[原创]在Oracle 10g，Number、Char和Varchar2类型作为主键，查询效率分析

背景

    在实际项目中，设计数据库表的主键生成机制有多种选择：Sequence、产品自增长、表自增长、UUID、复合主键。从主键单纯性和查询简单性考虑，首先不建议使用复合主键。从数据表重建和数据迁移的方便性考虑，首选UUID，但使用UUID就必须使用字符类型字段，有担心字符类型主键的查询效率远不及数字类型主键。另外，有观点指出，对Varchar2类型字段建立索引，查询时，不使用该索引。在网上搜索相关的文章后，没有可信证据，所以，自力更生，寻找验证方案。

方案设计

    建三张相同结构的表，分别使用Number、Char和Varchar2类型作为主键（Number类型主键值用Sequence的方式生成，Char和Varchar2类型主键值用GUID类生成），此次仅测试数据库的性能，所以，一切操作仅使用SQL和PLSQL完成。执行以下操作，并记录执行时间：

    1 每张表录入100万条记录。

    2 按主键排序，抽取第50万个记录的主键，执行主键查询。

建表

--   Number类型主键
create table b2c_pk_number
(
  id number(15),
  name varchar2(32)
) tablespace ecsdata2;
alter table b2c_pk_number  
  add constraint pk_pk_number primary key (id)
    using index tablespace ecsindex2;
--   Char类型主键
create table b2c_pk_char
(
  id char(32),
  name varchar2(32)

) tablespace ecsdata2;
alter table b2c_pk_char  
  add constraint pk_pk_char primary key (id)
    using index tablespace ecsindex2;
--   Varchar2类型主键
create table b2c_pk_varchar2
(
  id varchar2(32),
  name varchar2(32)

) tablespace ecsdata2;
alter table b2c_pk_varchar2
  add constraint pk_pk_varchar2 primary key (id)
    using index tablespace ecsindex2;

插入100万条记录

--   Number类型主键

declare
  v_total number := 1000000;
  v_starttime timestamp;
  v_endtime timestamp;  
begin
  v_starttime := systimestamp;
  for idx in 1 .. v_total
  loop
    insert into b2c_pk_number(id,name) values(idx, sys_guid());
     
    -- 每1万提交一次
    if( mod(idx, 10000) = 0) then
      -- dbms_output.put_line(idx);
      commit;
    end if;
  end loop;
   
  v_endtime := systimestamp;
   
  dbms_output.put_line(v_endtime - v_starttime);
end;

--  Char类型主键

declare

  v_total number := 1000000;
  v_starttime timestamp;
  v_endtime timestamp; 
begin
  v_starttime := systimestamp;
  for idx in 1 .. v_total
  loop
    insert into b2c_pk_char(id,name) values(sys_guid(), sys_guid());
    
    -- 每1万提交一次
    if( mod(idx, 10000) = 0) then
      -- dbms_output.put_line(idx);
      commit;
    end if;
  end loop;
  
  v_endtime := systimestamp;
  
  dbms_output.put_line(v_endtime - v_starttime);
end;

--   Varchar2类型主键

declare
  v_total number := 1000000;
  v_starttime timestamp;
  v_endtime timestamp;  
begin
  v_starttime := systimestamp;
  for idx in 1 .. v_total
  loop
    insert into b2c_pk_varchar2(id,name) values(sys_guid(), sys_guid());
     
    -- 每1万提交一次
    if( mod(idx, 10000) = 0) then
      -- dbms_output.put_line(idx);
      commit;
    end if;
  end loop;
   
  v_endtime := systimestamp;
   
  dbms_output.put_line(v_endtime - v_starttime);
end;

结果

	Number类型主键	Char类型主键	Varchar2类型主键
执行时间(单位：秒)	71.516642000	93.747191000	97.184995000

修正

    考虑到，Number类型主键的新增记录少调用了一次sys_guid()，而且，在实际系统中，会用到Sequence。所以，做出以下调整：

1 创建Sequence

create sequence seq_pk_number;

2 将b2c_pk_number表清空

truncate table b2c_pk_number;

3 修改新增记录的plsql，重新执行。

declare
  v_total number := 1000000;
  v_starttime timestamp;
  v_endtime timestamp; 
begin
  v_starttime := systimestamp;
  for idx in 1 .. v_total
  loop
    insert into b2c_pk_number(id,name) values(seq_pk_number.nextval, sys_guid());

    
    -- 每1万提交一次
    if( mod(idx, 10000) = 0) then
      -- dbms_output.put_line(idx);
      commit;
    end if;
  end loop;
  
  v_endtime := systimestamp;
  
  dbms_output.put_line(v_endtime - v_starttime);
end;

修正后结果

	Number类型主键	Char类型主键	Varchar2类型主键
执行时间(单位：秒)	78.962285000	93.747191000	97.184995000

对第50W条记录进行查询100W次的总时间

-- Number类型主键

declare
  v_total number := 1000000;
  v_starttime timestamp;
  v_endtime timestamp;  
begin
  v_starttime := systimestamp;
  for idx in 1 .. v_total
  loop
      execute immediate 'select * from b2c_pk_number where id = 500000';
  end loop;
   
  v_endtime := systimestamp;
   
  dbms_output.put_line(v_endtime - v_starttime);
end;

--  Char类型主键

select * from (select t.*, row_number() over(order by id) rn from b2c_pk_char t ) where rn = 500000;

declare
  v_total number := 1000000;
  v_starttime timestamp;
  v_endtime timestamp; 
begin
  v_starttime := systimestamp;
  for idx in 1 .. v_total
  loop
      execute immediate 'select * from b2c_pk_char where id = ''D4F1204D823F706BE0440018FE2DB7D7''';

  end loop;
  
  v_endtime := systimestamp;
  
  dbms_output.put_line(v_endtime - v_starttime);
end;

--   Varchar2类型主键

select * from (select t.*, row_number() over(order by id) rn from b2c_pk_varchar2 t ) where rn = 500000;

declare
  v_total number := 1000000;
  v_starttime timestamp;
  v_endtime timestamp; 
begin
  v_starttime := systimestamp;
  for idx in 1 .. v_total
  loop
      execute immediate 'select * from b2c_pk_varchar2 where id = ''D4F1A8CC22BE55ADE0440018FE2DB7D7''';

  end loop;
  
  v_endtime := systimestamp;
  
  dbms_output.put_line(v_endtime - v_starttime);
end;

结果

	Number类型主键	Char类型主键	Varchar2类型主键
执行时间(单位：秒)	31.926289000	24.500471000	24.247383000

执行计划

-- 

insert into b2c_pk_number(id,name) values(:1, sys_guid());

INSERT STATEMENT, GOAL = ALL_ROWS               1     1     100     0          1     ALL_ROWS     1

-- 

insert into b2c_pk_char(id,name) values(sys_guid(), sys_guid());

INSERT STATEMENT, GOAL = ALL_ROWS               1     1     100     0          1     ALL_ROWS     1

--

insert into b2c_pk_varchar2(id,name) values(sys_guid(), sys_guid());

INSERT STATEMENT, GOAL = ALL_ROWS               1     1     100     0          1     ALL_ROWS     1

--

select * from b2c_pk_number where id = 500000;

SELECT STATEMENT, GOAL = ALL_ROWS               1     1     31     15463          1     ALL_ROWS     1
TABLE ACCESS BY INDEX ROWID     CCBPD     B2C_PK_NUMBER     1     1     31     15463          1          1
  INDEX UNIQUE SCAN     CCBPD     PK_PK_NUMBER     1     1          8171     "ID"=500000     1          1

--

select * from b2c_pk_char where id = 'D4F1204D823F706BE0440018FE2DB7D7';

SELECT STATEMENT, GOAL = ALL_ROWS               1     1     52     15463          1     ALL_ROWS     1
TABLE ACCESS BY INDEX ROWID     CCBPD     B2C_PK_CHAR     1     1     52     15463          1          1
  INDEX UNIQUE SCAN     CCBPD     PK_PK_CHAR     1     1          8171     "ID"='D4F1204D823F706BE0440018FE2DB7D7'     1          1

-- 

select * from b2c_pk_varchar2 where id = 'D4F1A8CC22BE55ADE0440018FE2DB7D7';

SELECT STATEMENT, GOAL = ALL_ROWS               1     1     36     15463          1     ALL_ROWS     1
TABLE ACCESS BY INDEX ROWID     CCBPD     B2C_PK_VARCHAR2     1     1     36     15463          1          1
  INDEX UNIQUE SCAN     CCBPD     PK_PK_VARCHAR2     1     1          8171     "ID"='D4F1A8CC22BE55ADE0440018FE2DB7D7'     1          1

结论

    从以上结果看，新增记录Number类型主键的效率要比Char类型和Varchar2类型主键类型的效率要高，而查询则相反。当然，以上的分析仅从简单的新增和查询分析，还需要进行复杂测试来证明（复杂的查询，以及真实的应用程序环境）。