oracle 中的优化 - RBO 和 CBO 简介以及优化器模式参数说明

最近对oracle的优化比较感兴趣，所以想跟大家分享一下学习经验。

在oracle中，sql语句优化分成RBO（Rule-Based Optimization）基于规则的优化和CBO（Cost-Based Optimization）基于代价的优化。

在较早的oracle的版本中，oracle是采取基于规则的优化，根据oracle指定的规则优先顺序，对于指定的表进行执行计划的选择。比如在规则中，索引的优先级大于全表扫描，那在查询某张拥有所有的表的时候，那就一定是使用索引。

在后来，oracle发现这样的做法并不科学，规则是死的，数据是活的，并不是说在所有的情况下使用规则都是可行的。于是oracle开始推出了基于代价的优化，收集对象的统计信息并分析得出最优的执行计划。从oracle9i开始，oracle就强烈建议使用CBO，这点从oracle10g和oracle11g的文档中关于优化参数optimizer_mode完全不提与RBO有关的几个选项就可以看出。

（有人说CBO考虑的代价主要是cpu和内存，这点o小白不太赞同，在sql执行中，我们最需要考虑的一定是和io有关的部分，所以考虑的方向应该是逻辑读。在下面的一个测试例子中可以看出RBO和CBO的一些区别）

optimizer_mode决定了oracle使用RBO还是CBO，可选值如下：

Choose:这是RBO和CBO“中间”的一种模式，具体是这样：

1.当所包含的所有对象有统计信息时，那就是用CBO的优化方式。

2.当所包含的部分对象有统计信息是，也使用CBO的方式，并且对剩下的对象的统计信息进行“猜测”。

3.如果包含所有对象都没有统计信息时，使用RBO的方式。

这个参数在oracle9i中是默认值，但是从oracle10g版本，默认值变为ALL_ROWS，并且文档中完全不提到这个参数（还有另一个参数是RULE）也就是说oracle倾向于完全不用RBO（Hint在之后的文章中讨论）。

RULE：oracle采用RBO的方式工作。

ALL_ROWS：oracle采取CBO的方式工作，并且计算代价是获取所有行数的代价，也就是如何消耗最少的资源完成整个查询。

FISRT_ROWS_n（n可以取值的有1，10，100，1000）：oracle采取CBO的方式工作，计算代价是获取前n行的代价，也就是如何消耗最少的资源完成前n行的查询。oracle想的很周到，如果有top n的需求，那用这个参数来设置是最好不过的了。

FISRT_ROWS：和上面的参数相同，只是为了向后兼容。

那我们来做个简单的实验看看几个参数有什么不同。（为了测试方便，我们使用pl/sql developer来调整sql的优化模式）：

实验表，twovaluetab 字段 id number类型

运行脚本生成数据：

declare 
cnt number := 0; 
begin 
        execute immediate 'truncate table twovaluetab'; 
        for cnt in 0..20000 loop 
        insert into twovaluetab values(1); 
        end loop; 
        insert into twovaluetab values(0); 
        commit; 
end; 
/ 

执行语句：select * from twovaluetab where id = 1;来观察执行计划。在测试表中只有两个值0占据一行1占据20000行，根据理论，如果是CBO并且是获取全部数据值的话，那全表扫描在逻辑上将读取更少的数据块（如果是索引，那要读取索引块，再读取数据块，而全表则只要读取一次数据块）

先来看RULE（关于RULE具体是哪些，下篇文章会具体介绍）

然后我们来看ALL_ROWS，根据理论，应该是全表，不出意料：

然后是FISRT_ROWS，如果是最先的几行，那自然是index效率会比较高：

最后我们来测试choose:

sys@ORA11G> exec dbms_stats.delete_table_stats(OWNNAME=>'sys',tabname=>'twovaluetab'); 
 
PL/SQL procedure successfully completed. 

首先保证，表没有统计数据，我们运行一个dbms_stats包（关于这个包的解释在之后的文章中会进行说明），把表的统计信息删除，根据理论，应该是和RBO结果一致：

然后我们收集一下表的统计信息，同样是使用dbms_stats包，

sys@ORA11G> exec dbms_stats.gather_table_stats(OWNNAME=>'sys',tabname=>'twovaluetab',cascade=>true); 
 
PL/SQL procedure successfully completed. 

再看结果，应该是和ALL_ROWS的CBO是一致的。

最后是optimizer_mode这个参数既可以在session级临时调整也可以在在system级调整。

alter session set optimizer_mode=choose;

alter system set optimizer_mode=all_rows scope = spfile;

理论配合简单实验，相信大家对RBO和CBO以及参数optimizer_mode已经有了一定的了解了，调优是十分考水平的一项工作，我们必须扎扎实实把原理弄弄明白，才能融汇贯通。