如何在 Oracle 中调整范围/间隔查询？

Question

我有一张桌子A，间隔(COL1, COL2)：

CREATE TABLE A (
  COL1 NUMBER(15) NOT NULL,
  COL2 NUMBER(15) NOT NULL,
  VAL1 ...,
  VAL2 ...
);
ALTER TABLE A ADD CONSTRAINT COL1_BEFORE_COL2 CHECK (COL1 <= COL2);

保证间隔是“独占的”，即它们永远不会重叠。换句话说，这个查询不会产生任何行：

SELECT *
FROM (
  SELECT
    LEAD(COL1, 1) OVER (ORDER BY COL1) NEXT,
    COL2
  FROM A
)
WHERE COL2 >= NEXT;

目前在(COL1, COL2) 上有一个索引。现在，我的查询如下：

SELECT /*+FIRST_ROWS(1)*/ *
FROM A
WHERE :some_value BETWEEN COL1 AND COL2
AND ROWNUM = 1

这对于:some_value 的低值表现良好（A 中的数百万条记录不到一毫秒），因为它们对索引非常有选择性。但是对于 :some_value 的高值，由于访问谓词的选择性较低，它的性能很差（几乎是一秒钟）。

执行计划对我来说似乎不错。由于现有索引已经完全覆盖了谓词，我得到了预期的INDEX RANGE SCAN：

------------------------------------------------------
| Id  | Operation                    | Name | E-Rows |
------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT             |      |        |
|*  1 |  COUNT STOPKEY               |      |        |
|   2 |   TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| A    |      1 |
|*  3 |    INDEX RANGE SCAN          | A_PK |        |
------------------------------------------------------

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

   1 - filter(ROWNUM=1)
   3 - access("VAL2">=:some_value AND "VAL1"<=:some_value)
       filter("VAL2">=:some_value)

在3 中，很明显，访问谓词仅对:some_value 的低值具有选择性，而对于较高的值，过滤操作会“启动”索引。

无论:some_value 的值如何，有什么方法可以普遍提高这个查询的速度吗？如果需要进一步规范化，我可以完全重新设计表格。

Answer 1

您的尝试很好，但遗漏了一些关键问题。

让我们慢慢开始吧。我假设COL1 上有一个索引，实际上我不介意COL2 是否也包含在其中。

由于您对数据的限制（尤其是非重叠），您实际上只希望行 before COL1 是 <= 的行有一些值....[- -休息一下--] 由COL1订购的

这是classic Top-N query：

select *
  FROM ( select *
          from A
         where col1 <= :some_value
         order by col1 desc
       )
 where rownum <= 1;

请注意，您必须使用ORDER BY 来获得明确的排序顺序。由于WHERE 在ORDER BY 之后应用，您现在还必须将top-n 过滤器包装在外部查询中。

这几乎完成了，我们实际上也需要过滤COL2 的唯一原因是过滤掉根本不属于该范围的记录。例如。如果 some_value 为 5 并且您拥有此数据：

  COL1 | COL2
     1 |  2
     3 |  4   <-- you get this row 
     6 | 10

如果COL2 为 5，则该行结果是正确的，但不幸的是，在这种情况下，您的查询的正确结果是 [empty set]。这就是我们需要像这样过滤COL2 的唯一原因：

select *
  FROM ( select *
           FROM ( select *
                    from A
                   where col1 <= :some_value
                   order by col1 desc
                )
          where rownum <= 1
        )
  WHERE col2 >= :some_value;

你的方法有几个问题：

• 缺少ORDER BY - 与rownum 过滤器有关的危险！
• 应用 Top-N 子句（rownum 过滤器）过早。如果结果没有怎么办？数据库读取索引直到结束，rownum (STOPKEY) 永远不会启动。
• 优化器故障。使用 between 谓词，我的 11g 安装并没有想到按降序读取索引，所以它实际上是从头 (0) 向上读取它，直到找到匹配的 COL2 值——或者——COL1 超出范围。

.

COL1 | COL2
   1 |  2   ^
   3 |  4   |      (2) go up until first match.
            +----- your intention was to start here
   6 | 10

实际发生的是：

  COL1 | COL2
     1 |  2   +----- start at the beginning of the index
     3 |  4   |      Go down until first match.      
              V
     6 | 10

看看我的查询的执行计划：

------------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation                       | Name   | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
------------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT                |        |     1 |    26 |     4   (0)| 00:00:01 |
|*  1 |  VIEW                           |        |     1 |    26 |     4   (0)| 00:00:01 |
|*  2 |   COUNT STOPKEY                 |        |       |       |            |          |
|   3 |    VIEW                         |        |     2 |    52 |     4   (0)| 00:00:01 |
|   4 |     TABLE ACCESS BY INDEX ROWID | A      | 50000 |   585K|     4   (0)| 00:00:01 |
|*  5 |      INDEX RANGE SCAN DESCENDING| SIMPLE |     2 |       |     3   (0)| 00:00:01 |
------------------------------------------------------------------------------------------

注意INDEX RANGE SCAN **DESCENDING**。

最后，为什么我没有在索引中包含COL2？这是一个单一的 row-top-n 查询。您最多可以保存一个表访问（不管上面的行估计是什么！）如果您希望在大多数情况下找到一行，那么您无论如何都需要转到表中的其他列（可能）所以你不会节省任何东西，只会消耗空间。包含COL2 只会在您查询不返回任何内容时提高性能！

相关：

• How to use index efficienty in mysql query 几年前我回答了一个非常相似的问题。相同的解决方案。
• Use The Index, Lukas!

Answer 2

我认为，因为范围不相交，您可以将 col1 定义为主键并执行如下查询：

SELECT *
  FROM    a
       JOIN
          (SELECT MAX (col1) AS col1
             FROM a
            WHERE col1 <= :somevalue) b
       ON a.col1 = b.col1;

如果您必须添加的范围之间存在差距：

Where col2 >= :somevalue

作为最后一行。

执行计划：

SELECT STATEMENT  
 NESTED LOOPS  
  VIEW  
   SORT AGGREGATE 
    FIRST ROW  
     INDEX RANGE SCAN (MIN/MAX) PKU1
  TABLE ACCESS BY INDEX A
   INDEX UNIQUE SCAN PKU1

Answer 3

也许将此堆表更改为 IOT 表会提供更好的性能。

Answer 4

我没有生成示例数据来对此进行测试，但您可能想尝试一下。

ALTER TABLE A ADD COL3 NUMBER(15);

UPDATE A SET COL3 = COL2 - COL1;

在 COL3 上创建索引。

SELECT /*+FIRST_ROWS(1)*/ *
FROM A
WHERE :some_value < COL3
AND ROWNUM = 1;