Oracle 执行计划（2）-基数 cardinality

Oracle  执行计划（2）-基数

执行计划的cardinality列。基数是说从数据表，结果集或者索引返回多少行数据。

基数=表行数据*选择率。所以讲基数重点是讲选择率，选择率的计算！

版本10G 默认 表空间信息：

TABLESPACE_NAME	USERS
BLOCK_SIZE	8192
EXTENT_MANAGEMENT	LOCAL
ALLOCATION_TYPE	SYSTEM
SEGMENT_SPACE_MANAGEMENT	AUTO
DEF_TAB_COMPRESSION	DISABLED
BIGFILE	NO

 

比如我们建个表

Create table  student ( id number,name varchar2(50),birday date,month_no number(2))；

insert into student
select
trunc(dbms_random.value(1,1200)) id,
a.object_name,
sysdate-rownum as birday,
trunc(dbms_random.value(1,13)) month_no
from all_objects a
where rownum<=1200

分析下

SQL> analyze table student compute statistics;

看看数据分布

select month_no ,count(1) from student group by month_no;

MONTH_NO	COUNT(1)
1	104
2	87
3	100
4	91
5	114
6	102
7	102
8	96
9	100
10	114
11	97
12	93

数据分布得比较均匀

看看表列的情况:

select * from user_tab_col_statistics where table_name='STUDENT'

 

TABLE_NAME	COLUMN_NAME	NUM_DISTINCT	LOW_VALUE	HIGH_VALUE	DENSITY	NUM_NULLS	NUM_BUCKETS	AVG_COL_LEN
STUDENT	ID	762	C102	C20C61	0.00131233595800525	0	1	3
STUDENT	NAME	1192	41434345535324	5741524E494E475F53455454494E475324	0.000838926174496644	0	1	14
STUDENT	BIRDAY	1200	786C0C1F100D2E	7870040D100D2E	0.000833333333333333	0	1	7
STUDENT	MONTH_NO	12	C102	C10D	0.0833333333333333	0	1	2

 

列名解释:

1 NUM_DISTINCT  该列有多少个不同的值,非空.

2 LOW_VALUE     该列最小值

3 HIGH_VALUE    该列最大值

4 DENSITY       该列密度 如果有直方图的话才有此值计算

5 NUM_NULLS       该列空置多少

6 NUM_BUCKETS  该列采用直方图用多少桶

7 AVG_COL_LEN  该列平均长度

 

select * from user_tables where table_name='STUDENT'

AVG_ROW_LEN	NUM_ROWS	EMPTY_BLOCKS	BLOCKS
33	1200	3	13

表信息： 分别是平均长度，数据行数，空块数，全部块数。

 

OK 我们把数据搞定了！接下来就可以谈谈选择率了，看下这样的语句的执行计划。

 

SQL> set autotrace on

SQL> select count(*) from STUDENT where month_no=12;

  COUNT(*)

----------

        93

已用时间:  00: 00: 00.01

执行计划

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

Plan hash value: 4030891848

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

| Id  | Operation          | Name    | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |

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

|   0 | SELECT STATEMENT   |         |     1 |     2 |     4   (0)| 00:00:01 |

|   1 |  SORT AGGREGATE    |         |     1 |     2 |            |          |

|*  2 |   TABLE ACCESS FULL| STUDENT |   100 |   200 |     4   (0)| 00:00:01 |

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

 

SQLPLUS环境里的ROWS就是基数

 

实际有93行而计划里说有100行，根据公式 基数=行数*选择率。那么选择率=基数/行数 => ？=100/1200=1/12.

执行计划是根据统计信息来计算，来估算返回行的数量。

选择率=1/ NUM_DISTINCT 或者是DENSITY 。 返回上面看看表列的信息中的值。这就是基本选择率。

 

1 有空值情况下的选择率

  把每个月的生日置空10 共120.

update student set month_no =null where month_no=1 and rownum<=10;

…

update student set month_no =null where month_no=12 and rownum<=10;

 

 再度分析下表，并查看表列信息，可以看到month_no列NUM_NULLS=120

再次运行上面的语句得到执行计划：

SQL> select count(*) from STUDENT where month_no=12;

  COUNT(*)

----------

        83

已用时间:  00: 00: 00.00

执行计划

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

Plan hash value: 403089184

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

| Id  | Operation          | Name    | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |

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

|   0 | SELECT STATEMENT   |         |     1 |     2 |     4   (0)| 00:00:01 |

|   1 |  SORT AGGREGATE    |         |     1 |     2 |            |          |

|*  2 |   TABLE ACCESS FULL| STUDENT |    90 |   180 |     4   (0)| 00:00:01 |

 

这里的基数变成了90了

公式 选择率=基本选择率*(num_rows-num_nulls)/num_rows。

这里的基本选择率是1/num_distinct 因为使用了= 的条件。

公式推导 =>  ?=1/12*(1200-120)/1200=0.075

基数=1200*0.075 =90

 

2 使用列表 in(…)

  1 回滚 update student set month_no=12 where month_no is null and rownum<=10;

  2 分析表

  3 查看表列信息 发现NUM_NULLS 变回了0值。

4  执行语句：select count(*) from STUDENT where month_no in(6,7,8);

SQL> select count(*) from STUDENT where month_no in(6,7,8);

  COUNT(*)

----------

       300

已用时间:  00: 00: 00.00

执行计划

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

Plan hash value: 4030891848

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

| Id  | Operation          | Name    | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |

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

|   0 | SELECT STATEMENT   |         |     1 |     2 |     4   (0)| 00:00:01 |

|   1 |  SORT AGGREGATE    |         |     1 |     2 |            |          |

|*  2 |   TABLE ACCESS FULL| STUDENT |   300 |   600 |     4   (0)| 00:00:01 |

 

公式=基本选择率+基本选择率+基本选择率= 3/12

如果in(15) or in(15，16) 基数分别 73，146 而不是100，200. 因为超过最大值，当超过最大与最小值距离(11) 为0.

距离15-12=3  间距12-1=11 平均递减100/11=9.09  15的基数100-(3*9.09)=72.73=73。这说明ORACLE衰减思想。

 

3 区间谓词的选择率

  1 month_no >8 ,>=8,<8,<=8

  2  between 6 and 9

  3  >=6 and <=9; >=6 and <9; >6 and <=9 ; >6 and <9

  4 >12

  5 between 25 and 30

  6 >=:val1,>  <  <=:val1 绑定变量

  7 >= :val1 and <= :val2  between :val1 and :val2

公式=需要空间除以可用空间

  可用空间=high_vlaue-low_value=12-1=11

需要空间=（high_vlaue-limit） 或（limit-low_value）或（high_vlaue-low_value）

1 month_no>8 （high_vlaue-limit）/（high_vlaue-low_value）=(12-8)/11=4/11

2 month_no>=8 因为=是基本选择率 1/12 因此  4/11+1/12

3 month_no < 8 小于用最小值 上面大于用最大值 (limit-low_value) /（high_vlaue-low_value）=(8-1)/11=7/11

4 between 6 and 9  or  >=6 and <=9: （9-6）/(12-1)+1/12+1/12

5 (>=6,<9) (6>,<=9) :(9-6)/(12-1)+1/12 

6 >6 and < 9        :(9-6)/(12-1)

7 >=:val1  固定选择率5%

8 >=:val1 and <=:val2  固定比率 2.5%

9 超过范围将逐步衰减。

 

 

4 双谓词

 1 month >8 or month <=8

 2 month >8 and month<=8

谓词1的选择率(12-8)/(12-1)=4/11=0.363636364

谓词2的选择率 (8-1)/(12-1)+1/12=7/11+1/12=0.71969697

公式 1 (谓词1 AND 谓词2)= 谓词1选择率*谓词2的选择率 因此第2个是 4/11*(7/11+1/12)= 0.261707989

公式 2 (谓词1 or 谓词2)= 谓词1选择率+谓词2的选择率-(谓词1选择率*谓词2的选择率)

=4/11+((7/11+1/12)-( 4/11*(7/11+1/12)))

=0.363636364+0.71969697- 0.261707989

=0.821625344

基数=1200*0.821625344=985.9504128=986

看下执行计划：

SQL> select count(*) from student where month_no >8 or month_no<=8;

  COUNT(*)

----------

      1200

已用时间:  00: 00: 00.01

执行计划

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

Plan hash value: 4030891848

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

| Id  | Operation          | Name    | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |

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|   0 | SELECT STATEMENT   |         |     1 |     2 |     4   (0)| 00:00:01 |

|   1 |  SORT AGGREGATE    |         |     1 |     2 |            |          |

|*  2 |   TABLE ACCESS FULL| STUDENT |   986 |  1972 |     4   (0)| 00:00:01 |

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