oracle 基于规则优化器的特点

在 Oracle 中，基于规则的优化器（RBO）具有以下特点：

一、工作原理方面

• 基于预定义规则：
  • RBO 依据一套严格的、内置的规则来决定 SQL 语句的执行计划。这些规则是由 Oracle 预先定义好的，不考虑实际的统计信息和数据分布情况。
  • 例如，对于索引的使用，RBO 有特定的规则来决定是否选择索引。如果表的行数小于一定阈值，且存在合适的索引，RBO 可能会根据规则选择使用索引进行查询。
• 缺乏灵活性：
  • 由于 RBO 仅依赖固定的规则，它在面对复杂的查询和多样化的数据环境时，可能无法选择最优的执行计划。
  • 比如，当数据分布发生变化或者查询条件较为复杂时，RBO 仍然按照既定规则进行选择，不会根据实际情况进行调整。

二、优化策略方面

• 简单的连接顺序选择：
  • 在多表连接的情况下，RBO 通常按照固定的顺序来确定表的连接顺序。例如，它可能按照从左到右的顺序依次连接表，而不考虑不同连接顺序对查询性能的影响。
  • 这种简单的连接顺序选择方式在某些情况下可能导致不是最优的执行计划，尤其是当表的大小和数据分布差异较大时。
• 索引选择的局限性：
  • RBO 对索引的选择基于一些简单的规则，可能无法充分利用复杂的索引结构或者根据数据的实际分布来选择最合适的索引。
  • 例如，对于复合索引，RBO 可能无法根据查询条件中列的选择性和索引的结构来精确判断是否应该使用该索引。

三、使用场景方面

• 适用于简单查询和旧版本兼容性：
  • 在一些简单的查询场景中，RBO 可能能够快速生成执行计划，并且对于一些小型数据库或者简单的应用场景，其性能表现可能足够。
  • 对于一些遗留的旧系统或者需要保持与旧版本 Oracle 兼容性的应用，RBO 可能仍然在使用。因为在早期的 Oracle 版本中，RBO 是主要的优化器，一些旧的应用可能依赖于 RBO 的行为和规则。

随着数据库技术的发展，基于成本的优化器（CBO）逐渐成为主流，因为它能够更准确地评估不同执行计划的成本并选择最优的计划。不过，在某些特定情况下，了解 RBO 的特点仍然具有一定的意义，特别是对于维护旧系统或者理解 Oracle 数据库优化器的历史演变。

以下是一些可以用来解决基于规则的优化器（RBO）局限性的方法：

一、升级优化器

• 切换到基于成本的优化器（CBO）：
  • 在现代的 Oracle 数据库版本中，CBO 是更先进且功能更强大的优化器。它会根据统计信息和成本评估来选择执行计划，能更好地适应不同的数据分布和查询场景。
  • 可以通过设置数据库参数来启用 CBO，例如在 SQL 语句中添加 /*+ CHOOSE */ 提示或者在数据库级别设置 optimizer_mode = CHOOSE（默认情况下通常就是 CBO）。
  • 优点是 CBO 能够更精确地评估执行计划的成本，从而选择更优的查询路径，提高查询性能和资源利用率。缺点是在切换过程中可能需要对一些复杂的 SQL 语句进行测试和调整，以确保新的执行计划是合适的。

二、收集统计信息

• 定期更新对象统计信息：
  • 虽然 RBO 不直接依赖统计信息来生成执行计划，但准确的统计信息对于数据库整体的性能和其他方面是至关重要的。
  • 使用 DBMS_STATS 包来收集表、索引和其他数据库对象的统计信息，例如：

     BEGIN
       DBMS_STATS.GATHER_TABLE_STATS(ownname => 'schema_name', tabname => 'table_name');
     END;
     /

• 优点是可以提高数据库在其他操作（如存储管理、并发控制等）方面的效率，并且为将来可能的优化器切换或数据库升级做准备。缺点是收集统计信息会消耗一定的系统资源和时间，需要合理安排收集的时间窗口。

三、调整 SQL 语句

• 使用索引提示：
  • 在 SQL 语句中可以添加索引提示来强制 RBO 使用特定的索引。例如：

     SELECT /*+ INDEX(table_name index_name) */ column1 FROM table_name WHERE condition;

• 这可以在某些情况下改善查询性能，但需要谨慎使用，因为如果索引选择不当，可能会导致性能下降。
• 优点是可以在一定程度上控制查询的执行计划，对于一些特定的查询场景可能会有明显的性能提升。缺点是需要对索引和数据有深入的了解，否则可能会适得其反，而且过多的索引提示会使 SQL 语句难以维护。
• 简化查询语句和连接条件：
  • 复杂的查询语句和多表连接可能会使 RBO 更难选择合适的执行计划。尽量简化查询逻辑和连接条件，减少不必要的子查询和复杂的函数使用。
  • 例如，将多个复杂的条件合并为一个简单的条件，或者将一些计算在应用层而不是数据库层进行。
  • 优点是可以降低查询的复杂性，使 RBO 更容易处理，提高查询的可读性和可维护性。缺点是可能需要对应用程序的代码进行相应的修改，并且某些复杂的业务逻辑可能无法在应用层实现。

四、优化数据库结构

• 合理设计索引：
  • 尽管 RBO 对索引的使用有其固定规则，但合理设计索引仍然对查询性能有重要影响。
  • 根据查询的频繁条件和数据的分布特点创建合适的索引，例如对于经常作为查询条件的列创建索引，或者对于高选择性的列创建索引。
  • 优点是可以提高数据的检索速度，减少全表扫描的可能性。缺点是过多的索引会增加数据插入、更新和删除的开销，并且占用额外的存储空间。
• 分区表：
  • 对于大型表，可以考虑使用分区技术。分区可以将表的数据分散到多个物理存储区域，提高查询性能和可管理性。
  • 根据数据的特点和查询需求选择合适的分区策略，如范围分区、哈希分区等。
  • 优点是可以提高查询的并行性，减少查询的数据量，便于数据的维护和管理。缺点是分区的设计和管理需要一定的技术和经验，并且在某些情况下可能会增加复杂性。