(基礎表 driving table)將被最先處理，在FROM子句中包含多個表的情況下,你必須選擇記錄條數最少的表作為基礎表。如果有3個以上的表連接查詢, 那就需要選擇交叉表(intersection table)作為基礎表, 交叉表是指那個被其他表所引用的表.
SQL> select /*+ordered */ a.table_name,b.table_name from t1 a,t b
? 2? where a.table_name=b.table_name;
已選擇8行。
執行計劃
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 1123105028
------------------------------------------------------------------------------
| Id? | Operation???????????? | Name???? | Rows? | Bytes | Cost (%CPU)| Time
------------------------------------------------------------------------------
|?? 0 | SELECT STATEMENT????? |????????? |???? 8 |?? 280 |???? 6? (17)| 00:00:
|*? 1 |? HASH JOIN??????????? |????????? |???? 8 |?? 280 |???? 6? (17)| 00:00:
|?? 2 |?? INDEX FULL SCAN???? | INDEX_T1 |???? 8 |?? 136 |???? 1?? (0)| 00:00:
|?? 3 |?? INDEX FAST FULL SCAN| INDEX_T? |? 1921 | 34578 |???? 4?? (0)| 00:00:
------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
?? 1 - access("A"."TABLE_NAME"="B"."TABLE_NAME")
Note
-----
?? - dynamic sampling used for this statement (level=2)
統計信息
----------------------------------------------------------
????????? 4? recursive calls
????????? 0? db block gets
???????? 20? consistent gets
????????? 0? physical reads
????????? 0? redo size
??????? 807? bytes sent via SQL*Net to client
??????? 415? bytes received via SQL*Net from client
????????? 2? SQL*Net roundtrips to/from client
????????? 0? sorts (memory)
????????? 0? sorts (disk)
????????? 8? rows processed
2. HASH JOIN
hash join是CBO 做大數據集連接時的常用方式。優化器掃描小表（數據源），利用連接鍵（也就是根據連接字段計算hash 值）在內存中建立hash表，然后掃描大表，每讀到一條記錄就探測hash表一次，找出與hash表匹配的行。
當小表可以全部放入內存中，其成本接近全表掃描兩個表的成本之和。如果表很大不能完全放入內存，這時優化器會將它分割成若干不同的分區，不能放入內存的部分就把該分區寫入磁盤的臨時段，此時要有較大的臨時段從而盡量提高I/O 的性能。臨時段中的分區都需要換進內存做hash join。這時候成本接近于全表掃描小表+分區數*全表掃描大表的代價和。
至于兩個表都進行分區，其好處是可以使用parallel query，就是多個進程同時對不同的分區進行join，然后再合并。但是復雜。
使用hash join時，HASH_AREA_SIZE初始化參數必須足夠的大，如果是9i，Oracle建議使用SQL工作區自動管理，設置WORKAREA_SIZE_POLICY 為AUTO，然后調整PGA_AGGREGATE_TARGET即可。
以下條件下hash join可能有優勢：
?? 1）兩個巨大的表之間的連接。
?? 2）在一個巨大的表和一個小表之間的連接。
要點如下：
?? 1）散列連接是CBO 做大數據集連接時的常用方式.
?? 2）也可以用USE_HASH(table_name1 table_name2)提示來強制使用散列連接
?? 3）Hash join在兩個表的數據量差別很大的時候.
?? 4）Hash join的工作方式是將一個表（通常是小一點的那個表）做hash運算并存儲到hash列表中，從另一個表中抽取記錄，做hash運算，到hash 列表中找到相應的值，做匹配。
可用ordered提示來改變CBO默認的驅動表，可用USE_HASH(table_name1 table_name2)提示來強制使用hash join。
例子：
SQL> set wrap off;
SQL> drop table tt purge;
表已刪除。
SQL> drop table tt1 purge;
表已刪除。
SQL> create table tt as select * from user_tables;
表已創建。
SQL> create table tt1 as select * from user_tables where table_name not like '%ACCESS%';
表已創建。
SQL> set autotrace traceony;
SQL> select a.table_name,b.table_name from tt a,tt1 b
? 2? where a.table_name = b.table_name;
已選擇1913行。
執行計劃
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2918007165
---------------------------------------------------------------------------
| Id? | Operation????????? | Name | Rows? | Bytes | Cost (%CPU)| Time???? |
---------------------------------------------------------------------------
|?? 0 | SELECT STATEMENT?? |????? |? 1853 | 63002 |??? 40?? (3)| 00:00:01 |
|*? 1 |? HASH JOIN???????? |????? |? 1853 | 63002 |??? 40?? (3)| 00:00:01 |
|?? 2 |?? TABLE ACCESS FULL| TT1? |? 1853 | 31501 |??? 19?? (0)| 00:00:01 |
|?? 3 |?? TABLE ACCESS FULL| TT?? |? 1939 | 32963 |??? 20?? (0)| 00:00:01 |
---------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
?? 1 - access("A"."TABLE_NAME"="B"."TABLE_NAME")
Note
-----
?? - dynamic sampling used for this statement (level=2)
統計信息
----------------------------------------------------------
???????? 16? recursive calls
????????? 0? db block gets
??????? 379? consistent gets
??????? 117? physical reads
????????? 0? redo size
????? 84524? bytes sent via SQL*Net to client
?????? 1813? bytes received via SQL*Net from client
??????? 129? SQL*Net roundtrips to/from client
????????? 0? sorts (memory)
????????? 0? sorts (disk)
?????? 1913? rows processed
3. SORT MERGE JOIN
?a）對連接的每個表做table access full；
?b）對table access full的結果進行排序；
?c）進行merge join對排序結果進行合并。
sort merge join性能開銷幾乎都在前兩步。一般是在沒有索引的情況下，9i開始已經很少出現，因為其排序成本高，大多為hash join替代。
通常情況下hash join的效果都比sort merge join要好，但是，如果行源已經被排過序，在執行sort merge join時不需要再排序，這時sort merge join的性能會優于hash join。
當全表掃描比“索引范圍掃描后再通過rowid進行表訪問”更可取的情況下，sort merge join會比nested loops性能更佳。
要點如下：
? 1）使用USE_MERGE(table_name1 table_name2)來強制使用排序合并連接.
? 2）Sort Merge join 用在沒有索引，并且數據已經排序的情況.
? 3）連接步驟：將兩個表排序，然后將兩個表合并。
? 4）通常情況下，只有在以下情況發生時，才會使用此種JOIN方式：
???? a）RBO模式
???? b）不等價關聯(>,<,>=,<=,<>)
???? c）bHASH_JOIN_ENABLED=false
???? d）數據源已排序
???? e）Merge Join 是先將關聯表的關聯列各自做排序，然后從各自的排序表中抽取數據，到另一個排序表中做匹配，因為merge join需要做更多的排序，所以消耗的資源更多。?
???? f) like ,not like
??????? 通常來講，能夠使用merge join的地方，hash join都可以發揮更好的性能
可用USE_MERGE(table_name1 table_name2)提示強制使用sort merge join。
例子：
SQL> drop table ttt purge;
表已刪除。
SQL> drop table ttt1 purge;
表已刪除。
SQL> create table ttt as select *? from user_tables order by table_name desc;
表已創建。
SQL> create table ttt1 as select * from user_tables? where table_name? like '%ACCESS%' order by table_name desc ;
表已創建。
當我們執行等值連接時此時為hash join:
SQL> select a.table_name,b.table_name from ttt a,ttt1 b
? 2? where a.table_name=b.table_name;
已選擇1913行。
執行計劃
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 1061339121
---------------------------------------------------------------------------
| Id? | Operation????????? | Name | Rows? | Bytes | Cost (%CPU)| Time???? |
---------------------------------------------------------------------------
|?? 0 | SELECT STATEMENT?? |????? |? 1798 | 61132 |??? 40?? (3)| 00:00:01 |
|*? 1 |? HASH JOIN???????? |????? |? 1798 | 61132 |??? 40?? (3)| 00:00:01 |
|?? 2 |?? TABLE ACCESS FULL| TTT? |? 1798 | 30566 |??? 20?? (0)| 00:00:01 |
|?? 3 |?? TABLE ACCESS FULL| TTT1 |? 1944 | 33048 |??? 19?? (0)| 00:00:01 |
---------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
?? 1 - access("A"."TABLE_NAME"="B"."TABLE_NAME")
Note
-----
?? - dynamic sampling used for this statement (level=2)
統計信息
----------------------------------------------------------
???????? 16? recursive calls
????????? 0? db block gets
??????? 377? consistent gets
??????? 117? physical reads
????????? 0? redo size
????? 84520? bytes sent via SQL*Net to client
?????? 1813? bytes received via SQL*Net from client
??????? 129? SQL*Net roundtrips to/from client
????????? 0? sorts (memory)
????????? 0? sorts (disk)
?????? 1913? rows processed
當我們在等值連接的基礎上加上限制條件>,就變sort merge join
SQL> select a.table_name,b.table_name,b.tablespace_name from ttt a,ttt1 b
? 2?? where a.table_name > b.table_name;
已選擇10581行。
執行計劃
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 200774751
----------------------------------------------------------------------------
| Id? | Operation?????????? | Name | Rows? | Bytes | Cost (%CPU)| Time???? |
----------------------------------------------------------------------------
|?? 0 | SELECT STATEMENT??? |????? |?? 768 | 39936 |??? 25?? (8)| 00:00:01 |
|?? 1 |? MERGE JOIN???????? |????? |?? 768 | 39936 |??? 25?? (8)| 00:00:01 |
|?? 2 |?? SORT JOIN???????? |????? |???? 8 |?? 272 |???? 4? (25)| 00:00:01 |
|?? 3 |??? TABLE ACCESS FULL| TTT1 |???? 8 |?? 272 |???? 3?? (0)| 00:00:01 |
|*? 4 |?? SORT JOIN???????? |????? |? 1921 | 34578 |??? 21?? (5)| 00:00:01 |
|?? 5 |??? TABLE ACCESS FULL| TTT? |? 1921 | 34578 |??? 20?? (0)| 00:00:01 |
----------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
?? 4 - access("A"."TABLE_NAME">"B"."TABLE_NAME")
?????? filter("A"."TABLE_NAME">"B"."TABLE_NAME")
Note
-----
?? - dynamic sampling used for this statement (level=2)
統計信息
----------------------------------------------------------
???????? 10? recursive calls
????????? 0? db block gets
???????? 74? consistent gets
????????? 1? physical reads
????????? 0? redo size
???? 321209? bytes sent via SQL*Net to client
?????? 8171? bytes received via SQL*Net from client
??????? 707? SQL*Net roundtrips to/from client
????????? 2? sorts (memory)
????????? 0? sorts (disk)
????? 10581? rows processed
SQL> select a.table_name,b.table_name,b.tablespace_name from ttt a,ttt1 b
? 2?? where a.table_name > b.table_name;
已選擇10581行。
總結
|
類別 |
?NESTED LOOP |
SORT MERGE JOIN |
HASH JOIN? |
|
優化器提示 |
USE_NL |
USE_MERGE |
USE_HASH |
|
使用的條件 |
任何連接 |
主要用于不等價連接，如<、?<=、?>、?>=;但是不包括?<> |
僅用于等價連接 |
|
相關資源 |
CPU、磁盤I/O |
內存、臨時空間 |
內存、臨時空間 |
|
特點 |
當有高選擇性索引或進行限制性搜索時效率比較高，能夠快速返回第一次的搜索結果。 |
當缺乏索引或者索引條件模糊時，排序合并連接比嵌套循環有效。 |
當缺乏索引或者索引條件模糊時，哈希連接連接比嵌套循環有效。通常比排序合并連接快。在數據倉庫環境下，如果表的紀錄數多，效率高。 |
|
缺點 |
當索引丟失或者查詢條件限制不夠時，效率很低；當表的紀錄數多時，效率低。 |
所有的表都需要排序。它為最優化的吞吐量而設計，并且在結果沒有全部找到前不返回數據。 |
為建立哈希表，需要大量內存。第一次的結果返回較慢。 |
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