执行计划之表连接1：连接树（Join Trees）

SQL和数据库技术 2021-06-23

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来源|SQL和数据库技术(ID:SQLplusDB)

概述

阅读官方在线文档无疑是学习Oracle最好的方法，本文参考在线文档介绍表连接以及连接树（Join Trees）。

表连接概述

Oralce可以把两个数据集通过一定的关联条件进行结合操作，即表连接（Join）。

Oralce数据库的表连接主要包括两种语法：

1.标准SQL语法：(Ansi Join)

通过JOIN ON语句，进行表连接。
例：
select emp.deptno,emp.empno
from emp join dept
on emp.deptno = dept.deptno;
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2.Oracle SQL语法：

通过Where条件，进行表连接。
例：
select emp.deptno,emp.empno
from emp,dept
where emp.deptno=dept.deptno;
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连接树（Join Trees）

多个数据集（表）进行连接时，执行过程可以表示成树形结构，即连接树。

根据访问表的顺序不同，连接树可以分为左深树（Left Deep Join Tree）、右深树（Right Deep Join Tree）、浓密树（Bushy Join Tree）。

左深树（Left Deep Join Tree）

如果连接树的每个连接的右节点都是一个表，就是左深树（Left Deep Join Tree）。

左深树（Left Deep Join Tree）一般包括以下特点：

・左深树是Oracle优化器最普遍使用的连接树
・嵌套循环连接的连接树仅可能是左深树
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右深树（Right Deep Join Tree）

如果连接树的每个连接的左节点都是一个表，就是右深树（Right Deep Join Tree。

右深树（Right Deep Join Tree）一般包括以下特点：

・通常在数据仓库的环境中使用，如：用于连接事实表和多个维度表的连接(星型模式)。
・哈希连接和排序合并连接的连接树有可能是右深树。
・哈希连接为右深树时，可能会消耗大量的PGA
因为哈希连接为右深树时，会同时有多个表被做成Hash表，从而消耗过多的PGA. （Ref Old Bug 4475206）
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浓密树（Bushy Join Tree）

如果连接树的左节点或右节点都有可能不是表，就是浓密树（Bushy Join Tree）。

浓密树（Bushy Join Tree）一般包括以下特点：

・优化器无法选择其他树形连接是才会选择浓密树
・一般当查询包含子查询或者视图时，可能会产生浓密树。如无法进行视图合并等
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连接树的处理

连接树的一般处理规则如下：

・从最左端的叶节点开始处理
・左节点的处理优先级高于右节点
・左节点驱动右节点
・子节点在父节点之前进行处理
・子节点处理完获得的数据返回给父节点。
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连接树的执行计划例

下面我们创建4个表，通过SQL文和HINT的组合来生成各种连接树的执行计划，以帮助我们加深对连接树的理解。

--准备表
SQL> conn scott/tiger
SQL> create table t1 (id number,col varchar2(20));
SQL> create table t2 (id number,col varchar2(20));
SQL> create table t3 (id number,col varchar2(20));
SQL> create table t4 (id number,col varchar2(20));




--插入数据
SQL> begin
for i in 1..100 loop
insert into t1 values(i,i||'t');
insert into t1 values(i+10,i||'t');
insert into t1 values(i+20,i||'t');
insert into t1 values(i+30,i||'t');
end loop;
commit;
end;
/




SQL> BEGIN
dbms_stats.gather_table_stats('scott','t1');
dbms_stats.gather_table_stats('scott','t2');
dbms_stats.gather_table_stats('scott','t3');
dbms_stats.gather_table_stats('scott','t4');
END;
/




---查看执行计划
SQL> SET AUTOTRACE TRACEONLY EXPLAIN
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1.左深树（Hash Join）

SQL> SELECT *+ ordered use_hash(t2,t3,t4) */ t1.*, t2.*, t3.*, t4.*
  2  FROM t1, t2, t3, t4
  3  WHERE t1.id = t2.id AND t2.id = t3.id AND t3.id = t4.id;




执行计划
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 894925296




-----------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation            | Name | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
-----------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT     |      |     1 |    82 |     9   (0)| 00:00:01 |
|*  1 |  HASH JOIN           |      |     1 |    82 |     9   (0)| 00:00:01 |
|*  2 |   HASH JOIN          |      |     1 |    57 |     7   (0)| 00:00:01 |
|*  3 |    HASH JOIN         |      |     1 |    32 |     5   (0)| 00:00:01 |
|   4 |     TABLE ACCESS FULL| T1   |   400 |  2800 |     3   (0)| 00:00:01 |
|   5 |     TABLE ACCESS FULL| T2   |     1 |    25 |     2   (0)| 00:00:01 |
|   6 |    TABLE ACCESS FULL | T3   |     1 |    25 |     2   (0)| 00:00:01 |
|   7 |   TABLE ACCESS FULL  | T4   |     1 |    25 |     2   (0)| 00:00:01 |
-----------------------------------------------------------------------------




Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------




   1 - access("T3"."ID"="T4"."ID")
   2 - access("T2"."ID"="T3"."ID")
   3 - access("T1"."ID"="T2"."ID")
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2. 左深树（Nest loop）

SQL> SELECT *+ ordered use_nl(t2,t3,t4) */ t1.*, t2.*, t3.*, t4.*
  2  FROM t1, t2, t3, t4
  3  WHERE t1.id = t2.id AND t2.id = t3.id AND t3.id = t4.id;




执行计划
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 4050478457


-----------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation            | Name | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
-----------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT     |      |     1 |    82 |   117   (0)| 00:00:01 |
|   1 |  NESTED LOOPS        |      |     1 |    82 |   117   (0)| 00:00:01 |
|   2 |   NESTED LOOPS       |      |     1 |    57 |   115   (0)| 00:00:01 |
|   3 |    NESTED LOOPS      |      |     1 |    32 |   113   (0)| 00:00:01 |
|   4 |     TABLE ACCESS FULL| T1   |   400 |  2800 |     3   (0)| 00:00:01 |
|*  5 |     TABLE ACCESS FULL| T2   |     1 |    25 |     0   (0)| 00:00:01 |
|*  6 |    TABLE ACCESS FULL | T3   |     1 |    25 |     2   (0)| 00:00:01 |
|*  7 |   TABLE ACCESS FULL  | T4   |     1 |    25 |     2   (0)| 00:00:01 |
-----------------------------------------------------------------------------




Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------




   5 - filter("T1"."ID"="T2"."ID")
   6 - filter("T2"."ID"="T3"."ID")
   7 - filter("T3"."ID"="T4"."ID")
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3. 右深树

SQL> SELECT *+ LEADING (t4 t3 t2 t1)
  2  USE_HASH(t3) SWAP_JOIN_INPUTS(t3)
  3  USE_HASH(t2) SWAP_JOIN_INPUTS(t2)
  4  USE_HASH(t1) SWAP_JOIN_INPUTS(t1)
  5  */ t1.*, t2.*, t3.*, t4.*
  6  FROM t2, t1, t3, t4
  7  WHERE t1.id = t2.id AND t2.id = t3.id AND t3.id = t4.id;




执行计划
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2117174619




-----------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation            | Name | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
-----------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT     |      |     1 |    82 |     9   (0)| 00:00:01 |
|*  1 |  HASH JOIN           |      |     1 |    82 |     9   (0)| 00:00:01 |
|   2 |   TABLE ACCESS FULL  | T1   |   400 |  2800 |     3   (0)| 00:00:01 |
|*  3 |   HASH JOIN          |      |     1 |    75 |     6   (0)| 00:00:01 |
|   4 |    TABLE ACCESS FULL | T2   |     1 |    25 |     2   (0)| 00:00:01 |
|*  5 |    HASH JOIN         |      |     1 |    50 |     4   (0)| 00:00:01 |
|   6 |     TABLE ACCESS FULL| T3   |     1 |    25 |     2   (0)| 00:00:01 |
|   7 |     TABLE ACCESS FULL| T4   |     1 |    25 |     2   (0)| 00:00:01 |
-----------------------------------------------------------------------------




Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------




   1 - access("T1"."ID"="T2"."ID")
   3 - access("T2"."ID"="T3"."ID")
   5 - access("T3"."ID"="T4"."ID")
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4. 浓密树

SQL> SELECT *+ ordered use_hash(b) */*
  2  FROM
  3  (SELECT *+ ordered use_hash(t1) no_merge(a) */ t1.*
  4  FROM t1,
  5  (SELECT *+ ordered use_hash(t2 t2) */ t2.*
  6  FROM t2,
  7  t3
  8  WHERE t2.id = t3.id) a
  9  WHERE t1.id = a.id ) b,
 10  t4
 11  WHERE b.id = t4.id;




执行计划
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 1347472701




------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation             | Name | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT      |      |     1 |    45 |     9   (0)| 00:00:01 |
|*  1 |  HASH JOIN            |      |     1 |    45 |     9   (0)| 00:00:01 |
|*  2 |   HASH JOIN           |      |     1 |    20 |     7   (0)| 00:00:01 |
|   3 |    TABLE ACCESS FULL  | T1   |   400 |  2800 |     3   (0)| 00:00:01 |
|   4 |    VIEW               |      |     1 |    13 |     4   (0)| 00:00:01 |
|*  5 |     HASH JOIN         |      |     1 |    26 |     4   (0)| 00:00:01 |
|   6 |      TABLE ACCESS FULL| T2   |     1 |    13 |     2   (0)| 00:00:01 |
|   7 |      TABLE ACCESS FULL| T3   |     1 |    13 |     2   (0)| 00:00:01 |
|   8 |   TABLE ACCESS FULL   | T4   |     1 |    25 |     2   (0)| 00:00:01 |
------------------------------------------------------------------------------




Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------




   1 - access("T1"."ID"="T4"."ID")
   2 - access("T1"."ID"="A"."ID")
   5 - access("T2"."ID"="T3"."ID")




Hint Report (identified by operation id  Query Block Name  Object Alias):
Total hints for statement: 5 (U - Unused (5))
---------------------------------------------------------------------------




   1 -  SEL$F5BB74E1
         U -  ordered  duplicate hint




   1 -  SEL$F5BB74E1  B@SEL$1
         U -  use_hash(b)




   3 -  SEL$F5BB74E1  T1@SEL$2
         U -  use_hash(t1)




   6 -  SEL$3  T2@SEL$3
         U -  use_hash(t2 t2)  duplicate hint
         U -  use_hash(t2 t2)




SQL>
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