【Troubleshooting】Choosing the wrong execution plan of HASH JOIN and NESTED LOOP




  • 【问题描述】
    项目人员反映一条SQL执行很慢,语句如下:

    SELECT
    SAMPLEYEAR,SAMPLEMONTH,SAMPLEDATE,
    PROVINCE, D.CITYCN,D.TOWNCN,D.PORTCN,
    MONTH_DAY,
    (1 - WLNPZB13 / 15 * 60) *
    (DECODE((WLNPZB14 + WLNPZB18),
    0,
    0,
    (WLNPZB14 + WLNPZB18 - WLNPZB15 - WLNPZB20) /
    (WLNPZB14 + WLNPZB18))) NET_ACCESS_RATE
    FROM
    (SELECT TO_NUM(TO_CHAR(SYSDATE, 'YYYY')) AS SAMPLEYEAR,
    TO_NUM(TO_CHAR(SYSDATE, 'MM')) AS SAMPLEMONTH,
    TRUNC(SYSDATE - 1) AS SAMPLEDATE,
    '安徽' AS PROVINCE,
    P.WLNPZB13,
    P.WLNPZB14,
    P.WLNPZB18,
    P.WLNPZB15,
    P.WLNPZB20,
    P.WLNPZB16,
    TO_NUM(TO_CHAR(LAST_DAY(SYSDATE), 'dd')) AS MONTH_DAY
    FROM PPM_WLAN_AP_KEY_PERF_D P
    WHERE P.WLNPZB01 = TRUNC(SYSDATE - 1)) P
    LEFT JOIN
    (SELECT D.CITYCN, D.TOWNCN,D.PORTCN, D.MAC
    FROM DEVICE_INFOS D
    WHERE NODETYPE = 11
    GROUP BY D.CITYCN, D.TOWNCN,D.PORTCN, D.MAC
    ) D
    ON P.WLNPZB16 = D.MAC
    GROUP BY SAMPLEYEAR,SAMPLEMONTH,SAMPLEDATE,
    PROVINCE, D.CITYCN,D.TOWNCN,D.PORTCN,
    MONTH_DAY,
    (1 - WLNPZB13 / 15 * 60) *
    (DECODE((WLNPZB14 + WLNPZB18),
    0,
    0,
    (WLNPZB14 + WLNPZB18 - WLNPZB15 - WLNPZB20) /
    (WLNPZB14 + WLNPZB18)))

    【处理方法】
    此语句涉及了2张表, PPM_WLAN_AP_KEY_PERF_D表和DEVICE_INFOS表。
    其中PPM_WLAN_AP_KEY_PERF_D表数据大约10万, DEVICE_INFOS表数据大约8万。
    首先查看了一下执行计划:
    1.[ID20130701.1]
    执行计划显示,CBO选择了NESTED LOOPS,并且Cardinality值远低于数据量的实际值。因此可以肯定了是统计信息不准,于是重新收集了两个表的统计信息。
    再次查询执行计划:
    2.[ID20130701.1]
    这次执行计划显示,CBO选择了HASH JOIN,Cardinality值接近数据量的实际值,于是SQL语句很快执行完成。

    【总结】
    统计值不准确会造成oracle选择错误的执行计划,因此在对表进行批量导入后,要进行统计信息的收集工作。

    【附录】
    NESTED LOOP
          对于被连接的数据子集较小的情况,nested loop连接是个较好的选择。nested loop就是扫描一个表,每读到一条记录,就根据索引去另一个表里面查找,没有索引一般就不会是 nested loops。
         一般在nested loop中, 驱动表满足:条件结果集不大,被驱动表的连接字段要有索引,这样就走nstedloop。如果驱动表返回记录太多,就不适合nested loops了。如果连接字段没有索引,则适合走hash join,因为不需要索引。
         可用ordered提示来改变CBO默认的驱动表,可用USE_NL(table_name1 table_name2)提示来强制使用nested loop。

    HASH JOIN
         hash join是CBO 做大数据集连接时的常用方式。优化器扫描小表(或数据源),利用连接键(也就是根据连接字段计算hash 值)在内存中建立hash表,然后扫描大表,每读到一条记录就来探测hash表一次,找出与hash表匹配的行。
         当小表可以全部放入内存中,其成本接近全表扫描两个表的成本之和。如果表很大不能完全放入内存,这时优化器会将它分割成若干不同的分区,不能放入内存的部分 就把该分区写入磁盘的临时段,此时要有较大的临时段从而尽量提高I/O 的性能。临时段中的分区都需要换进内存做hash join。这时候成本接近于全表扫描小表+分区数*全表扫描大表的代价和。
    至于两个表都进行分区,其好处是可以使用parallel query,就是多个进程同时对不同的分区进行join,然后再合并。但是复杂。
         使用hash join时,HASH_AREA_SIZE初始化参数必须足够的大,如果是9i,Oracle建议使用SQL工作区自动管理,设置WORKAREA_SIZE_POLICY 为AUTO,然后调整PGA_AGGREGATE_TARGET即可。
         以下条件下hash join可能有优势:
          1.两个巨大的表之间的连接。
          2.在一个巨大的表和一个小表之间的连接。
         可用ordered提示来改变CBO默认的驱动表,可用USE_HASH(table_name1 table_name2)提示来强制使用hash join。

    SORT MERGE JOIN
         sort merge join的操作通常分三步:对连接的每个表做table access full;对table access full的结果进行排序;进行merge join对排序结果进行合并。sort merge join性能开销几乎都在前两步。一般是在没有索引的情况下,9i开始已经很少出现了,因为其排序成本高,大多为hash join替代了。
         通常情况下hash join的效果都比sort merge join要好,然而如果行源已经被排过序,在执行sort merge join时不需要再排序了,这时sort merge join的性能会优于hash join。
         在全表扫描比索引范围扫描再通过rowid进行表访问更可取的情况下,sort merge join会比nested loops性能更佳。
         可用USE_MERGE(table_name1 table_name2)提示强制使用sort merge join。

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