索引之(Clustering factor) (Filtering factor)(optimizer_index_cost_adj)

Oracle Index 的三个问题 收藏
索引( Index )是常见的数据库对象，它的设置好坏、使用是否得当，极大地影响数据库应用程序和Database 的性能。 虽然有许多资料讲索引的用法， DBA 和 Developer 们也经常与它打交道，但笔者发现，还是有不少的人对它存在误解，因此针对使用中的常见问题，讲三个问题。此文所有示例所用的数据库是 Oracle 8.1.7 OPS on HP N series ,示例全部是真实数据，读者不需要注意具体的数据大小，而应注意在使用不同的方法后，数据的比较。本文所讲基本都是陈词滥调，但是笔者试图通过实际的例子，来真正让您明白事情的关键。

第一讲、索引并非总是最佳选择

如果发现Oracle 在有索引的情况下，没有使用索引，这并不是Oracle 的优化器出错。在有些情况下，Oracle 确实会选择全表扫描（Full Table Scan）,而非索引扫描（Index Scan）。这些情况通常有：

1. 表未做statistics, 或者 statistics 陈旧，导致 Oracle 判断失误。

2. 根据该表拥有的记录数和数据块数，实际上全表扫描要比索引扫描更快。

对第1种情况，最常见的例子，是以下这句sql 语句：

select count(*) from mytable;

在未作statistics 之前，它使用全表扫描，需要读取6000多个数据块（一个数据块是8k）, 做了statistics 之后，使用的是 INDEX (FAST FULL SCAN) ，只需要读取450个数据块。但是，statistics 做得不好，也会导致Oracle 不使用索引。

第2种情况就要复杂得多。一般概念上都认为索引比表快，比较难以理解什么情况下全表扫描要比索引扫描快。为了讲清楚这个问题，这里先介绍一下Oracle 在评估使用索引的代价（cost）时两个重要的数据：CF(Clustering factor) 和 FF(Filtering factor).

CF: 所谓 CF, 通俗地讲，就是每读入一个索引块，要对应读入多少个数据块。

FF: 所谓 FF, 就是该sql 语句所选择的结果集，占总的数据量的百分比。

大约的计算公式是：FF * (CF + 索引块个数) ，由此估计出，一个查询， 如果使用某个索引，会需要读入的数据块块数。需要读入的数据块越多，则 cost 越大，Oracle 也就越可能不选择使用 index. （全表扫描需要读入的数据块数等于该表的实际数据块数）

其核心就是， CF 可能会比实际的数据块数量大。CF 受到索引中数据的排列方式影响，通常在索引刚建立时，索引中的记录与表中的记录有良好的对应关系，CF 都很小；在表经过大量的插入、修改后，这种对应关系越来越乱，CF 也越来越大。此时需要 DBA 重新建立或者组织该索引。

如果某个sql 语句以前一直使用某索引，较长时间后不再使用，一种可能就是 CF 已经变得太大，需要重新整理该索引了。

FF 则是Oracle 根据 statistics 所做的估计。比如, mytables 表有32万行，其主键myid的最小值是1，最大值是409654，考虑以下sql 语句：

Select * from mytables where myid>=1; 和

Select * from mytables where myid>=400000

这两句看似差不多的 sql 语句，对Oracle 而言，却有巨大的差别。因为前者的 FF 是100%， 而后者的 FF 可能只有 1%。如果它的CF 大于实际的数据块数，则Oracle 可能会选择完全不同的优化方式。而实际上，在我们的数据库上的测试验证了我们的预测. 以下是在HP 上执行时它们的 explain plan:

第一句：

SQL> select * from mytables where myid>=1;

已选择325917行。

Execution Plan

----------------------------------------------------------

0 SELECT STATEMENT ptimizer=CHOOSE (Cost=3132 Card=318474 Byt es=141402456)

1 0 TABLE ACCESS (FULL) OF 'MYTABLES' (Cost=3132 Card=318474 Byt es=141402456)

Statistics

----------------------------------------------------------

7 recursive calls

89 db block gets

41473 consistent gets

19828 physical reads

0 redo size

131489563 bytes sent via SQL*Net to client

1760245 bytes received via SQL*Net from client

21729 SQL*Net roundtrips to/from client

1 sorts (memory)

0 sorts (disk)

325917 rows processed

第二句：

Execution Plan

----------------------------------------------------------

0 SELECT STATEMENT ptimizer=CHOOSE (Cost=346 Card=663 Bytes=2 94372)

1 0 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'MYTABLES' (Cost=346 Card=663

Bytes=294372)

2 1 INDEX (RANGE SCAN) OF 'PK_MYTABLES' (UNIQUE) (Cost=5 Card=663)

Statistics

----------------------------------------------------------

1278 recursive calls

0 db block gets

6647 consistent gets

292 physical reads

0 redo size

3544898 bytes sent via SQL*Net to client

42640 bytes received via SQL*Net from client

524 SQL*Net roundtrips to/from client

1 sorts (memory)

0 sorts (disk)

7838 rows processed

显而易见，第1句没有使用索引，第2句使用了主键索引pk_mytables. FF的巨大影响由此可见一斑。由此想到，我们在写sql 语句时，如果预先估计一下 FF, 你就几乎可以预见到 Oracle 会否使用索引。

optimizer_index_cost_adj:

OPTIMIZER_INDEX_COST_ADJ
这个初始化参数代表一个百分比,取值范围在1到10000之间.
该参数表示索引扫描和全表扫描成本的比较。缺省值100表示索引扫描成本等价转换与全表扫描成本。

这些参数对于CBO的执行具有重大影响，其缺省值对于数据库来说通常需要调整。
一般来说对于OPTIMIZER_INDEX_CACHING可以设置为90左右
对于大多数OLTP系统，OPTIMIZER_INDEX_COST_ADJ可以设置在10到50之间。对于数据仓库和DSS系统，
可能不能简单的把OPTIMIZER_INDEX_COST_ADJ设置为50，通常我们需要反复调整取得一个合理值.
更为具体的可以根据统计信息,db file scattered reads/db file sequential reads来计算.

本文通过实验对该参数的使用作出探讨和说明.

我们看到optimizer_index_cost_adj的缺省值为100.

[oracle@jumper udump]$ sqlplus eygle/eygle SQL*Plus: Release 9.2.0.3.0 - Production on Mon Jun 28 17:11:15 2004 Copyright (c) 1982, 2002, Oracle Corporation. All rights reserved. Connected to: Oracle9i Enterprise Edition Release 9.2.0.3.0 - Production With the Partitioning, OLAP and Oracle Data Mining options JServer Release 9.2.0.3.0 - Production SQL> show parameter optimizer_index_cost_adj NAME TYPE VALUE ------------------------------------ ----------- ------------------------------ optimizer_index_cost_adj integer 100 SQL>

创建测试表:

SQL> create table t as select * from dba_objects; Table created. SQL> create index ind_owner on t(owner); Index created. SQL> analyze table t compute statistics; Table analyzed.

我们分别观察一下全表扫描和索引访问的成本:

SQL> set autotrace traceonly SQL> select * from t where wner='EYGLE'; Execution Plan ---------------------------------------------------------- 0 SELECT STATEMENT ptimizer=CHOOSE (Cost=14 Card=476 Bytes=36652) 1 0 TABLE ACCESS (FULL) OF 'T' (Cost=14 Card=476 Bytes=36652) SQL> select /*+ index(t ind_owner) */ * from t where wner='EYGLE'; Execution Plan ---------------------------------------------------------- 0 SELECT STATEMENT ptimizer=CHOOSE (Cost=16 Card=476 Bytes=36652) 1 0 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'T' (Cost=16 Card=476 Bytes=36652) 2 1 INDEX (RANGE SCAN) OF 'IND_OWNER' (NON-UNIQUE) (Cost=2 Card=476)

Oracle在选择不同的访问路径时，会对全表扫描和索引扫描进行比较评估.

在比较的时候，Oracle会把索引扫描的成本转换为全表扫描的成本，和全表扫描的COST进行比较.这个转换需要一个转换因子.
就是optimizer_index_cost_adj:

optimizer_index_cost_adj * (Index Scan Cost) = 等价的 Full Scan Cost

这个 等价的 Full Scan Cost 就是来和全表扫描成本进行比较的.

而这个转换因子的临界值实际上就是Full Scan Cost 和 Index Scan Cost的比值.

即:

optimizer_index_cost_adj = Full Scan Cost / Index Scan Cost

SQL> set autotrace off SQL> select (14/16)*100 from dual; (14/16)*100 ----------- 87.5 1 row selected.

我们通过调整optimizer_index_cost_adj来看一下执行计划的变化:

SQL> set autotrace traceonly SQL> alter session set optimizer_index_cost_adj = 87; Session altered. SQL> select * from t where wner='EYGLE'; Execution Plan ---------------------------------------------------------- 0 SELECT STATEMENT ptimizer=CHOOSE (Cost=14 Card=476 Bytes=36652) 1 0 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'T' (Cost=14 Card=476 Bytes=36652) 2 1 INDEX (RANGE SCAN) OF 'IND_OWNER' (NON-UNIQUE) (Cost=2 Card=476) 此时使用索引成本较低.等价全表扫描成本为: 87% * (Index Scan Cost) < Full Scan Cost 此时Oracle选择了索引. SQL> alter session set optimizer_index_cost_adj = 88; Session altered. SQL> select * from t where wner='EYGLE'; Execution Plan ---------------------------------------------------------- 0 SELECT STATEMENT ptimizer=CHOOSE (Cost=14 Card=476 Bytes=36652) 1 0 TABLE ACCESS (FULL) OF 'T' (Cost=14 Card=476 Bytes=36652) 此时使用索引成本较高.等价全表扫描成本为: 88% * (Index Scan Cost) > Full Scan Cost 所以Oracle选择了全表扫描.

来自 “ ITPUB博客 ” ，链接：http://blog.itpub.net/11782778/viewspace-615819/，如需转载，请注明出处，否则将追究法律责任。

转载于:http://blog.itpub.net/11782778/viewspace-615819/