Oracle 表的连接方式(2)-----HASH JOIN的基本机制3
HASH JOIN的模式
hash join有三种工作模式,分别是optimal模式,onepass模式和multipass模式,分别在v$sysstat里面有对应的统计信息:
SQL> select name, value from v$sysstat where name like '%workarea executions%';
optimal模式
optimal模式就是从build table上获取的结果集比较小,可以把整个hash table都建立在用户可以使用的内存区域里。下面这张图就是用来描述optimal的hash join的:
optimal hash join大致上分为以下几步:
1. 首先利用做连接的列上的hash函数,把build table的结果集做成内存里的hash table,这里的hash bucket总是2的n次方,比如1024或4096。可以简单的把hash table看做内存里的一个大正方形,你面有很多小格子,而build table上的数据则是分散的分布在这些格子里面,而这些小格子就是hash bucket。
2. oracle开始读取probe table, 针对每一条数据都对做连接的列上使用hash函数,定位对应build table的相同值的hash bucket,找到相应的hash bucket后就到那个位置是去看有没有匹配的数据。这个过程叫做probing hash table。
3. 在检查bush bucket的时候,如果bucket里面没有数据,那么马上丢掉probe table的这一行。如果Bucket里面有数据,就要进一步检查里面的数据是否和proble table当前的这个数据匹配,这一步是很必要的。在我们前面介绍filter和hash cluster table的时候我们提过,hash函数存在一个冲突的问题,也就是不同的hash key完全有可能对应到相同的hash bucket里,所以当我们为probe table上的一个值定位到了一个hash bucket的时候,我们需要做进一步的检查,来看看这个bucket里面哪些数据是我们需要的,哪些数据是我们不需要的。 在理想的情况下,我们希望每一个hash bucket里面最多只有一个hash key的数据,因此往往hash bucket的个数是要比hash key的个数要多的。
onepass hash join模式
我们知道optimal hash join发生在我们可以把整个hash table全部放在内存里的时候,从而所有的join操作都可以在内存里面完成,这是我们最理想的模式。但是,当我们的内存无法放下整个hash table,我们就不得不在onepass模式下进行hash join。
1. 首先,由于内存无法放下所有的hash table内容,那么就会导致有的hash bucket放在内存里,有的hash bucket放在磁盘上,但不管放在哪里,Oracle使用一个bitmap结构来反应这些bucket的状态,包括位置和是否有数据在里面。
2. 当我们的probe table对连接的列使用hash函数之后,先到bitmap上看看对应的bucket是不是为空,而过为空,这条数据就丢掉不管。如果不为空,还要看现 在这个bucket是在内存里还是在磁盘上。如果是在内存里,就直接访问这个bucket并检查是否有数据匹配,如果有匹配就返回这条查询结果。第二种情 况是如果要访问的这个bucket在磁盘上,这时候如果直接去磁盘上访问显然cost很大,所以oracle的处理方法是先把这个probe的数据放到一 边不管。顺便一提的是这个probe的值首先是会放在内存里,如果以后积累了一定量的其他probe上的数据之后,oracle会把这些数据批量的写入到 磁盘,这就是图上的dump probe partitions to disk。
3. 当我们把probe完整的扫描了一边之后,我们可能已经返回了一部分匹配的数据,但是我们现在在磁盘还有两部分没有处理的数据:build table的hash table的一部分数据和probe table的一部分数据,现在oracle就把这两部分数据重新做一次hash join(这时候会重新比较谁的结果集比较小,因此可能会出现原来的build table变成probe table,原来的probe table变为build table),然后返回最终的查询结果。这就是onepass hash join的大致过程。
multipass hash join模式
最后,如果我们的内存特别小或者相对而言需要hash的数据特别大,hash join就会以最恶劣的方式执行:multipass hash join。如果说onepass是只需要多从磁盘做一次probe table的读取,那么multipass就需要做多次读取,这往往发生在可用内存和数据量相差很大的情况下。multipass hash join是我们需要尽量避免的东西
对HASH JOIN的一次优化:
http://www.cnblogs.com/killkill/archive/2010/07/22/1782889.html
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