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Oracle數據庫系統性能優化策略

2013-11-13 15:38:23  來源: Oracle 

  一個數據庫系統的生命周期可以分成設計開發和成品三個階段在設計階段進行數據庫性能優化的成本最低收益最大在成品階段進行數據庫性能優化的成本最高收益最小數據庫的優化可以通過對網絡硬件操作系統數據庫參數和應用程序的優化來進行最常見的優化手段就是對硬件的升級據統計對網絡硬件操作系統數據庫參數進行優化所獲得的性能提升全部加起來只占數據庫系統性能提升的%左右其余的%系統性能提升來自對應用程序的優化許多優化專家認為對應用程序的優化可以得到%的系統性能的提升

  數據庫性能的優化

  數據庫設計是應用程序設計的基礎其性能直接影響應用程序的性能數據庫性能包括存儲空間需求量的大小和查詢響應時間的長短兩個方面為了優化數據庫性能需要對數據庫中的表進行規范化規范化的范式可分為第一范式第二范式第三范式BCNF范式第四范式和第五范式一般來說邏輯數據庫設計會滿足規范化的前級標准但由於滿足第三范式的表結構容易維護且基本滿足實際應用的要求因此實際應用中一般都按照第三范式的標准進行規范化但是規范化也有缺點由於將一個表拆分成為多個表在查詢時需要多表連接降低了查詢速度

  由於規范化有可能導致查詢速度慢的缺點考慮到一些應用需要較快的響應速度在設計表時應同時考慮對某些表進行反規范化反規范化可以采用以下幾種方法

   分割表

  分割表包括水平分割和垂直分割

  水平分割是按照行將一個表分割為多個表這可以提高每個表的查詢速度但查詢更新時要選擇不同的表統計時要匯總多個表因此應用程序會更復雜

  垂直分割是對於一個列很多的表若某些列的訪問頻率遠遠高於其它列就可以將主鍵和這些列作為一個表將主鍵和其它列作為另外一個表通過減少列的寬度增加了每個數據頁的行數一次I/O就可以掃描更多的行從而提高了訪問每一個表的速度但是由於造成了多表連接所以應該在同時查詢或更新不同分割表中的列的情況比較少的情況下使用

   保留冗余列

  當兩個或多個表在查詢中經常需要連接時可以在其中一個表上增加若干冗余的列以避免表之間的連接過於頻繁由於對冗余列的更新操作必須對多個表同步進行所以一般在冗余列的數據不經常變動的情況下使用

   增加派生列

  派生列是由表中的其它多個列計算所得增加派生列可以減少統計運算在數據匯總時可以大大縮短運算時間

  應用程序性能的優化

  應用程序的優化通常可分為兩個方面源代碼和SQL語句由於涉及到對程序邏輯的改變源代碼的優化在時間成本和風險上代價很高而對數據庫系統性能的提升收效有限因此應用程序的優化應著重在SQL語句的優化對於海量數據劣質SQL語句和優質SQL語句之間的速度差別可以達到上百倍可見對於一個系統不是簡單地能實現其功能就行而是要寫出高質量的SQL語句提高系統的可用性

  下面就某些SQL語句的where子句編寫中需要注意的問題作詳細介紹在這些where子句中即使某些列存在索引但是由於編寫了劣質的SQL系統在運行該SQL語句時也不能使用該索引而同樣使用全表掃描這就造成了響應速度的極大降低

   IS NULL 與 IS NOT NULL

  不能用null作索引任何包含null值的列都將不會被包含在索引中即使索引有多列的情況下只要這些列中有一列含有null該列就會從索引中排除也就是說如果某列存在空值即使對該列建索引也不會提高性能

  任何在where子句中使用is null或is not null的語句優化器是不允許使用索引的

   聯接列

  對於有聯接的列即使最後的聯接值為一個靜態值優化器不會使用索引的例如假定有一個職工表(employee)對於一個職工的姓和名分成兩列存放(FIRST_NAME和LAST_NAME)現在要查詢一個叫喬治?布什(George Bush)的職工 下面是一個采用聯接查詢的SQL語句

  select * from employee where first_name||||last_name =George Bush

  上面這條語句完全可以查詢出是否有George Bush這個員工但是這裡需要注意系統優化器對基於last_name創建的索引沒有使用

  當采用下面這種SQL語句的編寫Oracle系統就可以采用基於last_name創建的索引

  Select * From employee where first_name =George and last_name =Bush

  遇到下面這種情況又如何處理呢?如果一個變量(name)中存放著George Bush這個員工的姓名對於這種情況我們又如何避免全程遍歷使用索引呢?可以使用一個函數將變量name中的姓和名分開就可以了但是有一點需要注意這個函數是不能作用在索引列上下面是SQL查詢腳本

  select * from employee where first_name = SUBSTR(&&nameINSTR(&&name

  and last_name = SUBSTR(&&nameINSTR(&&name )+

   帶通配符(%)的like語句

  同樣以上面的例子來看這種情況目前的需求是這樣的要求在職工表中查詢名字中包含Bush的人可以采用如下的查詢SQL語句

  select * from employee where last_name like %Bush%

  這裡由於通配符(%)在搜尋詞首出現所以Oracle系統不使用last_name的索引在很多情況下可能無法避免這種情況但是一定要心中有底通配符如此使用會降低查詢速度然而當通配符出現在字符串其他位置時優化器就能利用索引例如在下面的查詢中索引得到了使用

  select * from employee where last_name like c%

   Order by語句

  Order by語句決定了Oracle如何將返回的查詢結果排序Order by語句對要排序的列沒有什麼特別的限制也可以將函數加入列中(象聯接或者附加等)任何在Order by語句的非索引項或者有計算表達式都將降低查詢速度

  仔細檢查order by語句以找出非索引項或者表達式它們會降低性能解決這個問題的辦法就是重寫order by語句以使用索引也可以為所使用的列建立另外一個索引同時應絕對避免在order by子句中使用表達式

   NOT

  我們在查詢時經常在where子句使用一些邏輯表達式如大於小於等於以及不等於等等也可以使用and(與)or(或)以及not(非)NOT可用來對任何邏輯運算符號取反下面是一個NOT子句的例子

  …… where not (status =VALID

  如果要使用NOT則應在取反的短語前面加上括號並在短語前面加上NOT運算符NOT運算符包含在另外一個邏輯運算符中這就是不等於(<>)運算符換句話說即使不在查詢where子句中顯式地加入NOT詞NOT仍在運算符中見下例

  …… where status <>INVALID

  再看下面這個例子

  select * from employee where salary<>

  對這個查詢可以改寫為不使用NOT的語句

  select * from employee where salary< or salary>

  雖然這兩種查詢的結果一樣但是第二種查詢方案會比第一種查詢方案更快些第二種查詢允許Oracle對salary列使用索引而第一種查詢則不能使用索引

   IN和EXISTS

  有時候會將一列和一系列值相比較最簡單的辦法就是在where子句中使用子查詢在where子句中可以使用兩種格式的子查詢

  第一種格式是使用IN操作符 …… where column in(select * from …… where ……)

  第二種格式是使用EXIST操作符 …… where exists (select X from ……where ……)

  絕大多數人會使用第一種格式因為它比較容易編寫而實際上第二種格式要遠比第一種格式的效率高在Oracle中可以將幾乎所有的IN操作符子查詢改寫為使用EXISTS的子查詢

  第二種格式中子查詢以select X開始運用EXISTS子句不管子查詢從表中抽取什麼數據它只查看where子句這樣優化器就不必遍歷整個表而僅根據索引就可完成工作(這裡假定在where語句中使用的列存在索引)相對於IN子句來說EXISTS使用相連子查詢構造起來要比IN子查詢困難一些

  通過使用EXISTSOracle系統會首先檢查主查詢然後運行子查詢直到找到第一個匹配項這就節省了時間Oracle系統在執行IN子查詢時首先執行子查詢並將獲得的結果列表存放在一個加了索引的臨時表中在執行子查詢之前系統先將主查詢掛起待子查詢執行完畢存放在臨時表中以後再執行主查詢這也就是使用EXISTS比使用IN通常查詢速度快的原因

  同時應盡可能使用NOT EXISTS來代替NOT IN盡管二者都使用了NOT(不能使用索引而降低速度)但NOT EXISTS要比NOT IN查詢效率更高

  


From:http://tw.wingwit.com/Article/program/Oracle/201311/17060.html
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