在Oracle中，对于一个NUMBER(1)的列，若WHERE条件是大于3和大于等于4，这二者是否等价？

DB宝 2019-11-04
591
♣题目部分在Oracle中，对于一个NUMBER(1)的列，如果查询中的WHERE条件分别是大于3和大于等于4，那么这二者是否等价？

     
♣答案部分

首先对于查询结果而言，二者没有任何区别。从这一点上讲无论是指定大于3还是指定大于等于4，二者结果都是一样的。但是，结果集一样并不代表二者等价，主要表现为以下几点：
①　在CHECK约束下，如果表属于非SYS用户，那么大于3会执行全表扫描；而大于等于4在经过CHECK约束的检查后，通过FILTER结束查询，能够更高效地返回结果，不用扫描全表。如果表属于SYS用户，那么这二者的执行计划是相同的。因为，若表属于非SYS用户，则最终经过查询转换后的执行SQL为：“SELECT "T_NUM1_LHR"."ID" "ID" FROM "SYS"."T_NUM1_LHR" "T_NUM1_LHR" WHERE "T_NUM1_LHR"."ID">=4 AND 4>4”，而若表属于SYS用户，则最终经过查询转换后的执行SQL为：“SELECT "T_NUM1_LHR"."ID" "ID" FROM "LHR"."T_NUM1_LHR" "T_NUM1_LHR" WHERE "T_NUM1_LHR"."ID">=4”，所以，在非SYS用户下，最终的执行计划中会有“filter(NULL IS NOT NULL)”的谓词条件。
②　在使用索引的时候，由于Oracle索引结构的特点，两者扫描的节点都是从4开始，在执行计划、逻辑读和执行时间等各方面都不存在性能差异。
③　在使用物化视图的过程中，大于3会同时扫描物化视图和原表，效率较低；而大于等于4会直接扫描物化视图，效率较高。
由此可见，在返回结果集相同的情况下，使用大于等于代替大于在某些特殊情况下可以带来SQL语句性能上的提升。总结一下，如下图所示：
对于这几种情况分别实验如下：
1SYS@orclasm > select * from v$version;
2
3BANNER
4--------------------------------------------------------------------------------
5Oracle Database 11g Enterprise Edition Release 11.2.0.3.0 - 64bit Production
6PL/SQL Release 11.2.0.3.0 - Production
7CORE    11.2.0.3.0      Production
8TNS for Linux: Version 11.2.0.3.0 - Production
9NLSRTL Version 11.2.0.3.0 - Production

（一）在CHECK约束下，二者的执行计划是不一样的。
 1DROP TABLE  T_NUM1_LHR;
 2CREATE TABLE T_NUM1_LHR(ID NUMBER(1));
 3ALTER TABLE T_NUM1_LHR ADD CHECK(ID <4);
 4SET AUTOT ON
 5SELECT * FROM T_NUM1_LHR WHERE ID>3;
 6SELECT * FROM T_NUM1_LHR WHERE ID>=4;
 7
 8
 9LHR@orclasm > SELECT * FROM T_NUM1_LHR WHERE ID>3;
10
11no rows selected
12
13Elapsed: 00:00:00.00
14
15Execution Plan
16----------------------------------------------------------
17Plan hash value: 2700622406
18
19--------------------------------------------------------------------------------
20| Id  | Operation         | Name       | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
21--------------------------------------------------------------------------------
22|   0 | SELECT STATEMENT  |            |     1 |    13 |     2   (0)| 00:00:01 |
23|*  1 |  TABLE ACCESS FULL| T_NUM1_LHR |     1 |    13 |     2   (0)| 00:00:01 |
24--------------------------------------------------------------------------------
25
26Predicate Information (identified by operation id):
27---------------------------------------------------
28
29   1 - filter("ID">3)
30
31Note
32-----
33   - dynamic sampling used for this statement (level=2)
34
35
36Statistics
37----------------------------------------------------------
38          0  recursive calls
39          0  db block gets
40          0  consistent gets
41          0  physical reads
42          0  redo size
43        330  bytes sent via SQL*Net to client
44        509  bytes received via SQL*Net from client
45          1  SQL*Net roundtrips to/from client
46          0  sorts (memory)
47          0  sorts (disk)
48          0  rows processed
49
50LHR@orclasm > SELECT * FROM T_NUM1_LHR WHERE ID>=4;
51
52no rows selected
53
54Elapsed: 00:00:00.00
55
56Execution Plan
57----------------------------------------------------------
58Plan hash value: 3764107410
59
60---------------------------------------------------------------------------------
61| Id  | Operation          | Name       | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
62---------------------------------------------------------------------------------
63|   0 | SELECT STATEMENT   |            |     1 |    13 |     0   (0)|          |
64|*  1 |  FILTER            |            |       |       |            |          |
65|*  2 |   TABLE ACCESS FULL| T_NUM1_LHR |     1 |    13 |     2   (0)| 00:00:01 |
66---------------------------------------------------------------------------------
67
68Predicate Information (identified by operation id):
69---------------------------------------------------
70
71   1 - filter(NULL IS NOT NULL)
72   2 - filter("ID">=4)
73
74Note
75-----
76   - dynamic sampling used for this statement (level=2)
77
78
79Statistics
80----------------------------------------------------------
81          0  recursive calls
82          0  db block gets
83          0  consistent gets
84          0  physical reads
85          0  redo size
86        330  bytes sent via SQL*Net to client
87        509  bytes received via SQL*Net from client
88          1  SQL*Net roundtrips to/from client
89          0  sorts (memory)
90          0  sorts (disk)
91          0  rows processed


如果表中恰好有上面的CHECK约束，那么可以发现，对于大于3和大于等于4这两个SQL的执行计划是不一致的。对于后者，由于查询的条件违反了CHECK约束，因此Oracle在执行计划前面增加了一个FILTER，使得整个查询不需要在执行，因此这个查询不管表中数据有多少，都会在瞬间结束。
而对于大于3这种情况，虽然根据CHECK的约束和列定义，可以推断出这条查询不会返回任何记录，但是Oracle的优化器并没有聪明到根据列的精度来进行分析，因此这个查询会执行全表扫描。也就是说，虽然这两个查询的最终结果一样，但是执行计划并不相同，而且对于大表而言，这种情况下性能也有较大的差别。
当然这种CHECK约束是特例的情况，一般情况下不会出现。原则上到底是选择大于3还是大于等于4，应该根据具体的业务来决定，而不要尝试利用Oracle的数据精度来设置查询条件。如果以后一旦字段的结构发生了修改，比如这个例子中字段的允许出现小数，那么这两个SQL的WHERE条件就不再等价了。
若表属于SYS用户，则这二者的执行计划是相同的。
下面通过10053事件查看具体原因：
1ALTER SESSION SET EVENTS '10053 trace name context forever, level 1';
2SELECT * FROM T_NUM1_LHR WHERE ID >= 4;
3ALTER SESSION SET EVENTS '10053 trace name context off';
4SELECT VALUE FROM V$DIAG_INFO WHERE NAME='Default Trace File';

SYS用户：
 1try to generate transitive predicate from check constraints for query block SEL$1 (#0)
 2finally: "T_NUM1_LHR"."ID">=4
 3
 4apadrv-start sqlid=4141557682765762850
 5  :
 6    call(in-use=1400, alloc=16344), compile(in-use=54632, alloc=55568), execution(in-use=2480, alloc=4032)
 7
 8*******************************************
 9Peeked values of the binds in SQL statement
10*******************************************
11
12Final query after transformations:******* UNPARSED QUERY IS *******
13SELECT "T_NUM1_LHR"."ID" "ID" FROM "SYS"."T_NUM1_LHR" "T_NUM1_LHR" WHERE "T_NUM1_LHR"."ID">=4
14kkoqbc: optimizing query block SEL$1 (#0)

普通用户：
 1try to generate transitive predicate from check constraints for query block SEL$1 (#0)
 2constraint: "T_NUM1_LHR"."ID"<4
 3
 4finally: "T_NUM1_LHR"."ID">=4 AND 4>4
 5
 6FPD:   transitive predicates are generated in query block SEL$1 (#0)
 7"T_NUM1_LHR"."ID">=4 AND 4>4
 8apadrv-start sqlid=11964066854041036881
 9  :
10    call(in-use=1696, alloc=16344), compile(in-use=55176, alloc=58488), execution(in-use=2744, alloc=4032)
11
12*******************************************
13Peeked values of the binds in SQL statement
14*******************************************
15
16Final query after transformations:******* UNPARSED QUERY IS *******
17SELECT "T_NUM1_LHR"."ID" "ID" FROM "LHR"."T_NUM1_LHR" "T_NUM1_LHR" WHERE "T_NUM1_LHR"."ID">=4 AND 4>4
18kkoqbc: optimizing query block SEL$1 (#0)

（二）在有索引的情况下，二者的性能是否有差异
  1DROP TABLE T_NUM2_LHR;
  2CREATE TABLE T_NUM2_LHR(ID NUMBER,NAME VARCHAR2(30));
  3CREATE INDEX IND_TNUM2_ID ON T_NUM2_LHR(ID);
  4INSERT INTO T_NUM2_LHR SELECT 3，OBJECT_NAME FROM DBA_OBJECTS;
  5INSERT INTO T_NUM2_LHR SELECT * FROM T_NUM2_LHR;
  6INSERT INTO T_NUM2_LHR SELECT * FROM T_NUM2_LHR;
  7INSERT INTO T_NUM2_LHR SELECT * FROM T_NUM2_LHR;
  8INSERT INTO T_NUM2_LHR SELECT * FROM T_NUM2_LHR;
  9COMMIT;
 10INSERT INTO T_NUM2_LHR VALUES(4,'test');
 11COMMIT;
 12
 13SET TIMING ON
 14SET AUTOT ON
 15SELECT * FROM T_NUM2_LHR WHERE ID>3;
 16SELECT * FROM T_NUM2_LHR WHERE ID>=4;
 17
 18LHR@orclasm > SELECT * FROM T_NUM2_LHR WHERE ID>3;
 19
 20        ID NAME
 21---------- ------------------------------
 22         4 test
 23
 24Elapsed: 00:00:00.00
 25
 26Execution Plan
 27----------------------------------------------------------
 28Plan hash value: 4021107501
 29
 30--------------------------------------------------------------------------------------------
 31| Id  | Operation                   | Name         | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
 32--------------------------------------------------------------------------------------------
 33|   0 | SELECT STATEMENT            |              |     1 |    30 |     1   (0)| 00:00:01 |
 34|   1 |  TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| T_NUM2_LHR   |     1 |    30 |     1   (0)| 00:00:01 |
 35|*  2 |   INDEX RANGE SCAN          | IND_TNUM2_ID |     1 |       |     1   (0)| 00:00:01 |
 36--------------------------------------------------------------------------------------------
 37
 38Predicate Information (identified by operation id):
 39---------------------------------------------------
 40
 41   2 - access("ID">3)
 42
 43Note
 44-----
 45   - dynamic sampling used for this statement (level=2)
 46
 47
 48Statistics
 49----------------------------------------------------------
 50          0  recursive calls
 51          0  db block gets
 52          4  consistent gets
 53          0  physical reads
 54          0  redo size
 55        595  bytes sent via SQL*Net to client
 56        520  bytes received via SQL*Net from client
 57          2  SQL*Net roundtrips to/from client
 58          0  sorts (memory)
 59          0  sorts (disk)
 60          1  rows processed
 61
 62LHR@orclasm > SELECT * FROM T_NUM2_LHR WHERE ID>=4;
 63
 64        ID NAME
 65---------- ------------------------------
 66         4 test
 67
 68Elapsed: 00:00:00.00
 69
 70Execution Plan
 71----------------------------------------------------------
 72Plan hash value: 4021107501
 73
 74--------------------------------------------------------------------------------------------
 75| Id  | Operation                   | Name         | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
 76--------------------------------------------------------------------------------------------
 77|   0 | SELECT STATEMENT            |              |     1 |    30 |     1   (0)| 00:00:01 |
 78|   1 |  TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| T_NUM2_LHR   |     1 |    30 |     1   (0)| 00:00:01 |
 79|*  2 |   INDEX RANGE SCAN          | IND_TNUM2_ID |     1 |       |     1   (0)| 00:00:01 |
 80--------------------------------------------------------------------------------------------
 81
 82Predicate Information (identified by operation id):
 83---------------------------------------------------
 84
 85   2 - access("ID">=4)
 86
 87Note
 88-----
 89   - dynamic sampling used for this statement (level=2)
 90
 91
 92Statistics
 93----------------------------------------------------------
 94          0  recursive calls
 95          0  db block gets
 96          4  consistent gets
 97          0  physical reads
 98          0  redo size
 99        595  bytes sent via SQL*Net to client
100        520  bytes received via SQL*Net from client
101          2  SQL*Net roundtrips to/from client
102          0  sorts (memory)
103          0  sorts (disk)
104          1  rows processed


可以看到，无论是执行时间，还是逻辑读，两个SQL没有任何的差别。根据Oracle索引结构的特点，无论是大于3还是大于等于4，这二者的查询所扫描的叶节点都是同一个，因此，在这一点上不会存在性能的差别。
（三）在使用物化视图上的差别
如果表上建立了可查询重写的物化视图，那么这两个查询在是否使用物化视图上有所差别。
  1CREATE TABLE T_NUM3_LHR(ID NUMBER,NUM NUMBER(1));
  2ALTER TABLE T_NUM3_LHR ADD PRIMARY KEY(ID);
  3INSERT INTO T_NUM3_LHR SELECT ROWNUM,MOD(ROWNUM,4) FROM DBA_OBJECTS;
  4INSERT INTO T_NUM3_LHR SELECT ROWNUM+54916,MOD(ROWNUM,4) FROM T_NUM3_LHR;
  5INSERT INTO T_NUM3_LHR SELECT ROWNUM+109832,MOD(ROWNUM,4) FROM T_NUM3_LHR;
  6INSERT INTO T_NUM3_LHR SELECT ROWNUM+219664,MOD(ROWNUM,4) FROM T_NUM3_LHR;
  7INSERT INTO T_NUM3_LHR SELECT ROWNUM+439328,MOD(ROWNUM,4) FROM T_NUM3_LHR;
  8COMMIT;
  9INSERT INTO T_NUM3_LHR VALUES(1000000,4);
 10COMMIT;
 11
 12SET AUTOT ON
 13SELECT * FROM T_NUM3_LHR WHERE NUM>3;
 14SELECT * FROM T_NUM3_LHR WHERE NUM>=4;
 15LHR@orclasm > SET AUTOT ON
 16LHR@orclasm > SELECT * FROM T_NUM3_LHR WHERE NUM>3;
 17
 18        ID        NUM
 19---------- ----------
 20   1000000          4
 21
 22Elapsed: 00:00:00.01
 23
 24Execution Plan
 25----------------------------------------------------------
 26Plan hash value: 621453705
 27
 28--------------------------------------------------------------------------------
 29| Id  | Operation         | Name       | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
 30--------------------------------------------------------------------------------
 31|   0 | SELECT STATEMENT  |            |    12 |   312 |   314   (3)| 00:00:04 |
 32|*  1 |  TABLE ACCESS FULL| T_NUM3_LHR |    12 |   312 |   314   (3)| 00:00:04 |
 33--------------------------------------------------------------------------------
 34
 35Predicate Information (identified by operation id):
 36---------------------------------------------------
 37
 38   1 - filter("NUM">3)
 39
 40Note
 41-----
 42   - dynamic sampling used for this statement (level=2)
 43
 44
 45Statistics
 46----------------------------------------------------------
 47          0  recursive calls
 48          1  db block gets
 49       1150  consistent gets
 50          0  physical reads
 51          0  redo size
 52        588  bytes sent via SQL*Net to client
 53        520  bytes received via SQL*Net from client
 54          2  SQL*Net roundtrips to/from client
 55          0  sorts (memory)
 56          0  sorts (disk)
 57          1  rows processed
 58
 59LHR@orclasm > SELECT * FROM T_NUM3_LHR WHERE NUM>=4;
 60
 61        ID        NUM
 62---------- ----------
 63   1000000          4
 64
 65Elapsed: 00:00:00.01
 66
 67Execution Plan
 68----------------------------------------------------------
 69Plan hash value: 621453705
 70
 71--------------------------------------------------------------------------------
 72| Id  | Operation         | Name       | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
 73--------------------------------------------------------------------------------
 74|   0 | SELECT STATEMENT  |            |    12 |   312 |   314   (3)| 00:00:04 |
 75|*  1 |  TABLE ACCESS FULL| T_NUM3_LHR |    12 |   312 |   314   (3)| 00:00:04 |
 76--------------------------------------------------------------------------------
 77
 78Predicate Information (identified by operation id):
 79---------------------------------------------------
 80
 81   1 - filter("NUM">=4)
 82
 83Note
 84-----
 85   - dynamic sampling used for this statement (level=2)
 86
 87
 88Statistics
 89----------------------------------------------------------
 90          0  recursive calls
 91          1  db block gets
 92       1150  consistent gets
 93          0  physical reads
 94          0  redo size
 95        588  bytes sent via SQL*Net to client
 96        520  bytes received via SQL*Net from client
 97          2  SQL*Net roundtrips to/from client
 98          0  sorts (memory)
 99          0  sorts (disk)
100          1  rows processed


由于采用的都是全表扫描，二者执行的时间和逻辑读完全一样。
下面建立一个物化视图：
 
  1SET AUTOT OFF
  2CREATE MATERIALIZED VIEW LOG ON T_NUM3_LHR WITH(NUM);
  3
  4CREATE MATERIALIZED VIEW MV_T_NUM3_LHR REFRESH FAST ENABLE QUERY REWRITE AS SELECT ID,NUM FROM T_NUM3_LHR WHERE NUM>=4;
  5
  6
  7LHR@orclasm > SET AUTOT OFF
  8LHR@orclasm > CREATE MATERIALIZED VIEW LOG ON T_NUM3_LHR WITH(NUM);
  9
 10Materialized view log created.
 11
 12LHR@orclasm > CREATE MATERIALIZED VIEW MV_T_NUM3_LHR REFRESH FAST ENABLE QUERY REWRITE AS SELECT ID,NUM FROM T_NUM3_LHR WHERE NUM>=4;
 13
 14Materialized view created.
 15
 16
 17LHR@orclasm > show parameter query
 18
 19NAME                                 TYPE        VALUE
 20------------------------------------ ----------- ------------------------------
 21query_rewrite_enabled                string      TRUE
 22query_rewrite_integrity              string      enforced
 23LHR@orclasm > SET AUTOT ON
 24LHR@orclasm > SELECT * FROM T_NUM3_LHR WHERE NUM>3;
 25
 26        ID        NUM
 27---------- ----------
 28   1000000          4
 29
 30Elapsed: 00:00:00.01
 31
 32Execution Plan
 33----------------------------------------------------------
 34SELECT * FROM T_NUM3_LHR WHERE NUM>=4;
 35Plan hash value: 4012093353
 36
 37------------------------------------------------------------------------------------------------
 38| Id  | Operation                      | Name          | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
 39------------------------------------------------------------------------------------------------
 40|   0 | SELECT STATEMENT               |               |    13 |   338 |   317   (3)| 00:00:04 |
 41|   1 |  VIEW                          |               |    13 |   338 |   317   (3)| 00:00:04 |
 42|   2 |   UNION-ALL                    |               |       |       |            |          |
 43|   3 |    MAT_VIEW REWRITE ACCESS FULL| MV_T_NUM3_LHR |     1 |    26 |     3   (0)| 00:00:01 |
 44|*  4 |    TABLE ACCESS FULL           | T_NUM3_LHR    |    12 |   312 |   314   (3)| 00:00:04 |
 45------------------------------------------------------------------------------------------------
 46
 47Predicate Information (identified by operation id):
 48---------------------------------------------------
 49
 50   4 - filter("NUM">3 AND "NUM"<4)
 51
 52Note
 53-----
 54   - dynamic sampling used for this statement (level=2)
 55
 56
 57Statistics
 58----------------------------------------------------------
 59          0  recursive calls
 60          1  db block gets
 61       1153  consistent gets
 62          0  physical reads
 63          0  redo size
 64        588  bytes sent via SQL*Net to client
 65        520  bytes received via SQL*Net from client
 66          2  SQL*Net roundtrips to/from client
 67          0  sorts (memory)
 68          0  sorts (disk)
 69          1  rows processed
 70
 71LHR@orclasm > 
 72        ID        NUM
 73---------- ----------
 74   1000000          4
 75
 76Elapsed: 00:00:00.00
 77
 78Execution Plan
 79----------------------------------------------------------
 80Plan hash value: 4274348025
 81
 82----------------------------------------------------------------------------------------------
 83| Id  | Operation                    | Name          | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
 84----------------------------------------------------------------------------------------------
 85|   0 | SELECT STATEMENT             |               |     1 |    26 |     3   (0)| 00:00:01 |
 86|   1 |  MAT_VIEW REWRITE ACCESS FULL| MV_T_NUM3_LHR |     1 |    26 |     3   (0)| 00:00:01 |
 87----------------------------------------------------------------------------------------------
 88
 89Note
 90-----
 91   - dynamic sampling used for this statement (level=2)
 92
 93
 94Statistics
 95----------------------------------------------------------
 96          0  recursive calls
 97          0  db block gets
 98          3  consistent gets
 99          0  physical reads
100          0  redo size
101        592  bytes sent via SQL*Net to client
102        520  bytes received via SQL*Net from client
103          2  SQL*Net roundtrips to/from client
104          0  sorts (memory)
105          0  sorts (disk)
106          1  rows processed

从执行计划可以看到，对于大于等于4的情况，Oracle直接扫描了物化视图了。而对于大于3的情况，Oracle同时扫描了物化视图和原表，显然效率比较低。
这个例子其实和第一个例子很类似。虽然根据字段类型可以判断出大于3和大于等于4是等价的，但是对于CBO来说，并不会将数据类型的因素考虑进去。因此导致两个查询在使用物化视图时执行计划的区别。
 

本文选自《Oracle程序员面试笔试宝典》，作者：小麦苗