SQL是如何被执行的
SQL语句只是定义了要查询什么样的数据，但是没有定义数据是怎样被查询出来。
- 当DB接收到一条SQL查询语句(INSERT, UPDATE, SELECT, DELETE)时，DB语法解析器(Parser)会先将其解析成一棵抽象语法树(Abstract Syntax Tree, AST)，解析器在不影响执行结果的前提下可能会重写这个SQL来优化执行。
- 接下来这棵生成的语法树会被送到DB的基于开销的优化器(Cost-Based Optimizer, CBO)，优化器会创建执行计划(Execution Plan)，并通过选择join类型(Nested Loops, Merge Join, Hash Join等)、join顺序、是否使用索引、使用什么索引等方式找到使用开销(CPU, IO, 内存)最小的计划作为最佳的执行计划。
- 然后这个最佳的执行计划被送到DB的执行器(Executor)，执行器执行这个计划，并将取到的数据返回给DB调用方。
什么是执行计划
A statement's execution plan is the sequence of operations Oracle performs to run the statement. The
EXPLAINPLANstatement displays execution plans chosen by the Oracle optimizer forSELECT,UPDATE,INSERT, andDELETEstatements.
执行计划是DB优化器生成的，为了完成一个SQL查询的一系列必要且有序的数据库操作(Operation)的集合。
生成执行计划
预估执行计划：每执行一次EXPLAIN PLAN，DB优化器(Optimizer)就会生成执行计划而不执行SQL(因此叫“预估”)，并写入PLAN_TABLE表中(Oracle默认使用PLAN_TABLE临时表来保存EXPLAIN PLAN的结果):
The
PLAN_TABLEis automatically created as a global temporary table to hold the output of anEXPLAINPLANstatement for all users.PLAN_TABLEis the default sample output table into which theEXPLAINPLANstatement inserts rows describing execution plans
EXPLAIN PLAN
SET STATEMENT_ID = 'statement1' --指定该条语句的statement_id，后续可用于查询PLAN_TABLE表中的执行计划
INTO my_plan_table --可以不使用默认的PLAN_TABLE而使用自定义表
FOR
SELECT last_name FROM employees; --要分析的SQL语句。INSERT, UPDATE, SELECT和DELETE语句。
实际执行计划：在SQL执行的时候由DB优化器(Optimizer)创建的执行计划。
EXPLAIN PLAN的执行结果代表在EXPLAIN这条SQL的时候，DB应该如何去执行这条SQL。而实际在执行的时候可能由于数据数量，结构(例如增加了索引等)等的变化，使得实际的执行计划与预估执行计划略有不同。
查询执行计划
预估执行计划
DBMS_XPLAN.DISPLAY是一个Oracle自带的函数(点击链接查看详情)，它可以接受一些选项用于展示执行计划：
--不带选项
SELECT PLAN_TABLE_OUTPUT FROM TABLE(DBMS_XPLAN.DISPLAY());
--这里使用了自定义的表my_plan_table和自定义的SQL ID statement1
SELECT PLAN_TABLE_OUTPUT FROM TABLE(DBMS_XPLAN.DISPLAY('my_plan_table','statement1','TYPICAL'));
执行结果大概长这样：
Plan hash value: 1906736282
---------------------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
---------------------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 40 | 6 (0)| 00:00:01 |
| 1 | NESTED LOOPS | | 1 | 40 | 6 (0)| 00:00:01 |
| 2 | MERGE JOIN CARTESIAN| | 4 | 128 | 6 (0)| 00:00:01 |
|* 3 | TABLE ACCESS FULL | PRODUCT_INFORMATION | 1 | 28 | 5 (0)| 00:00:01 |
| 4 | BUFFER SORT | | 105 | 420 | 1 (0)| 00:00:01 |
| 5 | INDEX FULL SCAN | ORDER_PK | 105 | 420 | 1 (0)| 00:00:01 |
|* 6 | INDEX UNIQUE SCAN | ORDER_ITEMS_UK | 1 | 8 | 0 (0)| 00:00:01 |
---------------------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
3 - filter("MIN_PRICE"<40 AND "LIST_PRICE"<50)
6 - access("O"."ORDER_ID"="ORDER_ID" AND "P"."PRODUCT_ID"="O"."PRODUCT_ID")
19 rows selected.
实际执行计划
由于实际执行计划要在执行SQL时才会生成，查看执行计划前，要先执行SQL。DBMS_XPLAN.DISPLAY_CURSOR也是一个Oracle自带的函数(点击链接查看详情)，它可以展示已经加载到cache中的执行计划：
--不带选项，直接查询最后一条SQL的执行计划
SELECT * FROM TABLE(DBMS_XPLAN.DISPLAY_CURSOR());
--指定了sql_id和child_number，查询指定SQL的执行计划。
SELECT * FROM TABLE(DBMS_XPLAN.DISPLAY_CURSOR('gwp663cqh5qbf',0));
-----------------------------------------------------------
--1.为了区别其他的SQL，需要在执行SQL的时候加入特殊标记的注释，比如：
SELECT /* TOTO */ ename, dname FROM dept d join emp e USING (deptno);
--2.通过SQL标记，查到sql_id和child_number。v$sql是一个系统视图，保存执行过的sql语句
SELECT sql_id, child_number FROM v$sql WHERE sql_text LIKE '%TOTO%';
SQL_ID CHILD_NUMBER
---------- -----------------------------
gwp663cqh5qbf 0
--3.再查询该SQL的执行计划
SELECT * FROM TABLE(DBMS_XPLAN.DISPLAY_CURSOR('gwp663cqh5qbf',0));
执行结果大概长这样：
Plan hash value: 3693697075, SQL ID: gwp663cqh5qbf, child number: 0
--------------------------------------------------------
SELECT /* TOTO */ ename, dname
FROM dept d JOIN emp e USING (deptno);
----------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
----------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | | | 7 (100)| |
| 1 | SORT GROUP BY | | 4 | 64 | 7 (43)| 00:00:01 |
|* 2 | HASH JOIN | | 14 | 224 | 6 (34)| 00:00:01 |
| 3 | TABLE ACCESS FULL| DEPT | 4 | 44 | 3 (34)| 00:00:01 |
| 4 | TABLE ACCESS FULL| EMP | 14 | 70 | 3 (34)| 00:00:01 |
----------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
2 - access("E"."DEPTNO"="D"."DEPTNO")
理解执行计划
Oracle的执行计划看起来是以tab符和行的方式展示的，实际上它是一棵执行树，因此在阅读执行计划的时候，要从树的叶子节点看起，即执行计划表里缩进最多的一行看起。
假如有以下SQL：
SELECT ename FROM emp e, dept d
WHERE e.deptno = d.deptno
AND e.empno=7369;
执行之后查询实际执行计划：
SELECT * FROM table(DBMS_XPLAN.DISPLAY_CURSOR());
结果：
Plan hash value: 3693697075, SQL hash value: 2096952573, child number: 0
------------------------------------------------------------------
SELECT ename FROM emp e, dept d WHERE e.deptno = d.deptno
AND e.empno=7369
---------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
---------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | | | | |
|* 1 | HASH JOIN | | 1 | 16 | 6 (34)| 00:00:01 |
|* 2 | TABLE ACCESS FULL| EMP | 1 | 13 | 3 (34)| 00:00:01 |
| 3 | TABLE ACCESS FULL| DEPT | 4 | 12 | 3 (34)| 00:00:01 |
---------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
1 - access("E"."DEPTNO"="D"."DEPTNO")
2 - filter("E"."EMPNO"=7369)
21 rows selected.
可以看到，执行计划包含三部分：执行计划的hash值，以表格展示的执行计划树，以及Predicate信息。注意：表格的ID列中有*的行，代表该行在Predicate Information部分有更详细信息。
ID=3，这是一个全表扫描DEPT的操作，有4行记录共12字节。
ID=2，全表扫描EMP表，有1行记录共13字节。在Predicate Information中看到，这个步骤还要过滤掉empno=7369的信息，而这正是sql中的where条件。
ID=1，两个表进行hash join，得到1行记录共16字节。在Predicate Information中看到，这个步骤join的方式是e.deptno=d.deptno，这也是sql种的where条件。
ID=0，执行SELECT操作，获取结果。
参考地址：
https://docs.oracle.com/database/121/TGSQL/tgsql_genplan.htm#TGSQL271
https://docs.oracle.com/database/121/ARPLS/d_xplan.htm#ARPLS378