ORACLE的直方图的一些试验

wei-xh

直方图有两种类别，等频直方图与等高直方图。
默认的，如果一个倾斜列上的唯一值超过了254个，那么ORACLE会对此列建立等高直方图，否则建立等频直方图。
通过如下方式，建立表TAB，更新字段B，让列B产生倾斜。并在B列上创建索引。
SQL> spool d:\hist.txt
SQL> create table tab (a number, b number);

表已创建。

SQL>
SQL> begin
  2         for i in 1..10000 loop
  3           insert into tab values (i, i);
  4         end loop;
  5         commit;
  6       end;
  7       /

PL/SQL 过程已成功完成。

SQL> update tab set b=5 where b between 6 and 9995;

已更新9990行。
SQL> commit;

提交完成。

SQL> create index ix_tab_b on tab(b);

索引已创建。


然后分析表，强制使列B不产生直方图。
BEGIN
  DBMS_STATS.GATHER_TABLE_STATS(OWNNAME    => 'SCOTT',
                                TABNAME    => 'TAB',
                                CASCADE    => TRUE,
                                METHOD_OPT => 'FOR  COLUMNS B SIZE 1 ');
END;
查看视图USER_TAB_HISTOGRAMS，列B上只有最大值，最小值两条记录分别对应端点号（endpoint_number）0和1，这种显示说明列B没有直方图信息。
SQL>SELECT table_name,column_name,endpoint_number,endpoint_value FROM USER_TAB_HISTOGRAMS WHERE TABLE_NAME='TAB' ；

TABLE_NAME                     COLUMN_NAME                              ENDPOINT_NUMBER ENDPOINT_VALUE
------------------------------ ---------------------------------------- --------------- --------------
TAB                            B                                                      0              1
TAB                            B                                                      1          10000

在没有直方图的情况下，在B列上进行等值查询的时候，都是索引范围扫描。

SQL> select * from tab where b=1;


执行计划
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 439197569

----------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation                   | Name     | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
----------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT            |          |  1000 |  6000 |     4   (0)| 00:00:01 |
|   1 |  TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| TAB      |  1000 |  6000 |     4   (0)| 00:00:01 |
|*  2 |   INDEX RANGE SCAN          | IX_TAB_B |  1000 |       |     2   (0)| 00:00:01 |
----------------------------------------------------------------------------------------


SQL> select * from tab where b=5;

已选择9991行。


执行计划
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 439197569

----------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation                   | Name     | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
----------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT            |          |  1000 |  6000 |     4   (0)| 00:00:01 |
|   1 |  TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| TAB      |  1000 |  6000 |     4   (0)| 00:00:01 |
|*  2 |   INDEX RANGE SCAN          | IX_TAB_B |  1000 |       |     2   (0)| 00:00:01 |
----------------------------------------------------------------------------------------

[ 本帖最后由 wei-xh 于 2010-5-8 14:12 编辑 ]

wei-xh

收集直方图信息。看看是什么效果。由于列B唯一值的个数没有超过254因此产生的是等频直方图。
BEGIN
  DBMS_STATS.GATHER_TABLE_STATS(OWNNAME    => 'SCOTT',
                                TABNAME    => 'TAB',
                                CASCADE    => TRUE,
                                METHOD_OPT => 'FOR ALL COLUMNS  SIZE AUTO ');
END;

在B=1时候采用索引扫描，而B=5时候，已经采用全表扫描了，说明直方图起了作用。
SQL> select * from tab where b=1;


执行计划
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 439197569

----------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation                   | Name     | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
----------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT            |          |     1 |     6 |     2   (0)| 00:00:01 |
|   1 |  TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| TAB      |     1 |     6 |     2   (0)| 00:00:01 |
|*  2 |   INDEX RANGE SCAN          | IX_TAB_B |     1 |       |     1   (0)| 00:00:01 |
----------------------------------------------------------------------------------------

SQL> select * from tab where b=5;

已选择9991行。


执行计划
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 1995730731

--------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation         | Name | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
--------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT  |      |  9991 | 59946 |     6   (0)| 00:00:01 |
|*  1 |  TABLE ACCESS FULL| TAB  |  9991 | 59946 |     6   (0)| 00:00:01 |
--------------------------------------------------------------------------



查看此时的直方图信息：
SQL>SELECT TABLE_NAME, COLUMN_NAME, ENDPOINT_NUMBER, ENDPOINT_VALUE FROM USER_TAB_HISTOGRAMS
WHERE TABLE_NAME = 'TAB'；
TABLE_NAME                     COLUMN_NAME                              ENDPOINT_NUMBER ENDPOINT_VALUE
------------------------------ ---------------------------------------- --------------- --------------
TAB                            B                                                      1              1
TAB                            B                                                      2              2
TAB                            B                                                      3              3
TAB                            B                                                      4              4
TAB                            B                                                   9995              5
TAB                            B                                                   9996           9996
TAB                            B                                                   9997           9997
TAB                            B                                                   9998           9998
TAB                            B                                                   9999           9999
TAB                            B                                                  10000          10000

其中EDNPOINT_NUMBER是累计值。EDNPOINT_VALUE是列的值。可以看出这种等频直方图统计的列的信息是非常精确的。它为每一个列值分配了一个桶。从执行计划的ROWS部分也可以看出ORACLE计算出来的cardinality是9991，和实际的情况完全吻合。
如果想知道每一个列值对应的数量是多少，需要做一下简单的减法运算：
假如想知道列值等于5的个数，那么可以通过：
9995-4=9991得到。这就是ENDPOINT_NUMBER累计值的含义。


[ 本帖最后由 wei-xh 于 2010-5-8 13:56 编辑 ]

wei-xh

在看看等高直方图的情况。
BEGIN
  DBMS_STATS.GATHER_TABLE_STATS(OWNNAME    => 'SCOTT',
                                TABNAME    => 'TAB',
                                CASCADE    => TRUE,
                                METHOD_OPT => 'FOR  COLUMNS B SIZE 8 ');
END;

由于列B有10个唯一值，通过上面的size 8可以强制ORACLE使用等高直方图。
查看直方图信息.
SQL>SELECT TABLE_NAME, COLUMN_NAME, ENDPOINT_NUMBER, ENDPOINT_VALUE FROM USER_TAB_HISTOGRAMS
WHERE TABLE_NAME = 'TAB'；

TABLE_NAME                     COLUMN_NAME                              ENDPOINT_NUMBER ENDPOINT_VALUE
------------------------------ ---------------------------------------- --------------- --------------
TAB                            B                                                      0              1
TAB                            B                                                      7              5
TAB                            B                                                      8          10000

从查询结果惊奇的发现只有三个桶0 7 8，原来ORACLE会自动省去EDNPOINT_VALUE值相同且ENDPOINT_NUMBER相邻的桶的值。
省去了桶（EDNPOINT_NUMBER）为1 2 3 4 5 6 ，EDNPOINT_VALUE为5的六条内容。


说明：在等高直方图中，EDNPOINT_NUMBER代表桶号,这一点与等频直方图不同。

再看等高直方图下的执行计划：

SQL> select * from tab where b=5;
已选择9991行。

执行计划
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 1995730731
--------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation         | Name | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
--------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT  |      |  9982 | 59892 |     6   (0)| 00:00:01 |
|*  1 |  TABLE ACCESS FULL| TAB  |  9982 | 59892 |     6   (0)| 00:00:01 |
--------------------------------------------------------------------------


有没有发现什么？

执行计划的ROWS部分，ORACLE计算出来的cardinality不是特别精确的。9991才是精确值。而等频直方图可以精确到9991，因此可以说等频直方图比等高直方图稳定，精确。
可是现实很多时候，列的唯一值是超过254的。只能使用等高直方图了。

[ 本帖最后由 wei-xh 于 2010-5-8 22:35 编辑 ]

gerbohay

good share

lwchq

thanks ，good！

lottery009

不错

sundog315

nice job

aboy11

请教一下：

1. 如果列B有新的数据插入或者更新，直方图会随之更新吗？
2. 在列B上建位图索引能否解决同样的问题？

veto

在9i(9.2.0.6.0)中试验是没有问题，10.2.0.4中在建立直方图后，还是使用索引，请问哪位知道是为什么？

Yong Huang

> 1. 如果列B有新的数据插入或者更新，直方图会随之更新吗？

It won't automatically. You have to manually gather stats again. Your DB may have a nightly job to do it too.

> 2. 在列B上建位图索引能否解决同样的问题？

A bitmap index? Why do you think so?

> 10.2.0.4中在建立直方图后，还是使用索引，请问哪位知道是为什么？

Can you show us the sqlplus screen (text, not image)? I'd like to reproduce on my end.

Yong Huang