Oracle索引梳理系列（十）- 直方圖使用技巧及analyze table操作對直方圖統計的影響（謹慎使用）

来源:http://www.cnblogs.com/yumiko/archive/2016/11/14/6060485.html
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版權聲明：本文發佈於http://www.cnblogs.com/yumiko/，版權由Yumiko_sunny所有，歡迎轉載。轉載時，請在文章明顯位置註明原文鏈接。若在未經作者同意的情況下，將本文內容用於商業用途，將保留追究其法律責任的權利。如果有問題，請以郵箱方式聯繫作者（793113046@q ...


版權聲明：本文發佈於http://www.cnblogs.com/yumiko/，版權由Yumiko_sunny所有，歡迎轉載。轉載時，請在文章明顯位置註明原文鏈接。若在未經作者同意的情況下，將本文內容用於商業用途，將保留追究其法律責任的權利。如果有問題，請以郵箱方式聯繫作者（[email protected]）。

前言

  • 針對索引列，尤其是存在嚴重數據傾斜的索引列，直方圖的統計信息，對於CBO優化器更準確地選擇執行計劃至關重要。
  • 對於初心者，可以從這篇文章中，瞭解到直方圖對於索引列的價值、作用，以及使用技巧。
  • 對於經驗者，同樣可以從文章中，瞭解到不同的analyze table操作，對於直方圖信息統計的影響。該部分也可以直接查閱本篇文章最後的總結篇。
  • 先強調一句：analyze table table_name compute statistics這個操作要謹慎！

 

1、直方圖概述

  • 直方圖作為一種計量數據分佈的統計工具，並非ORACLE專有。
  • 對於ORACLE而言，直方圖主要用於在分析表以及索引時，統計相關列上的數據，記錄該列整體的數據分佈情況。

 

 

2、直方圖的分類

  • ORACLE的直方圖主要有兩種，等頻直方圖以及等高直方圖
  • 預設情況下，當列上的唯一值數量低於254個，ORACLE會建立等頻直方圖。
  • 預設情況下，當列上的唯一值數量高於254個，ORACLE會建立等高直方圖。
  • 可以在執行dbms_stats.gather_table_stats收集統計信息時，通過method_opt參數，設置SIZE低於目標列的唯一值數量，從而使用等高直方圖。

 

 

3、直方圖的優勢

對於ORACLE而言，CBO優化器可以根據直方圖收集的列值分佈信息，讓選擇性高（返回數據行比例少）的列值使用索引，而選擇性低（返回數據行比例多）的列值不使用索引。尤其對於存在數據傾斜嚴重的列而言，直方圖很重要。

註：數據傾斜，主要指某列上的一個數值，相較於該列其他數值，出現比例高，如：“性別”列，“男性”占到該列整體數值（男性、女性）的80%，存在明顯的數據傾斜現象。

 

 

4、直方圖適用範圍 

一般而言，直方圖不受是否使用索引的限制，即可以用來統計索引列，也可以統計非索引列。但對於非索引列的統計，意義不大。

 

 

5、直方圖涉及的主要視圖

直方圖類型的視圖：DBA_TAB_COL_STATISTICS，USER_TAB_COL_STATISTICS，ALL_TAB_COL_STATISTICS

直方圖具體信息的視圖：DBA_TAB_HISTOGRAMS，USER_TAB_HISTOGRAMS，ALL_TAB_HISTOGRAMS

 

 

6、直方圖對於執行計劃選擇影響的示例說明

本示例中使用的資料庫版本為ORACLE 11.2.0.4。

 

首先，準備一張測試表TEST，其中OWNER列存在嚴重的數據傾斜，具體如下。

Yumiko_sunny@OA01> select distinct owner ,count(*) as col_rows,
  2  (select count(*) from test) as tab_rows,
  3  to_char(round(count(*)/(select count(*) from test)*100,2),'90.99')||'%'
  4  as data_ratio
  5  from test group by owner;

OWNER                  COL_ROWS   TAB_ROWS DATA_RATIO
-------------------- ---------- ---------- ----------
HR                          476     535164   0.09%
OE                         1988     535164   0.37%
ORDDATA                    3598     535164   0.67%
SCOTT                        98     535164   0.02%
SYS                      529004     535164  98.85%

從上圖中可以看到，該列的SYS值分佈占到了整體的98%，表明存在嚴重的傾斜。

 

為OWNER列創建索引，並使用ANALYZE TABLE的方法收集統計信息。

--收集統計信息
Yumiko_sunny@OA01> analyze table test compute statistics;
Table analyzed.


--驗證最後的統計收集的時間
Yumiko_sunny@OA01> select table_name,
  2  to_char(LAST_ANALYZED,'YYYY-MM-DD HH24:MI:SS') LAST_ANALYZED 
  3  from dba_tables where TABLE_NAME='TEST';

TABLE_NAME                     LAST_ANALYZED
------------------------------ -------------------
TEST                           2016-11-13 21:23:19


--查看直方圖的統計情況
Yumiko_sunny@OA01>  select column_name,histogram from dba_tab_col_statistics where table_name='TEST';

COLUMN_NAME          HISTOGRAM
-------------------- ---------------
OWNER                NONE
OBJECT_NAME          NONE
SUBOBJECT_NAME       NONE
OBJECT_ID            NONE
DATA_OBJECT_ID       NONE
OBJECT_TYPE          NONE
CREATED              NONE
LAST_DDL_TIME        NONE
TIMESTAMP            NONE
STATUS               NONE
TEMPORARY            NONE

COLUMN_NAME          HISTOGRAM
-------------------- ---------------
GENERATED            NONE
SECONDARY            NONE
NAMESPACE            NONE
EDITION_NAME         NONE

在上面的方法中，雖然通過analyze table table_name compute statistics的方法，收集了表的統計信息，但並未收集直方圖的信息。

這裡先忽略，後面可以對比for all columns子句的情況再看下。

 

查看此時索引列執行計劃的選擇情況，這裡以傾斜數據SYS為條件進行檢索。

Yumiko_sunny@OA01> select * from test where owner='SYS';
529004 rows selected.

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 3856466897
----------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation                   | Name     | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
----------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT            |          |   107K|    10M|  1799   (1)| 00:00:22 |
|   1 |  TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| TEST     |   107K|    10M|  1799   (1)| 00:00:22 |
|*  2 |   INDEX RANGE SCAN          | IND_TEST |   107K|       |   228   (1)| 00:00:03 |
----------------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
   2 - access("OWNER"='SYS')

從上面返回的結果看，529K行的SYS數據，僅僅返回107K行，顯然存在很大的誤差。

此外，對於數據傾斜達到98%的SYS而言，顯然全表掃描的效率應該更高，這裡應該與錯誤的統計信息有關。

 

使用dbms_stats.gather_table_stats的方式再次收集表的統計信息。

Yumiko_sunny@OA01> exec dbms_stats.gather_table_stats('SCOTT','TEST',cascade=>true);
PL/SQL procedure successfully completed.



Yumiko_sunny@OA01> select table_name,
  2  to_char(LAST_ANALYZED,'YYYY-MM-DD HH24:MI:SS') LAST_ANALYZED 
  3  from dba_tables where TABLE_NAME='TEST';

TABLE_NAME                     LAST_ANALYZED
------------------------------ -------------------
TEST                           2016-11-13 21:50:01




Yumiko_sunny@OA01>  select column_name,histogram from dba_tab_col_statistics where table_name='TEST';

COLUMN_NAME          HISTOGRAM
-------------------- ---------------
OWNER                FREQUENCY
OBJECT_NAME          NONE
SUBOBJECT_NAME       NONE
OBJECT_ID            NONE
DATA_OBJECT_ID       NONE
OBJECT_TYPE          NONE
CREATED              NONE
LAST_DDL_TIME        NONE
TIMESTAMP            NONE
STATUS               NONE
TEMPORARY            NONE

COLUMN_NAME          HISTOGRAM
-------------------- ---------------
GENERATED            NONE
SECONDARY            NONE
NAMESPACE            NONE
EDITION_NAME         NONE

從上圖可以看到，此時完成了對錶的最新統計，同時收集了索引列的直方圖信息，且該直方圖為”等頻直方圖“。

 

再次查看此時索引列的執行計劃選擇情況，這裡分別以選擇性差的傾斜數據SYS為條件，以及以選擇性好的SCOTT為條件分別進行檢索。

--以SYS為條件進行查詢
Yumiko_sunny@OA01> select * from test where owner='SYS';
529004 rows selected.

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 1357081020
--------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation         | Name | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
--------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT  |      |   530K|    49M|  2098   (1)| 00:00:26 |
|*  1 |  TABLE ACCESS FULL| TEST |   530K|    49M|  2098   (1)| 00:00:26 |
--------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
   1 - filter("OWNER"='SYS')




--以SCOTT為條件進行查詢
Yumiko_sunny@OA01> select * from test where owner='SCOTT';
98 rows selected.

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 3856466897
----------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation                   | Name     | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
----------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT            |          |    98 |  9506 |     5   (0)| 00:00:01 |
|   1 |  TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| TEST     |    98 |  9506 |     5   (0)| 00:00:01 |
|*  2 |   INDEX RANGE SCAN          | IND_TEST |    98 |       |     3   (0)| 00:00:01 |
----------------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
   2 - access("OWNER"='SCOTT')

如之前所說，通過直方圖收集準確的數據分佈信息，

對於選擇性差的SYS值，CBO優化器採用了全表掃描的方式進行數據的訪問

對於選擇性好的SCOTT值，CBO優化器則採用了索引掃描的方式進行數據的訪問

 

如果採用索引的方式訪問SYS相關的數據行，真實的代價會是怎樣呢，這裡，通過hint的方式進行一次索引掃描的訪問

Yumiko_sunny@OA01> select /*+index(test,ind_test) */* from test where owner='SYS';
529004 rows selected.

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 3856466897
----------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation                   | Name     | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
----------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT            |          |   529K|    49M|  8885   (1)| 00:01:47 |
|   1 |  TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| TEST     |   529K|    49M|  8885   (1)| 00:01:47 |
|*  2 |   INDEX RANGE SCAN          | IND_TEST |   529K|       |  1115   (1)| 00:00:14 |
----------------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
   2 - access("OWNER"='SYS')

從上圖中可以看到，在信息收集無誤的情況下，若採用索引掃描，其真實開銷是全表掃描的4倍。

通過上面這個執行計劃，也說明瞭，對於CBO優化器，準確無誤的統計信息對於執行計劃選擇的重要性。

 

通過DBA_TAB_HISTOGRAMS視圖，查看此時直方圖的詳細信息

Yumiko_sunny@OA01> select TABLE_NAME,COLUMN_NAME,ENDPOINT_NUMBER,
  2  to_char(ENDPOINT_VALUE,'999999999999999999999999999999999999')
  3  as ENDPOINT_VALUE,ENDPOINT_ACTUAL_VALUE
  4  from DBA_TAB_HISTOGRAMS
  5   where TABLE_NAME='TEST' and COLUMN_NAME='OWNER';

TABLE_NAME  COLUMN_NAME  ENDPOINT_NUMBER ENDPOINT_VALUE             ENDPOINT_ACTUAL_VALU
----------------------------------------------------------------------------------------
TEST        OWNER                     19 41159093808690300000000000
TEST        OWNER                     61 41186001805076000000000000
TEST        OWNER                     62 43232584582496500000000000
TEST        OWNER                      5 37550853140200700000000000
TEST        OWNER                   5518 43277234965060400000000000

可以看到，雖然ENDPOINT_VALUE收集到了唯OWNER列唯一值的hash值，但真實列ENDPOINT_ACTUAL_VALUE顯示為空。

後面對比analyze table for all columns操作後再看。

 

刪除SYS值相關的數據行，觀察直方圖統計的變化

Yumiko_sunny@OA01> delete from test where owner='SYS';
529004 rows deleted.


Yumiko_sunny@OA01> commit;
Commit complete.


Yumiko_sunny@OA01> select TABLE_NAME,COLUMN_NAME,ENDPOINT_NUMBER,
  2  to_char(ENDPOINT_VALUE,'999999999999999999999999999999999999')
  3  as ENDPOINT_VALUE,ENDPOINT_ACTUAL_VALUE
  4  from DBA_TAB_HISTOGRAMS
  5   where TABLE_NAME='TEST' and COLUMN_NAME='OWNER';
TABLE_NAME  COLUMN_NAME  ENDPOINT_NUMBER ENDPOINT_VALUE             ENDPOINT_ACTUAL_VALU
----------------------------------------------------------------------------------------
TEST        OWNER                     19 41159093808690300000000000
TEST        OWNER                     61 41186001805076000000000000
TEST        OWNER                     62 43232584582496500000000000
TEST        OWNER                      5 37550853140200700000000000
TEST        OWNER                   5518 43277234965060400000000000
 

可以看到，對錶數據的DML操作，直方圖信息並未自動更改。

 

再次使用dbms_stats.gather_table_stats收集統計信息，此時直方圖得到了更新，如下圖：

Yumiko_sunny@OA01> exec dbms_stats.gather_table_stats('SCOTT','TEST',cascade=>true);
PL/SQL procedure successfully completed.



Yumiko_sunny@OA01> select TABLE_NAME,COLUMN_NAME,ENDPOINT_NUMBER,
  2  to_char(ENDPOINT_VALUE,'999999999999999999999999999999999999')
  3  as ENDPOINT_VALUE,ENDPOINT_ACTUAL_VALUE
  4  from DBA_TAB_HISTOGRAMS
  5   where TABLE_NAME='TEST' and COLUMN_NAME='OWNER';
TABLE_NAME  COLUMN_NAME  ENDPOINT_NUMBER ENDPOINT_VALUE              ENDPOINT_ACTUAL_VALU
-------------------- ---------------------------- ---------------------------------------
TEST        OWNER                    476  37550853140200700000000000 
TEST        OWNER                   2464  41159093808690300000000000 
TEST        OWNER                   6062  41186001805076000000000000 
TEST        OWNER                   6160  43232584582496500000000000 
 

上述說明瞭，對於直方圖的信息，需要定期進行收集工作。

 

 

7、ANALYZE TABLE操作對直方圖統計影響的示例說明

本示例承接上面示例內容，資料庫版本一致。

 

在上面內容中，已經演示了analyze table table_name compute statistics無法針對錶進行直方圖的信息收集。

那麼，對於已存在直方圖的表，該操作又會有何影響呢。

首先，承接上面內容，再次執行analyze table table_name compute statistics的操作，觀察直方圖信息的變化。

Yumiko_sunny@OA01> analyze table test compute statistics;
Table analyzed.


Yumiko_sunny@OA01> select column_name,histogram from dba_tab_col_statistics where table_name='TEST';

COLUMN_NAME          HISTOGRAM
-------------------- ---------------
OWNER                NONE
OBJECT_NAME          NONE
SUBOBJECT_NAME       NONE
OBJECT_ID            NONE
DATA_OBJECT_ID       NONE
OBJECT_TYPE          NONE
CREATED              NONE
LAST_DDL_TIME        NONE
TIMESTAMP            NONE
STATUS               NONE
TEMPORARY            NONE

COLUMN_NAME          HISTOGRAM
-------------------- ---------------
GENERATED            NONE
SECONDARY            NONE
NAMESPACE            NONE
EDITION_NAME         NONE

可以明顯的發現，OWNER列的直方圖信息消失了，說明該操作會刪除已存在的直方圖信息。

如果這是一個生產環境，對於這樣一張存在數據傾斜列的表，可能會帶來不可預估的影響。

 

對於analyze table table_name compute statistics for all indexes的操作，這裡不再演示，會在下麵的總結中，直接給出對直方圖影響的結論。

 

下麵看一下analyze table table_name compute statistics for all indexes for all columns操作的影響。

Yumiko_sunny@OA01> analyze table test compute statistics for all indexes for all columns;
Table analyzed.


Yumiko_sunny@OA01> select column_name,histogram from dba_tab_col_statistics where table_name='TEST';

COLUMN_NAME          HISTOGRAM
-------------------- ---------------
OWNER                FREQUENCY
OBJECT_NAME          HEIGHT BALANCED
SUBOBJECT_NAME       NONE
OBJECT_ID            HEIGHT BALANCED
DATA_OBJECT_ID       HEIGHT BALANCED
OBJECT_TYPE          FREQUENCY
CREATED              FREQUENCY
LAST_DDL_TIME        FREQUENCY
TIMESTAMP            FREQUENCY
STATUS               FREQUENCY
TEMPORARY            FREQUENCY

COLUMN_NAME          HISTOGRAM
-------------------- ---------------
GENERATED            FREQUENCY
SECONDARY            FREQUENCY
NAMESPACE            FREQUENCY
EDITION_NAME         NONE

從上面可以看到，當執行for all columns子句的時候，不但收集了索引列的直方圖信息，還收集了非索引列的直方圖信息。

 

再看下此時DBA_TAB_HISTOGRAMS視圖的詳細信息

Yumiko_sunny@OA01> select TABLE_NAME,COLUMN_NAME,ENDPOINT_NUMBER,
  2  to_char(ENDPOINT_VALUE,'999999999999999999999999999999999999')
  3  as ENDPOINT_VALUE,ENDPOINT_ACTUAL_VALUE
  4  from DBA_TAB_HISTOGRAMS
  5  where TABLE_NAME='TEST' and COLUMN_NAME='OWNER';

TABLE_NAME  COLUMN_NAME  ENDPOINT_NUMBER ENDPOINT_VALUE              ENDPOINT_ACTUAL_VALU
-------------------- ---------------------------- ---------------------------------------
TEST        OWNER                    476  37550853140200700000000000 HR
TEST        OWNER                   2464  41159093808690300000000000 OE
TEST        OWNER                   6062  41186001805076000000000000 ORDDATA
TEST        OWNER                   6160  43232584582496500000000000 SCOTT

可以看到，此時可以看見DBA_TAB_HISTOGRAMS視圖上，ENDPOINT_ACTUAL_VALUE列真實值的信息。

 

 

8、總結

  • 直方圖可以為CBO優化器提供準確的數據分佈參考，以便選擇正確的執行計劃。

 

  • 預設情況下，使用dbms_stats.gather_table_stats得到的直方圖信息，只會收集索引列的直方圖信息。
  • 預設情況下，使用dbms_stats.gather_table_stats得到的直方圖信息，無法在DBA_TAB_HISTOGRAMS視圖中看到真實值，但不影響CBO優化器的選擇。

 

  • 使用analyze table table_name compute statistics進行統計分析，對於尚未存在直方圖信息的表，不會收集直方圖信息。
  • 使用analyze table table_name compute statistics進行統計分析，對於已經存在直方圖信息的表，會刪除之前的直方圖信息。

 

  • 使用analyze table table_name compute statistics for all indexes進行統計分析，對於尚未存在直方圖信息的表，不會收集直方圖信息。
  • 使用analyze table table_name compute statistics for all indexes進行統計分析，對於已經存在直方圖信息的表，不會刪除之前的直方圖信息。

 

  • 使用analyze table table_name compute statistics for all indexes for all columns進行統計分析，對於尚未存在直方圖信息的表，會收集直方圖信息，且包括索引列以及非索引列。
  • 使用analyze table table_name compute statistics for all indexes for all columns進行統計分析，對於已經存在直方圖信息的表，會收集最新的直方圖信息。

 

最後一點，起碼從直方圖的收集情況看：analyze table table_name compute statistics並不等價於analyze table table_name compute statistics for all indexes for all columns

 

謹慎使用analyze table table_name compute statistics這個操作。

重要的事情說三遍！！！

 


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    因為開發微信支付需要IOS9.0版本，但是本來的XCode是6.0版本，所以最高的是8.3版本，所以要進行升級更新，但是打開更新中心發現沒有更新提示，所以到AppStore裡面進行下載，因為本機已經安裝了Xcode，所以點擊下載就變成更新，但是點擊更新卻沒有反應，死活沒有反應，後來以為是因為有了Xc ...
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    BroadCast 是android提供的跨進程通訊的有一利器。 1.非同步執行onReceiver 這是context裡面註冊廣播的API，duplex2個我們不常用的東東。 我們分別來討論這2個東西。 先討論非同步handler。 如果我們傳入一個handler，會怎樣？我們所有的onReceive ...
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    對數據類型的選擇將影響與資料庫交互的應用程式的性能。 1、通常來說，如果一個頁內可以存放儘可能多的行，那麼資料庫的性能就越好，因此選擇一個正確的數據類型至關重要。 2、另一方面，如果在資料庫中創建表時選擇了錯誤的數據類型，那麼後期的維護成本可能非常大，用戶需要花大量時間進行ALTER TABLE 操 ...
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    移動開發（一）：使用.NET MAUI開發第一個安卓APP 對於工作多年的C#程式員來說，近來想嘗試開發一款安卓APP，考慮了很久最終選擇使用.NET MAUI這個微軟官方的框架來嘗試體驗開發安卓APP，畢竟是使用Visual Studio開發工具，使用起來也比較的順手，結合微軟官方的教程進行了安卓 ...
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    前言 QuestPDF 是一個開源 .NET 庫，用於生成 PDF 文檔。使用了C# Fluent API方式可簡化開發、減少錯誤並提高工作效率。利用它可以輕鬆生成 PDF 報告、發票、導出文件等。 項目介紹 QuestPDF 是一個革命性的開源 .NET 庫，它徹底改變了我們生成 PDF 文檔的方 ...
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    項目地址 項目後端地址： https://github.com/ZyPLJ/ZYTteeHole 項目前端頁面地址： ZyPLJ/TreeHoleVue (github.com) https://github.com/ZyPLJ/TreeHoleVue 目前項目測試訪問地址： http://tree ...
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    前言 隨著物聯網（IoT）技術的迅猛發展，MQTT（消息隊列遙測傳輸）協議憑藉其輕量級和高效性，已成為眾多物聯網應用的首選通信標準。 MQTTnet 作為一個高性能的 .NET 開源庫，為 .NET 平臺上的 MQTT 客戶端與伺服器開發提供了強大的支持。 本文將全面介紹 MQTTnet 的核心功能 ...
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    Serilog支持多種接收器用於日誌存儲，增強器用於添加屬性，LogContext管理動態屬性，支持多種輸出格式包括純文本、JSON及ExpressionTemplate。還提供了自定義格式化選項，適用於不同需求。 ...
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  • 第28篇 如何.net中實現高效可靠數據同步api
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