Oracle 19c入门学习教程，从入门到精通，Oracle优化SQL语句 — 语法知识点与使用方法详解(16）

Oracle优化SQL语句 --- 语法知识点与使用方法详解

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一、环境准备（Oracle数据库安装简要说明）

注意：Oracle数据库安装较为复杂，以下为简化版安装流程（以 Oracle Database 21c Express Edition 为例）。

1. 下载 Oracle Database 21c XE

• 官网地址：https://www.oracle.com/database/technologies/xe-downloads.html
• 支持平台：Windows / Linux

2. 安装步骤（以 Windows 为例）

1. 以管理员身份运行安装程序 OracleXE21c_Win64.exe
2. 设置 SYS / SYSTEM 用户密码（记住该密码）
3. 选择安装路径（默认即可）
4. 安装完成后，服务自动启动：
   • OracleServiceXE
   • OracleXETNSListener

3. 验证安装

# 打开命令行
sqlplus sys/your_password@//localhost:1521/XE as sysdba

若成功进入 SQL> 提示符，说明安装成功。

4. 创建测试用户（可选）

-- 以 sys 用户登录后执行
CREATE USER test_user IDENTIFIED BY test123;
GRANT CONNECT, RESOURCE, DBA TO test_user;

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二、常规SQL语句优化

1. 不用"*"代替所有列名

✅ 原理：

• SELECT * 会读取所有列，增加 I/O 和网络传输开销。
• 明确指定列可利用覆盖索引，提升性能。

📌 案例代码：

-- ❌ 不推荐
SELECT * FROM employees;

-- ✅ 推荐：只查询需要的字段
SELECT employee_id, first_name, last_name, salary
FROM employees;

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2. 用 TRUNCATE 代替 DELETE（清空整表时）

✅ 原理：

• DELETE 是 DML，逐行删除并写日志，可回滚，但慢。
• TRUNCATE 是 DDL，直接释放数据段，不可回滚，速度快，不触发触发器。

⚠️ 注意：

• TRUNCATE 不能带 WHERE 条件。
• 需要 DROP ANY TABLE 权限（通常 DBA 或表所有者）。

📌 案例代码：

-- 删除所有员工记录（可回滚，慢）
DELETE FROM employees_temp;

-- 清空整个表（不可回滚，快）
TRUNCATE TABLE employees_temp;

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3. 在确保完整性的情况下多用 COMMIT

✅ 原理：

• 频繁 COMMIT 可释放 UNDO 段，减少锁争用，避免 ORA-1555 错误。
• 但不要过度提交（影响事务一致性）。

📌 案例代码（批量插入 + 分批提交）：

DECLARE
  i NUMBER := 0;
BEGIN
  FOR rec IN (SELECT level AS id, 'User_' || level AS name FROM dual CONNECT BY level <= 10000)
  LOOP
    INSERT INTO users (user_id, user_name) VALUES (rec.id, rec.name);
    i := i + 1;
    
    -- 每 1000 行提交一次
    IF MOD(i, 1000) = 0 THEN
      COMMIT;
      DBMS_OUTPUT.PUT_LINE('Committed ' || i || ' records');
    END IF;
  END LOOP;
  COMMIT; -- 提交剩余记录
END;
/

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4. 尽量减少表的查询次数

✅ 原理：

• 多次访问同一表会增加逻辑读和物理读。
• 使用子查询、连接或分析函数合并操作。

📌 案例代码：

-- ❌ 两次查询 employees 表
SELECT COUNT(*) FROM employees WHERE department_id = 10;
SELECT AVG(salary) FROM employees WHERE department_id = 10;

-- ✅ 一次查询完成
SELECT COUNT(*), AVG(salary)
FROM employees
WHERE department_id = 10;

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5. 用 [NOT] EXISTS 代替 [NOT] IN

✅ 原理：

• NOT IN 在子查询含 NULL 时返回空结果（逻辑陷阱）。
• EXISTS 使用半连接（semi-join），效率更高。

📌 案例代码：

-- ❌ NOT IN：若子查询有 NULL，结果为空！
SELECT employee_id
FROM employees
WHERE department_id NOT IN (
  SELECT department_id
  FROM departments
  WHERE location_id = 1700
);

-- ✅ 使用 NOT EXISTS（安全且高效）
SELECT e.employee_id
FROM employees e
WHERE NOT EXISTS (
  SELECT 1
  FROM departments d
  WHERE d.department_id = e.department_id
    AND d.location_id = 1700
);

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三、表连接优化

1. 驱动表的选择

✅ 原理：

• 驱动表（Driving Table）是嵌套循环连接中先被扫描的表。
• 应选择结果集小的表作为驱动表。

📌 案例（使用 /*+ LEADING */ 提示）：

-- 假设 departments 表小，employees 表大
SELECT /*+ LEADING(d) */ e.first_name, d.department_name
FROM employees e
JOIN departments d ON e.department_id = d.department_id
WHERE d.location_id = 1700;

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2. WHERE 子句的连接顺序

✅ 原理：

• 虽然 CBO（Cost-Based Optimizer）会重排，但清晰的写法有助于阅读和调试。
• 先写连接条件，再写过滤条件。

📌 案例：

-- 推荐写法
SELECT e.first_name, j.job_title
FROM employees e
JOIN jobs j ON e.job_id = j.job_id
WHERE e.salary > 5000
  AND j.job_title LIKE '%Manager%';

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四、合理使用索引

1. 何时使用索引？

• 列出现在 WHERE、JOIN、ORDER BY、GROUP BY 中。
• 高选择性列（如主键、唯一ID）。
• 避免在低选择性列（如性别）上建单列索引。

2. 索引列和表达式的选择

❌ 错误：对列使用函数 → 索引失效

-- 索引无法使用
SELECT * FROM employees WHERE UPPER(last_name) = 'KING';

✅ 正确：使用函数索引 或 改写条件

-- 方式1：创建函数索引
CREATE INDEX idx_emp_upper_lastname ON employees(UPPER(last_name));

-- 方式2：避免函数（如果业务允许）
SELECT * FROM employees WHERE last_name = 'King'; -- 假设数据规范

3. 选择复合索引主列

✅ 原理：

• 复合索引 (col1, col2, col3) 只在 WHERE 包含 col1 时有效（最左前缀原则）。

📌 案例：

-- 创建复合索引
CREATE INDEX idx_emp_dept_sal ON employees(department_id, salary);

-- ✅ 能用索引
SELECT * FROM employees WHERE department_id = 10 AND salary > 5000;

-- ✅ 能用索引（只用到第一列）
SELECT * FROM employees WHERE department_id = 10;

-- ❌ 无法使用索引
SELECT * FROM employees WHERE salary > 5000;

4. 避免全表扫描大表

• 对大表（>百万行）的查询必须有索引支持。
• 使用 EXPLAIN PLAN 验证是否走索引。

5. 监视索引是否被使用

-- 开启索引监控（11g 后已弃用，改用 AWR 或 V$SEGMENT_STATISTICS）
-- 替代方案：查询执行计划或使用 SQL Monitor

-- 查看索引统计信息
SELECT index_name, table_name, num_rows, last_analyzed
FROM user_indexes
WHERE table_name = 'EMPLOYEES';

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五、优化器的使用

1. 运行 EXPLAIN PLAN

📌 案例：

-- 生成执行计划
EXPLAIN PLAN FOR
SELECT e.first_name, d.department_name
FROM employees e
JOIN departments d ON e.department_id = d.department_id
WHERE e.salary > 10000;

-- 查看执行计划
SELECT * FROM TABLE(DBMS_XPLAN.DISPLAY);

输出解读关键字段：

• OPERATION: 访问方式（TABLE ACCESS FULL / INDEX RANGE SCAN）
• COST: 估算代价
• ROWS: 估算返回行数

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2. Oracle 中 SQL 执行计划管理（SPM）

适用于防止执行计划突变（如统计信息更新后变差）

-- 加载 SQL 到 SPM Baseline
DECLARE
  l_plans_loaded PLS_INTEGER;
BEGIN
  l_plans_loaded := DBMS_SPM.LOAD_PLANS_FROM_CURSOR_CACHE(
    sql_id => 'abc123xyz'  -- 从 V$SQL 获取
  );
END;
/

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六、数据库和 SQL 重演

1. 数据库重演（Database Replay）

捕获生产负载，在测试环境重放（需 Enterprise Edition）

2. SQL 重演（SQL Performance Analyzer, SPA）

比较变更前后 SQL 性能（如升级、参数调整）

-- 创建 SPA 任务（示例）
DECLARE
  l_task_name VARCHAR2(30);
BEGIN
  l_task_name := DBMS_SQLPA.CREATE_ANALYSIS_TASK(
    sqlset_name => 'my_sqlset',
    task_name   => 'spa_task_01'
  );
  
  DBMS_SQLPA.EXECUTE_ANALYSIS_TASK(
    task_name => l_task_name,
    execution_type => 'TEST EXECUTE'
  );
END;
/

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七、Oracle 性能顾问

1. SQL 调优顾问（SQL Tuning Advisor）

-- 创建调优任务
DECLARE
  l_task_name VARCHAR2(30);
BEGIN
  l_task_name := DBMS_SQLTUNE.CREATE_TUNING_TASK(
    sql_text => 'SELECT * FROM employees WHERE salary > 10000',
    task_name => 'tune_emp_salary'
  );
  
  DBMS_SQLTUNE.EXECUTE_TUNING_TASK(task_name => 'tune_emp_salary');
END;
/

-- 查看建议
SELECT DBMS_SQLTUNE.REPORT_TUNING_TASK('tune_emp_salary') FROM dual;

2. SQL 访问顾问（SQL Access Advisor）

建议创建索引、物化视图等

DECLARE
  l_task_name VARCHAR2(30);
  l_wkld_name VARCHAR2(30);
BEGIN
  -- 创建工作负载（可来自 SQL Cache）
  l_wkld_name := DBMS_ADVISOR.CREATE_FILE(
    directory => 'DATA_PUMP_DIR',
    filename  => 'workload.txt'
  );

  l_task_name := DBMS_ADVISOR.CREATE_TASK('SQL Access Advisor', 'access_task_01');
  
  DBMS_ADVISOR.ADD_STS_REF(l_task_name, 'MY_WORKLOAD_STS');
  DBMS_ADVISOR.EXECUTE_TASK(l_task_name);
END;
/

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八、综合性案例

场景：优化一个慢查询报表

原始 SQL（性能差）：

SELECT *
FROM employees e,
     departments d,
     locations l
WHERE e.department_id = d.department_id(+)
  AND d.location_id = l.location_id(+)
  AND e.salary > (SELECT AVG(salary) FROM employees)
  AND UPPER(e.last_name) LIKE '%A%';

优化步骤：

步骤1：避免 SELECT * 和外连接写法

-- 改为 ANSI JOIN，明确字段
SELECT e.employee_id, e.first_name, e.last_name, e.salary,
       d.department_name, l.city
FROM employees e
LEFT JOIN departments d ON e.department_id = d.department_id
LEFT JOIN locations l ON d.location_id = l.location_id
WHERE e.salary > (SELECT AVG(salary) FROM employees)
  AND UPPER(e.last_name) LIKE '%A%';

步骤2：创建函数索引

CREATE INDEX idx_emp_upper_lastname ON employees(UPPER(last_name));

步骤3：物化子查询（避免重复计算）

WITH avg_sal AS (SELECT AVG(salary) AS avg_salary FROM employees)
SELECT e.employee_id, e.first_name, e.last_name, e.salary,
       d.department_name, l.city
FROM employees e
LEFT JOIN departments d ON e.department_id = d.department_id
LEFT JOIN locations l ON d.location_id = l.location_id
CROSS JOIN avg_sal
WHERE e.salary > avg_sal.avg_salary
  AND UPPER(e.last_name) LIKE '%A%';

步骤4：验证执行计划

EXPLAIN PLAN FOR
-- 上述 WITH 查询

SELECT * FROM TABLE(DBMS_XPLAN.DISPLAY);

预期结果：使用 INDEX RANGE SCAN on idx_emp_upper_lastname，子查询只执行一次。

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总结

优化点	关键操作
列选择	避免 *，只选必要字段
删除数据	大量清空用 TRUNCATE
事务控制	批量操作分批 COMMIT
子查询	用 EXISTS 替代 IN
索引	高选择性列、复合索引最左前缀、避免函数
执行计划	用 EXPLAIN PLAN 验证
自动优化	使用 SQL Tuning Advisor

通过以上方法，可显著提升 Oracle SQL 性能，降低系统资源消耗。