创建索引对SQL语句执行的影响
发表日期：2008-2-9
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一、创建索引对执行计划的影响
在SQL开始执行之前，Oracle会确定SQL语句的执行计划，并按照执行计划的步骤访问相应的表和索引。
一旦执行计划确定下来，Oracle会按照这个执行计划完成SQL语句的执行，在SQL语句执行开始之后建立的索引不会改变SQL语句的执行计划。
因此，创建索引不会对执行计划有任何的影响，也就不会对运行中的SQL语句有影响。下面通过一个例子简单验证一下：
SQL> CREATE TABLE TEST (ID NUMBER, FID NUMBER, NAME VARCHAR2(30), BID_COLUMNS CHAR(2000));
Table created.
SQL> INSERT INTO TEST VALUES (1, 0, 'OBJECT', '0');
1 row created.
SQL> INSERT INTO TEST VALUES (2, 1, 'TABLE', '0');
1 row created.
SQL> INSERT INTO TEST VALUES (3, 1, 'INDEX', '0');
1 row created.
SQL> INSERT INTO TEST VALUES (4, 1, 'VIEW', '0');
1 row created.
SQL> INSERT INTO TEST VALUES (5, 1, 'SYNONYM', '0');
1 row created.
SQL> INSERT INTO TEST VALUES (6, 1, 'SOURCE', '0');
1 row created.
SQL> INSERT INTO TEST SELECT 20000+ROWNUM, 2, TABLE_NAME, '0' FROM DBA_TABLES;
874 rows created.
SQL> INSERT INTO TEST SELECT 30000+ROWNUM, 3, INDEX_NAME, '0' FROM DBA_INDEXES;
1074 rows created.
SQL> INSERT INTO TEST SELECT 40000+ROWNUM, 4, VIEW_NAME, '0' FROM DBA_VIEWS;
2929 rows created.
SQL> INSERT INTO TEST SELECT 50000+ROWNUM, 5, TABLE_NAME, '0' FROM DBA_SYNONYMS;
2437 rows created.
SQL> INSERT INTO TEST SELECT 60000+ROWNUM, 6, NAME, '0' FROM DBA_SOURCE;
99717 rows created.
SQL> COMMIT;
Commit complete.
SQL> set timing on
SQL> SELECT COUNT(*) FROM TEST
2 START WITH ID = 1
3 CONNECT BY PRIOR ID = FID;
COUNT(*)
----------
107037
Elapsed: 00:02:03.84
构造一个树状查询，然后记录这个树状查询的运行时间。
SQL> SELECT COUNT(*) FROM TEST
2 START WITH ID = 1
3 CONNECT BY PRIOR ID = FID;
COUNT(*)
----------
107037
Elapsed: 00:05:26.15
再次运行查询，在查询运行开始，马上在另一个session创建索引。通过观察执行时间可以发现，创建索引不会对运行中的SQL语句带来性能提升，而且很可能由于系统资源的争用造成查询速度变慢。假如在IO分布的比较合理的系统中，可以看到，创建索引可以很快完成，而且随后执行同样的查询由于会使用索引，也会很快的返回结构，但是索引的创建不会加快已经处于运行状态的语句的速度。
SESSION2:
SQL> SET TIMING ON
SQL> CREATE INDEX IND_TEST_ID ON TEST(ID) TABLESPACE USERS;
索引已创建。
已用时间:000: 01: 56.92
SQL> CREATE INDEX IND_TEST_FID ON TEST(FID) TABLESPACE USERS;
索引已创建。
已用时间: 00: 02: 00.57
建立索引后，同样的查询速度得到明显的提升。
SQL> SELECT COUNT(*) FROM TEST
2 START WITH ID = 1
3 CONNECT BY PRIOR ID = FID;
COUNT(*)
----------
107037
已用时间: 00: 01: 02.11
上面建立两个索引的语句和查询语句是在单独的SESSION2上运行的。SESSION2上的三个操作——创建两个索引和执行相同的查询语句——都执行完成了，而第一个会话的的运行结果仍然没有返回。
二、创建索引对ORACLE内部机制的影响
上面通过一个简单的例子说明，创建索引不会改变已经运行的SQL的执行计划。但是并不是说，创建索引不能给已经运行的SQL语句带来性能的提升。
下面看一个比较非凡的例子：
SQL> CREATE TABLE TEST AS SELECT ROWNUM ID, A.* FROM DBA_OBJECTS A;
表已创建。
SQL> CREATE TABLE TEST1 AS SELECT ROWNUM ID, ROWNUM FID, A.* FROM DBA_SYNONYMS A;
表已创建。
SQL> ALTER TABLE TEST ADD CONSTRAINT PK_TEST PRIMARY KEY (ID);
表已更改。
SQL> ALTER TABLE TEST1 ADD CONSTRAINT FK_TEST1_FID FOREIGN KEY (FID) REFERENCES TEST(ID);
表已更改。
SQL> INSERT INTO TEST1 SELECT * FROM TEST1;
已创建1616行。
SQL> INSERT INTO TEST1 SELECT * FROM TEST1;
已创建3232行。
SQL> INSERT INTO TEST1 SELECT * FROM TEST1;
已创建6464行。
SQL> INSERT INTO TEST1 SELECT * FROM TEST1;
已创建12928行。
SQL> INSERT INTO TEST1 SELECT * FROM TEST1;
已创建25856行。
SQL> COMMIT;
提交完成。
SQL> DELETE TEST1;
已删除51712行。
SQL> COMMIT;
提交完成。
SQL> SET TIMING ON
SQL> DELETE TEST;
已删除6208行。
已用时间: 00: 00: 17.03
SQL> ROLLBACK;
回退已完成。
已用时间: 00: 00: 00.06
构造两张表，TEST1的FID建立了参考TEST表ID列的外键。但是这里并没有在外键列上建立索引。
向TEST和TEST1表中填入一定数据量的数据，开始测试。这里测试的是删除TEST表的执行时间。首先将TEST1用DELETE命令删除，提交后计算删除TEST表的时间，大约需要17秒，然后将数据回滚。
下面预备进行第二次删除测试，所不同的是，在删除操作开始后，马上在另一个SESSION中给外键列增加索引，通过测试可以发现，几乎在索引创建完的同时，第一个SESSION就返回了结果，删除需要的时间缩短到了3秒。
第一个SESSION的删除语句：
SQL> DELETE TEST;
已删除6208行。
已用时间:? 00: 00: 03.00
第二个SESSION的索引创建语句：
SQL> CREATE INDEX IND_TEST1_FID ON TEST1(FID);
索引已创建
这个测试中索引的创建影响到了已经在运行的SQL语句，并明显地提高了执行效率。这个现象和上一篇文章中描述的观点并不冲突。对于用户发出的SQL语句，Oracle的执行计划是不变的，但是为了执行用户发出的SQL语句，Oracle在内部做了大量的操作，包括权限的检查、语法的检查、目标对象是否存在，以及维护数据的完整性等等。这个例子中，用户发出的SQL语句的执行计划没有改变，发生改变的是Oracle内部维护操作语句的执行计划。
假如在第一个SESSION执行DELETE操作的同时，通过下面的SQL语句检查第一个SESSION正在运行的语句，会发现下面的结果（9i及以前版本，假如是10g，则只能看到DELETE TEST）。
SQL> SELECT SQL_TEXT FROM V$SESSION A, V$SQL B
2 WHERE A.SQL_HASH_VALUE = B.HASH_VALUE
3 AND A.SQL_ADDRESS = B.ADDRESS
4 AND A.SID = 17;
SQL_TEXT
----------------------------------------------------------------------------
select /**//*+ all_rows */ count(1) from "YANGTK"."TEST1" where "FID" = :1
这个SQL语句就是Oracle用来维护完整性的内部SQL。
回想一下我们的例子，建立了外键，但是没有建立索引。当每删除一条TEST的记录，Oracle都要检查这个主键是否在TEST1中被引用。由于没有索引，Oracle只能通过全表扫描来寻找TEST1中的记录。虽然TEST1没有记录，但是删除TEST时使用的是DELETE而不是TRUNCATE，因此TEST1的高水位线并没有下降，也就是说，每删除一条TEST的记录，都需要全表扫描一张拥有5万条数据的表，这就是为什么那个DELETE操作执行很慢的原因。
而我们建立的索引正是加快了这个步骤，Oracle内部维护的SQL语句在索引可用后选择了索引扫描，因此DELETE操作在索引创建后迅速返回。
三、小结
创建索引对于用户已发出的正在运行的SQL不会带来性能的提升。这是由于用户执行的语句要按照执行计划来运行，而执行计划在运行开始的时候就确定下来了，且不会在SQL语句的运行过程中发生变化。
对于SQL执行过程中，Oracle内部执行的用于维护的SQL语句，是有可能从新创建的索引中获得性能提升的。
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