基于規則的優化機制對表達式的處理
2024-07-21 02:39:29
供稿：網友
Oracle優化器在任何可能的時候都會對表達式進行評估，并且把特定的語法結構轉換成等價的結構，這么做的原因是：
· 要么結果表達式能夠比源表達式具有更快的速度
· 要么源表達式只是結果表達式的一個等價語義結構
不同的SQL結構有時具有同樣的操作（例如：= ANY (subquery) and IN (subquery)），ORACLE會把他們映射到一個單一的語義結構。
下面將討論優化器如何評估優化如下的情況和表達式：常量 LIKE 操作符 IN 操作符 ANY和SOME 操作符 ALL 操作符 BETWEEN 操作符 NOT 操作符 傳遞（Transitivity） 確定性（DETERMINISTIC）函數
常量
常量的計算是在語句被優化時一次性完成，而不是在每次執行時。下面是檢索月薪大于2000的的表達式：
· sal > 24000/12
· sal > 2000
· sal*12 > 24000
假如SQL語句包括第一種情況，優化器會簡單地把它轉變成第二種。
注重：優化器不會簡化跨越比較符的表達式，例如第三條語句，鑒于此，應用程序開發者應該盡量寫用常量跟字段比較檢索的表達式，而不要將字段置于表達式當中。
LIKE 操作符
優化器把使用LIKE操作符和一個沒有通配符的表達式組成的檢索表達式轉換為一個“=”操作符表達式。
例如：優化器會把表達式ename LIKE 'SMITH'轉換為ename = 'SMITH'
優化器只能轉換涉及到可變長數據類型的表達式，前一個例子中，假如ENAME字段的類型是CHAR(10)， 那么優化器將不做任何轉換。
IN 操作符
優化器把使用IN比較符的檢索表達式替換為等價的使用“=”和“OR”操作符的檢索表達式。
例如，優化器會把表達式ename IN ('SMITH','KING','JONES')替換為
ename = 'SMITH' OR ename = 'KING' OR ename = 'JONES'
ANY和SOME 操作符
優化器將跟隨（following）值列表的ANY和SOME檢索條件用等價的同等操作符和“OR”組成的表達式替換。
例如，優化器將如下所示的第一條語句用第二條語句替換：
· sal > ANY (:first_sal, :second_sal)
· sal > :first_sal OR sal > :second_sal
優化器將跟隨子查詢的ANY和SOME檢索條件轉換成由“EXISTS”和一個相應的子查詢組成的檢索表達式。
例如，優化器將如下所示的第一條語句用第二條語句替換：
· x > ANY (SELECT sal FROM emp WHERE job = 'ANALYST')
· EXISTS (SELECT sal FROM emp WHERE job = 'ANALYST' AND x > sal)
ALL 操作符
優化器將跟隨值列表的ALL操作符用等價的“=”和“AND”組成的表達式替換。
例如，sal > ALL (:first_sal, :second_sal)表達式會被替換為：
sal > :first_sal AND sal > :second_sal
對于跟隨子查詢的ALL表達式，優化器用ANY和另外一個合適的比較符組成的表達式替換。
例如，優化器會把表達式 x > ALL (SELECT sal FROM emp WHERE deptno = 10) 替換為：
NOT (x <= ANY (SELECT sal FROM emp WHERE deptno = 10))
接下來優化器會把第二個表達式適用ANY表達式的轉換規則轉換為下面的表達式：
NOT EXISTS (SELECT sal FROM emp WHERE deptno = 10 AND x <= sal)
BETWEEN 操作符
優化器總是用“>=”和“<=”比較符來等價的代替BETWEEN操作符。
例如：優化器會把表達式sal BETWEEN 2000 AND 3000用sal >= 2000 AND sal <= 3000來代替。
NOT 操作符
優化器總是試圖簡化檢索條件以消除“NOT”邏輯操作符的影響，這將涉及到“NOT”操作符的消除以及代以相應的比較運算符。
例如，優化器將下面的第一條語句用第二條語句代替：
· NOT deptno = (SELECT deptno FROM emp WHERE ename = 'TAYLOR')
· deptno <> (SELECT deptno FROM emp WHERE ename = 'TAYLOR')
通常情況下一個含有NOT操作符的語句有很多不同的寫法，優化器的轉換原則是使“NOT”操作符后邊的子句盡可能的簡單，即使可能會使結果表達式包含了更多的“NOT”操作符。
例如，優化器將如下所示的第一條語句用第二條語句代替：
· NOT (sal < 1000 OR comm IS NULL)
· NOT sal < 1000 AND comm IS NOT NULL sal >= 1000 AND comm IS NOT NULL
傳遞（Transitivity）
假如“WHERE”子句的兩個檢索條件涉及了一個共同的字段，優化器有時會根據傳遞原理推斷出第三個檢索條件，隨后可以根據這個推斷出的條件對語句進行優化，推斷出的條件可能會激活一個原來的檢索條件沒有激活的潛在的接口路徑（access path）。
注重：傳遞僅僅被用在基于代價（cost-based）的優化中。
假設有一個這樣的包含兩個檢索條件的“WHERE”子句：WHERE 字段1 常量 AND字段1 = 字段2，在這個例子里，優化器會推斷出新的檢索條件：字段2 常量。在這里，是比較運算符=、!=、^=、<>、>、<= 或 >=之中的任何一個，常量是指任何一個涉及了操作符、SQL函數、文字、綁定變量（bind variables）或者關聯變量（correlation variables）的常量表達式。
例如，考慮這樣一個包含兩個各自使用了字段EMP.DEPTNO的檢索條件的WHERE子句的查詢：
SELECT * FROM emp, dept WHERE emp.deptno = 20 AND emp.deptno = dept.deptno;
使用傳遞優化，優化器會推斷出如下條件：dept.deptno = 20
假如有索引存在于EMP.DEPTNO字段上，這個條件會使調用這個索引的接口路徑有效。
注重：優化器只能對字段關聯常量的表達式進行推斷，而不是字段關聯字段的表達式。例如，包含這樣條件的WHERE子句：字段1 字段3 AND 字段1 = 字段2，這種情況不能推斷出表達式：字段2 < comp_oper> 字段3。
確定性（DETERMINISTIC）函數
在某些情況下，優化器能夠使用先前的函數返回結果而不是重新執行用戶定義的函數，這僅僅對那些以限制的方式來執行的函數來說是有效的。這些函數必須對任何的輸入都有同樣的返回值，函數的結果必須不能因為包（PACKAGE）變量、數據庫或會話（session）的參數（例如NLS參數）不同而變化，假如函數在將來重新定義，返回值必須對任何參數來說仍然與以前的返回值相同。函數的創建者可以在以CREATE FUNCTION、CREATE PACKAGE或者CREATE TYPE聲明函數時根據以上的要求使用DETERMINISTIC要害字向數據庫申明該函數為確定性函數，數據庫不會對確定性函數的合法性進行校驗，即使一個函數明顯的使用了包變量或操作了數據庫，仍然可以被定義為確定性函數，這就是說如何安全合法的使用和定義確定性函數是程序員的責任。
當確定性函數在同一個查詢里被多次調用，或者被基于函數的索引或物化視圖（materialized view）調用時，有可能被一個已經計算出的值取代。
