前言 1.基于数据库（或依赖于数据库）构建的应用是否成功，这取决于如何使用数据库。另外，从我的经验看，所有应用的构建都围绕 着数据库。如果一个应用未在任何地方持久地存储数据，很难想象这个应用真的有用。 2.应用总是在“来来去去”，而数据不同，它们
前言
1.基于数据库（或依赖于数据库）构建的应用是否成功，这取决于如何使用数据库。另外，从我的经验看，所有应用的构建都围绕
着数据库。如果一个应用未在任何地方持久地存储数据，很难想象这个应用真的有用。
2.应用总是在“来来去去”，而数据不同，它们会永远存在。从长远来讲，我们的目标并不是构建应用，而应该是如何使用这些应用
底层的数据。
3. 开发小组的核心必须有一些精通数据库的开发人员，他们要负责确保数据库逻辑是可靠的，系统能够顺利构建。如果已成事实（应
用已经部署）之后再去调优，这通常表明，在开发期间你没有认真考虑这些问题。
正文
了解数据库
1.数据库的体系结构，数据库如何工作，以及有怎样的表现。
2.并发控制是什么，并发控制对你意味着什么。
3.性能、可扩缩性和安全性都是开发时就应该考虑的需求，必须适当地做出设计，不要指望能碰巧满足这些需求。
4.数据库的特性如何实现。某个特定数据库特性的实际实现方式可能与你想象的不一样。你必须根据数据库实际上如何工作（而不
是认为它应该如何工作）来进行设计。
5.数据库已经提供了哪些特性，为什么使用数据库已提供的特性要优于自行构建自己的特性。
6.为什么粗略地了解SQL还不够，还需要更深入地学习SQL。
7.DBA和开发人员都在为同一个目标努力，他们不是敌对的两个阵营，不是想在每个回合中比试谁更聪明。
如果可能，尽量利用一条SQL语句完成工作。
1. 如果无法用一条SQL语句完成，就通过PL/SQL实现（不过，尽可能少用PL/SQL！）。
2.如果在PL/SQL中也无法做到（因为它缺少一些特性，如列出目录中的文件），可以试试使用Java存储过程来实现。不过，有了Oracle9i 及以上版本后，如今需要这样做的可能性极小。
3.如果用Java 还办不到，那就在C 外部过程中实现。如果速度要求很高，或者要使用采用C 编写的一个第三方API，就常常使用这种做法。
4.如果在C外部例程中还无法实现，你就该好好想想有没有必要做这个工作了。
SQL优化--基本概念
数据库访问表数据的方式
Oracle虽然可以通过各种执行方式存取数据，但是在最后访问数据表时只有两种方式。
? 全表扫描
全表扫描就是顺序地访问表中每条记录 。Oracle将数据保存在数据块 (database block) 中，通过 一次读入多个数据块的方式优化全表扫描 。
数据块是数据库存取数据的最小 I/O 单位，只有将数据块读到内存中才能查找数据。
? 通过ROWID访问表
ROWID 是 Oracle 数据库的一个伪列，唯一标识数据表中的数据行，数据一旦插入数据库，该行的 ROWID 将不能再被改变。
ROWID 是访问数据表的最快方法，通过 ROWID ， Oracle 可以直接定位到数据块上。
索引除了包含索引列值外还存储对应行的 ROWID ，所以，提供了 快速访问ROWID的方法 ，因此， 基于索引的查询性能 很高。
索引的代价
索引虽然是提高数据查询最有效的方法，但是无效的索引会造成数据库空间的浪费，甚至大大降低查询性能。
1. 索引需要磁盘空间存储
2. 执行数据修改操作（ INSERT 、 UPDATE 、 DELETE ）产生索引维护
3. 在数据处理时需额外的回退空间
4. 索引和数据不在一个数据块上，使用索引会增加系统 I/O
建议一张表的索引不要超过 3 个，但是对于稳定表可以多建立索引提高查询速度。
索引的分类
? 索引按功能分类
– Primary key( 主关键字 )
– Foreign key( 外键 )
– Unique Index( 唯一索引 )
– Index( 一般索引 )
? 索引按存储方法分类
– B- 树索引
– 位图索引
– HASH 索引
– 索引编排表
– 反转键索引
– 分区索引
– 本地和全局索引
? 索引按对象分类
– 单列索引（表单个字段的索引）
– 多列索引（表多个字段的索引）
函数索引（对字段进行函数运算的索引）
? Primary key( 主关键字 )
主关键字是保证在一个表中的数据唯一，在创建主关键字时，数据库自动在主关键字上创建唯一索引。一个表只能创建一个主关键字。
? Foreign key( 外键 )
外键是表和表之间建立主从关系，又叫父子关系，外键只能关联到主表的主键或唯一索引上（因为关系型数据库不支持多对多关系）。外键并不自动创建索引。
对于一对多的两个表，外键建立在多的表上。必须满足 “ 有子必有父 ” 的关系，即插入数据必须先插入主表数据后才能插入子表数据，删除主表数据前必须删除子表数据。
? Unique Index( 唯一索引 )
创建唯一索引的字段或组合字段在数据上必须唯一。
? Index( 一般索引 )
一般索引没有数据约束限制，目的是为了加快查询速度。
不能对字段或组合字段重复创建索引，组合字段重复是指字段和字段顺序完全相同。
?B-树索引
B- 树索引是最常用的索引，其存储结构类似书的索引结构，有分支和叶两种类型的存储数据块，分支块相当于书的大目录，叶块相当于索引到的具体的书页。一般索引及唯一约束索引都使用 B- 树索引。
?位图索引
位图索引储存主要用来节省空间，减少数据块的访问，它采用位图偏移方式来与表的行 ID 号对应，采用位图索引一般是重复值多的表字段。位图索引在 OLTP （数据事务处理）中用得比较少，因为 OLTP 会对表进行大量的删除、修改、新建操作。在 OLAP （数据分析处理）中应用位图有优势，因为 OLAP 中大部分是对数据库的查询操作，而且一般采用数据仓库技术，所以大量数据采用位图索引节省空间比较明显。
注： B- 树索引中包含 ROWID ， Oracle 可以在行级别上锁定索引。位图索引被存储为压缩的索引值，是一个范围内的 ROWID ，因此 ORACLE 必须针对一个给定值锁定所有范围内的 ROWID ，极易造成死锁。
单列索引
以单个字段建立的索引
多列索引
已多个字段组合建立的索引
函数索引（对字段进行函数运算的索引）
在索引中使用函数或者表达式，这些函数可以是 Oracle 的函数，也可以是用户自己的 PL/SQL 函数等 ，函数索引是大小写敏感的。
在什么情况下应该建立索引
– 表主关键字
数据库自动建立索引
– 字段唯一性约束
– 主从表关联
因为在查询中经常会和其他表关联查询
– 经常查询字段或组合查询字段
– 查询中排序或分组的字段
索引是排序的，所以，排序字段或分组字段如果通过索引去访问将大大提高查询速度
在什么情况下不应该建立索引
– 表记录很少的表
数据库使用索引，必须先访问索引表，再通过索引表访问数据表，一般索引与数据表不在同一个数据块， Oracle 至少要读取数据块两次。如果表数据很少， Oracle 会将所有的数据一次读出，处理速度显然会比用索引快。
– 经常更新的表（不稳定表）
数据更新会造成索引的维护，影响数据更新时间。
– 数据重复且分布均匀字段
对于大数据表，如果一个字段只有少量的值，并且分布平均，建立该字段的索引一般不会提高数据库的查询速度。
SQL优化--索引概念
通过 Developer 看索引使用
Developer 提供了 Explain plan Window 图形窗口，可以方便地看到 SQL 的执行计划。
启动 Explain plan Window 有两种方法，第一种在 SQL Window 下输入 sql ，按 F5 ，第二种，使用菜单 new/Explain plan Window 。
? 窗体介绍
窗体分为两大部分，上半部分是 sql 区，可以在此输入要分析的 sql ，下半部分是 SQL 的执行计划。 Optimizer goal 可以选择优化器，其中：
– First_Rows : 基于 CBO 的优化器，侧重于返回一条结果记录，大多数使用 Single Block IO （类似于 Index Scan ）
– All_Rows : 基于 CBO 的优化器，侧重于返回所有结果记录，大多数使用 Mutil Block IO （类似于 Full Table Scan ）
– Rule : 基于 RBO 的优化器
– Choose : 根据表是否做过分析来选择使用 RBO 还是 CBO 。如果有一个或以上的表做过表分析，则使用 CBO ；如果都没有做过表分析，则使用 RBO 。
用导航按键查看执行步骤，执行步骤是从上到下，从内到外。
优化器
目前 Oracle 的优化器共有三种：
– Rule 基于规则 -- Rule Based Optimizer
– Cost 基于成本 -- Cost Based Optimizer
– Choose 选择性。
数据库在默认安装情况下， Oracle 使用 Choose 优化器。
Rule （基于规则 --Rule Based Optimizer ）
From 子句从外侧向内侧的顺序检索表， Where 子句从下向上解析条件。
根据 From 规则，在多表查询时，将返回结果集最少的表作为基础表，写在 From 最外侧（并不是最小的表，应该是查询限定最强的表，一般情况下是查询主体表），然后根据表之间的限定依赖关系依次从外侧写到内侧。 Oracle 执行时，首先扫描最外侧表（驱动表），并对结果集进行排序，然后扫描内侧表（被探测表），将第二个表检索出的结果集（用 Row Source2 表示）与第一个表中相应结果集（用 Row Source1 表示）进行合并后再次向内侧表扫描合并，直到全部表被检索合并，返回结果集。
根据 Where 规则，先写表连接，表连接从内侧向外侧的顺序写，可以过滤掉最大数量记录的条件必须写在 WHERE 子句的末尾（结合 From 规则，末尾的查询条件应该是最外侧的表）。写查询条件时应该按照使用的索引字段顺序从上写到下。
当查询表有 N 个，表关联应该是 N-1 个。
Cost （基于成本 --Cost Based Optimizer ）
CBO 是依赖表的统计信息来选择最低成本的执行计划， 这些统计使用 ANALYZE 命令完成，在使用 CBO 之前必须将 Table 分析好。
CBO 最多只能排列 2000 种表的排列关系，也就是说当超过 6 个以上的表（ 2 的 7 次方大于 2000 ）进行关联时， CBO 就不能把所有的排列关系都计算到，会遗漏一些，所以这个时候生成的执行计划据可能不是最优的。
对于数据变化比较大的表，你必须经常运行 analyze 命令 , 以增加数据库中的对象统计信息 (object statistics) 的准确性，以提高系统效率。
语法：
analyze table table_name estimate statistics sample x percent;
-- 抽样估算法，使用 x% 抽样率对 table_name 表分析
analyze table table_name compute statistics ;
-- 完全计算法
对表作完全计算所花的时间相当于做全表扫描，抽样估算法由于采用抽样，比完全计算法的生成统计速度要快，如果不是要求要有精确数据的话，尽量采用抽样分析法。建议对表分析采用抽样估算，对索引分析可以采用完全计算。
Choose （选择性）
根据表是否做过分析来选择使用 RBO 还是 CBO 。如果有一个以上的表做过表分析，则使用 CBO ；如果都没有做过表分析，则使用 RBO 。
索引的扫描分类
? 索引唯一扫描 (Index unique scan)
? 索引范围扫描 (Index range scan)
? 索引全扫描 (Index full scan)
? 索引快速扫描 (Index fast full scan)
? 索引跳跃扫描 (Index skip scan)
索引唯一扫描 (Index unique scan)
通过唯一索引返回单行数据的查询方法称为索引唯一扫描。如果存在 UNIQUE 或 PRIMARY KEY 约束（它保证了语句只存取单行）的话， Oracle 经常实现唯一性扫描。
如 EMP 表创建了 Id 主关键字，如果使用 Id 作为条件查询， Oracle 使用 Index Unique Scan 。
Select * from emp where id = 2343;
索引范围扫描 (index range scan)
使用一个索引返回多行数据的查询方法称为索引范围扫描。使用索引范围扫描的情况有：
– 在唯一索引列上使用了 range 操作符 (> >=
– 在组合索引上，只使用部分字段进行查询，导致查询出多行
– 对非唯一索引列上进行的任何查询。
索引全扫描 (index full scan)
全索引扫描只发生在 CBO 模式下。当 CBO 根据统计数值判断全索引扫描比全表扫描更有效时，才进行全索引扫描，而且此时查询出的数据都必须从索引中可以直接得到。
如 select id from emp order by id;
因为查询字段属于索引字段同时需要索引字段排序， Oracle 使用 Index full scan 。
索引快速扫描 (index fast full scan)
扫描索引中的所有的数据块，与 index full scan 很类似，但是一个显著的区别就是它不对查询出的数据进行排序，即数据不是以排序顺序被返回。在这种存取方法中，可以使用多块读功能，也可以使用并行读入，以便获得最大吞吐量与缩短执行时间。
如 select id from emp ;
索引跳跃扫描 (Index skip scan)
当查询条件没有使用组合查询的前导列，优化器可以使用跳跃扫描，跳跃扫描比全扫描性能高。
表的关联
在ORACLE中表的关联有三种 ：
– S ort merger join （ 排序合并关联）
– Nested Loops （ 嵌套循环）
– H ash join （ 哈希关联）
S ort M erger join （ 排序合并关联）
多出现于大表和大表以索引的方式连接。
执行过程：
1. 扫描第一个表返回结果集，然后按照关联列排序；
2. 扫描第二个表返回结果集，然后按照关联列排序；
3. 两边已排序的行被放在一起执行合并操作。
此连接方式建立在排序的基础上，而排序操作消耗的系统资源很大，所以，这种方式对于结果集已经排序的连接比较有效。
Nested Loops （ 镶嵌循环 ）
多 出现于小表和大表关联
执行过程：
1. 扫描第一个表（驱动表） Row source1 ；
2. 循环 Row source1 ；
3. 探索第二个表（被探查表） Row rource2 。
4. 重复 2 ～ 3 直到循环完 Row source 。
此连接方式的关键是驱动表的返回数据集要少，同时被探查表的匹配要有索引支持。另外，此连接是最快得到第一个匹配行的方式，所以，可以实现快速的响应时间，因为此连接不必等待所有的连接操作处理完才返回数据。
如果驱动表的数量比较大，查询性能不如全表扫描 .
H ash join （ 哈希关联）
只能用于相等连接，且只能在 CBO 优化器模式下，多出现于小表和大表关联
执行过程：
1. 扫描第一个表（驱动表）返回数据集，构建 Hash 表；
2. 读取第二个表的一条数据，和内存中的数据进行匹配；
此连接方式对于 CPU 的消耗比较大，并取决于内存的大小，因为 Oracle 在内存中建立 Hash 表。
SQL优化--小结
有关 SQL 的优化涉及的范围很广，相关的知识需要在实践中不断总结和积累。学习完本节需要掌握的知识：
– Oracle 的优化器
– 索引的不同分类
– 表关联的方式
– 如果使用 Explain Plan Window 查看执行计划
– 写 DML 时应该用不同的 sql 看性能优劣再确定 sql
在 PC 机上正确创建索引并正确使用索引的情况下，上千万条数据的单表查询应该在 0.1 秒左右，如果使用多表关联查询不应该超过 0.6 秒，但是对于分组查询可能超过 1 秒。如果超过你写的查询超过这些参考值，说明你写的 SQL 还有优化的可能。
数据库的高伸缩性--并行控制
死锁：
当两个事务需要一组有冲突的锁，而不能将事务继续下去的话，就出现死锁 。
查询死锁
select b.username,b.sid,b.serial#,logon_time
from v$locked_object a,v$session b
where a.session_id = b.sid order by b.logon_time ;
也可以在 Developer 中可以使用 tools\Sessions... 中的 Lock 查看锁定情况
杀死死锁
SQL>alter system kill session ' sid,serial #';
-- 如果有 ora-00031 错误，则在后面加 immediate;
SQL>alter system kill session ' sid,serial #' immediate;
总结