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詳解ORACLE中游標的生命週期

在網路或者書籍中,我們可以非常容易的瞭解到ORACLE中游標的生命週期包括如下部分:

1,開啟遊標-- open cursor,此步驟在 UGA 裡申請一塊記憶體給遊標使用,這個時候遊標還沒有與sql語句關聯。
2,解析遊標-- sql與遊標關聯起來,解析sql的內容(包括執行計劃),解析後的內容會被載入到共享池中(share pool-- library cache)。在UGA申請的記憶體用來儲存指向這個共享遊標(share cursor)在library cache中的位置。
3,定義輸出變數-- 如果sql語句返回資料,必須先定義接收資料的變數。這一點不僅對查詢語句很重要,對於使用returning 自居的delete、insert和update 語句也很重要。

4,繫結輸入變數-- 如果sql語句使用了繫結變數,必須提供他們的值。繫結的過程是不做什麼檢查。如果指定了無效的資料,執行的過程中會爆出一個執行時錯誤。
5,執行遊標-- 執行跟遊標關聯的sql。注意 資料庫並非總是在這一步做重要的事情。事實上,對於很多型別的查詢語句來說,真正的處理過程通常會被推遲到fetch資料階段。
6,獲取遊標-- 如果sql語句返回資料,這一步會接受這些資料。特別是在查詢語句中,大部分的處理工作都是在這一步進行的。在查詢語句中,可能只會讀取部分記錄,換句話講,遊標有可能在取到所有記錄前被關閉。
7,關閉遊標-- 釋放UGA中與這個遊標有關的資源,從而這些資源可供其他的遊標使用。在library cache中的share cursor不會被清除,它會繼續保留在library cache 中,等待被重用(軟解析重用)。

重複的內容,我們不做過多介紹,今天我們來看一下游標生命週期中各個部分所扮演的角色,以及如何利用它們來優化我們的程式。

借鑑《oracle效能診斷藝術》中的程式碼片段,我們來研究一下游標的生命週期;

create or replace procedure cursor_test as
  l_ename  emp.ename%TYPE := 'SCOTT';
  l_empno  dbms_sql.Number_Table;
  l_cursor INTEGER;
  l_retval INTEGER;
  cnt integer := 1;
  indx integer := 1;
  res varchar2(4000);
BEGIN
  for i in 1 .. 1000 loop
    l_cursor := DBMS_SQL.open_cursor;
    DBMS_SQL.parse(l_cursor,
                   'select empno from emp where ename <> :ename and 0 <> '||i , DBMS_SQL.native);
    l_empno.delete();
    DBMS_SQL.define_array(l_cursor, 1, l_empno,cnt,indx);
    DBMS_SQL.bind_variable(l_cursor, ':ename', to_char(i));
    l_retval := DBMS_SQL.execute(l_cursor);

    while DBMS_SQL.fetch_rows(l_cursor) > 0 loop
      dbms_sql.column_value(l_cursor, 1, l_empno);
    end loop;
    res :='';
    for j in 1 .. l_empno.count() loop
        res := res || L_EMPNO(j);
     end loop;
     DBMS_OUTPUT.PUT_LINE(res);
    dbms_sql.close_cursor(l_cursor);
  end loop;
end;

通過plsql profiler跟蹤各行程式碼的執行效率如下:


可以看出,遊標生命週期中的各個部分均會佔有執行時間,因此,如果可以消除一些執行步驟顯然會提高效能. 那些操作可以消除那?參加下圖

--                      -----------
  --                    | open_cursor |
  --                      -----------
  --                           |
  --                           |
  --                           v
  --                         -----
  --          ------------>| parse |
  --         |               -----
  --         |                 |
  --         |                 |---------
  --         |                 v         |
  --         |           --------------  |
  --         |-------->| bind_variable | |
  --         |     ^     -------------   |
  --         |     |           |         |
  --         |      -----------|         |
  --         |                 |<--------
  --         |                 v
  --         |               query?---------- yes ---------
  --         |                 |                           |
  --         |                no                           |
  --         |                 |                           |
  --         |                 v                           v
  --         |              -------                  -------------
  --         |----------->| execute |            ->| define_column |
  --         |              -------             |    -------------
  --         |                 |------------    |          |
  --         |                 |            |    ----------|
  --         |                 v            |              v
  --         |           --------------     |           -------
  --         |       ->| variable_value |   |  ------>| execute |
  --         |      |    --------------     | |         -------
  --         |      |          |            | |            |
  --         |       ----------|            | |            |
  --         |                 |            | |            v
  --         |                 |            | |        ----------
  --         |                 |<-----------  |----->| fetch_rows |
  --         |                 |              |        ----------
  --         |                 |              |            |
  --         |                 |              |            v
  --         |                 |              |    --------------------
  --         |                 |              |  | column_value         |
  --         |                 |              |  | variable_value       |
  --         |                 |              |    ---------------------
  --         |                 |              |            |
  --         |                 |<--------------------------
  --         |                 |
  --          -----------------|
  --                           |
  --                           v
  --                      ------------
  --                    | close_cursor |
  --                      ------------
  --

首先,將遊標的開啟和關閉修改為只執行一次,效果如下


再來將解析消除,首先清空共享池,看看遊標解析是否消耗大量資源


可以看出,解析還是消耗資源的,尤其是硬解析時,同時也可以看到open_cursor消耗的時間劇增,因此不到萬不得已,千萬不要清空共享池.如果要消除解析,那麼每次執行的語句必須是一致的,可以通過綁帶變數的方式來實現,修改程式程式碼如下

create or replace procedure cursor_test as
  l_ename  emp.ename%TYPE := 'SCOTT';
  l_empno  dbms_sql.Number_Table;
  l_cursor INTEGER;
  l_retval INTEGER;
  cnt integer := 1;
  indx integer := 1;
  res varchar2(4000);
BEGIN
  l_cursor := DBMS_SQL.open_cursor;
  DBMS_SQL.parse(l_cursor,
                   'select empno from emp where ename <> :ename' , DBMS_SQL.native);
  for i in 1 .. 1000 loop
    l_empno.delete();
    DBMS_SQL.define_array(l_cursor, 1, l_empno,cnt,indx);
    DBMS_SQL.bind_variable(l_cursor, ':ename', to_char(i));
    l_retval := DBMS_SQL.execute(l_cursor);

    while DBMS_SQL.fetch_rows(l_cursor) > 0 loop
      dbms_sql.column_value(l_cursor, 1, l_empno);
    end loop;
    res :='';
    for j in 1 .. l_empno.count() loop
        res := res || L_EMPNO(j);
     end loop;
     DBMS_OUTPUT.PUT_LINE(res);
  end loop;
   dbms_sql.close_cursor(l_cursor);
end;

執行效率如下:


下面我們來優化最耗時的部分,通過增加cnt的取值,(類似於SQLPLUS中的set arraysize )


效率有提高了很多.

總結:理解遊標的執行過程,儘可能多的重複各個子環節可以有效提高效率.