Oracle数据库的Hash join

来源：pcdog 作者：佚名出处：巧巧读书 2008-04-30 进入讨论组

在开发过程中，很多人经常会使用到Hash Map或者Hash Set这种数据结构，这种数据结构的特点就是插入和访问速度快。当向集合中加入一个对象时，会调用hash算法来获得hash code，然后根据hash code分配存放位置。访问的时，根据hashcode直接找到存放位置。

    Oracle Hash join 是一种非常高效的join 算法，主要以CPU（hash计算）和内存空间（创建hash table）为代价获得最大的效率。Hash join一般用于大表和小表之间的连接，我们将小表构建到内存中，称为Hash cluster，大表称为probe表。

    效率

    Hash join具有较高效率的两个原因：

1.Hash 查询，根据映射关系来查询值，不需要遍历整个数据结构。

2.Mem 访问速度是Disk的万倍以上。

理想化的Hash join的效率是接近对大表的单表选择扫描的。

首先我们来比较一下，几种join之间的效率，首先 optimizer会自动选择使用hash join。

注意到Cost= 221

SQL> select * from vendition t,customer b WHERE t.customerid = b.customerid;

100000 rows selected.

Execution Plan

Plan hash value: 3402771356

| 0 | SELECT STATEMENT | | 106K| 22M| 221 (3)| 00:00:03 |

|* 1 | HASH JOIN | | 106K| 22M| 221 (3)| 00:00:03 |

| 2 | TABLE ACCESS FULL| CUSTOMER | 5000 | 424K| 9 (0)| 00:00:01 |

| 3 | TABLE ACCESS FULL| VENDITION | 106K| 14M| 210 (2)| 00:00:03 |

不使用hash，这时optimizer自动选择了merge join。。

注意到Cost=3507大大的增加了。

SQL> select /*+ USE_MERGE (t b) */* from vendition t,customer b WHERE t.customerid = b.customerid;

100000 rows selected.

Execution Plan

Plan hash value: 1076153206

| 0 | SELECT STATEMENT | | 106K| 22M| | 3507 (1)| 00:00:43 |

| 1 | MERGE JOIN | | 106K| 22M| | 3507 (1)| 00:00:43 |

| 2 | SORT JOIN | | 5000 | 424K| | 10 (10)| 00:00:01 |

| 3 | TABLE ACCESS FULL| CUSTOMER | 5000 | 424K| | 9 (0)| 00:00:01 |

|* 4 | SORT JOIN | | 106K| 14M| 31M| 3496 (1)| 00:00:42 |

| 5 | TABLE ACCESS FULL| VENDITION | 106K| 14M| | 210 (2)| 00:00:03 |

那么Nest loop呢，经过漫长的等待后，发现Cost达到了惊人的828K，同时伴随3814337 consistent gets（由于没有建索引），可见在这个测试中，Nest loop是最低效的。在给customerid建立唯一索引后，减低到106K，但仍然是内存join的上千倍。

SQL> select /*+ USE_NL(t b) */* from vendition t,customer b WHERE t.customerid = b.customerid;

100000 rows selected.

Execution Plan

Plan hash value: 2015764663

| 0 | SELECT STATEMENT | | 106K| 22M| 828K (2)| 02:45:41 |

| 1 | NESTED LOOPS | | 106K| 22M| 828K (2)| 02:45:41 |

| 2 | TABLE ACCESS FULL| VENDITION | 106K| 14M| 210 (2)| 00:00:03 |

|* 3 | TABLE ACCESS FULL| CUSTOMER | 1 | 87 | 8 (0)| 00:00:01 |

HASH的内部

HASH_AREA_SIZE在Oracle 9i 和以前，都是影响hash join性能的一个重要的参数。但是在10g发生了一些变化。Oracle不建议使用这个参数，除非你是在MTS模式下。Oracle建议采用自动PGA管理（设置PGA_AGGREGATE_TARGET和WORKAREA_SIZE_POLICY）来，替代使用这个参数。由于我的测试环境是mts环境，自动内存管理，所以我在这里只讨论mts下的hash join。

Mts的PGA中，只包含了一些栈空间信息，UGA则包含在large pool中，那么实际类似hash，sort，merge等操作都是有large pool来分配空间，large pool同时也是auto管理的，它和SGA_TARGET有关。所以在这种条件下，内存的分配是很灵活。

Hash连接根据内存分配的大小，可以有三种不同的效果：

1.optimal 内存完全足够

2.onepass 内存不能装载完小表

3.multipass workarea executions 内存严重不足

下面，分别测试小表为50行，500行和5000行，内存的分配情况（内存都能完全转载）。

Vendition表 10W条记录

Customer表 5000

Customer_small 500，去Customer表前500行建立

Customer_pity 50，取Customer表前50行建立

表的统计信息如下：

SQL> SELECT s.table_name,S.BLOCKS,S.AVG_SPACE,S.NUM_ROWS,S.AVG_ROW_LEN,S.EMPTY_BLOCKS FROM user_tables S WHERE table_name IN ('CUSTOMER','VENDITION','CUSTOMER_SMALL','CUSTOMER_PITY') ;

TABLE_NAME BLOCKS AVG_SPACE NUM_ROWS AVG_ROW_LEN EMPTY_BLOCKS

CUSTOMER 35 1167 5000 38 5

CUSTOMER_PITY 4 6096 50 37 4

CUSTOMER_SMALL 6 1719 500 36 2

VENDITION 936 1021 100000 64 88打开10104事件追踪：（hash 连接追踪）

ALTER SYSTEM SET EVENTS ‘ 10104 TRACE NAME CONTEXT,LEVEL 2’;