Oracle獲取執行計劃之DBMS_XPLAN 技術詳解1

在 Oracle 數據庫的管理與優化工作中，深入了解 SQL 語句的執行計劃是至關重要的一環。DBMS_XPLAN 包作為 Oracle 提供的強大工具，能夠幫助數據庫管理員（DBAs）和開發人員清晰地查看和分析 SQL 語句的執行計劃，從而實現對數據庫性能的有效優化。本文將全面深入地介紹 DBMS_XPLAN 包的相關知識。

一、DBMS_XPLAN 包概述

DBMS_XPLAN 包是 Oracle 內置的實用工具，主要用于展示 SQL 語句的執行計劃。當我們向 Oracle 數據庫發出一條 SQL 查詢時，數據庫會確定一種最有效的方式來執行該查詢，這個執行方式的具體描述就是執行計劃。執行計劃涵蓋了 Oracle 為檢索或修改所需數據而執行的精確操作，包括表的連接方式、數據的訪問路徑以及索引的使用情況等。

傳統的explain plan語句常用于生成執行計劃，但它僅僅是對執行計劃的預測，并不一定能準確反映 SQL 語句在實際運行時的行為。而 DBMS_XPLAN 包則更具優勢，它不僅可以展示預測的執行計劃，還能根據查詢類型呈現實際運行時的性能表現，為我們深入分析 SQL 語句的執行過程提供了更可靠的依據。

?二、DBMS_XPLAN 包的使用前提

要使用 DBMS_XPLAN 包，需要滿足以下條件：

  1. 權限要求：用戶需要具備查詢計劃表（plan_table）或v$sql_plan視圖的權限。其中，plan_table是用于存儲explain plan命令輸出結果的臨時表；v$sql_plan視圖則包含了已執行查詢的實際執行計劃。
  2. SQL 語句的可用性：如果要獲取實時的執行計劃，那么所分析的查詢必須仍然存在于共享 SQL 區域中；如果是進行歷史分析，則需要確保該查詢的執行計劃之前已被捕獲并存儲。

當執行explain plan后，Oracle 會自動向plan_table填充相關內容，此時 DBMS_XPLAN 包就能對這些內容進行格式化處理，使其更易于閱讀和理解。

三、DBMS_XPLAN 包的核心函數

DBMS_XPLAN 包包含多個關鍵函數，每個函數都針對特定的使用場景進行設計，以下是對這些函數的詳細介紹：

3.1 display函數

（一）display函數參數說明

display函數主要用于展示存儲在計劃表（plan_table）中的執行計劃。其調用格式如下：

select * from table(dbms_xplan.display(table_name, statement_id, format, filter_preds));
  • table_name：用于指定計劃表的名稱，默認值為plan_table，如果填入null，則表示采用默認的計劃表。?
  • statement_id：用于指定 SQL 語句的名稱，默認值為null，在這種情況下，函數將顯示最近插入到計劃表中的執行計劃。?
  • format：該參數用于控制輸出內容的格式，常見的取值包括：
  1. basic：只顯示最基本的信息，簡潔明了。
  2. typical：顯示常規的執行計劃信息，是較為常用的一種格式。?
  3. all：展示所有相關信息，內容最為全面。?
  4. advanced：提供最全的信息，適合對執行計劃進行深入分析的場景。?
  • ?filter_preds：用于在查詢計劃表時添加約束條件，例如statement_id = 'test3' 。默認值為null，表示顯示最近插入計劃表的執行計劃，不添加額外約束。

（二）display 示例

首先，使用explain plan for語句生成執行計劃并將其存入plan_table ：

explain plan for select * from test1;

然后，通過dbms_xplan.display函數來展示執行計劃：

select * from table(dbms_xplan.display);

這種方式和explain plan展示一樣，這里就不做具體示例展示。

下面補充一個非常實用的功能，就是當一個SQL帶有綁定變量時，explain plan for仍然可以解析。

SQL> explain plan for select object_id,object_name,owner from test1 where rownum<:1;Explained.SQL> select * from table(dbms_xplan.display); PLAN_TABLE_OUTPUT
--------------------------------------------------------------------------------
Plan hash value: 1430905904----------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation          | Name  | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
----------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT   |       | 91074 |  8538K|   336   (1)| 00:00:05 |
|*  1 |  COUNT STOPKEY     |       |       |       |            |          |
|   2 |   TABLE ACCESS FULL| TEST1 | 91074 |  8538K|   336   (1)| 00:00:05 |
----------------------------------------------------------------------------Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------1 - filter(ROWNUM<TO_NUMBER(:1))Note
------ dynamic sampling used for this statement (level=2)18 rows selected.

3.2 display_cursor函數

（一）display_cursor函數參數說明

display_cursor函數用于顯示存儲在庫緩存（v$sql_plan視圖 ）中的執行計劃，由于它是直接從共享池的library cache內存中直接獲取，所以獲取的執行計劃是真實的，其格式為：

select * from table(dbms_xplan.display_cursor(sql_id, cursor_child_no, format));
  • sql_id：指定要返回執行計劃的SQL語句的父游標，默認值為null。當取值為null時，函數將返回當前會話最后被執行的SQL語句的執行計劃。
  • cursor_child_no：用于指定父游標下子游標的序號，默認值為0。若將其設定為null，則表示返回所有子游標的執行計劃。
  • ?format：與display函數中的format參數類似，用于控制輸出信息的類型。除了前面提到的基本格式外，它還包含一些附加選項，用于定制化輸出行為，這些選項可以通過逗號和空格進行分隔聲明，同時還可以使用+和-符號來包含或排除相應的顯示元素。常見的附加選項如下：
  1. ? ROWS：顯示被優化器估算的記錄的行號。
  2. ? ? BYTES：顯示優化器估算的字節數。?
  3. ? ? COST：顯示優化器計算的成本信息。?
  4. ? ? PARTITION：顯示分區的分割信息。?
  5. ? ? PARALLEL：顯示并行執行信息。?
  6. ? ? PREDICATE：顯示謂語。?
  7. ? ? PROJECTION：顯示列投影部分，即每一行的哪些列被傳遞給其父列以及這些列的大小。?
  8. ? ? ALIAS：顯示查詢塊名稱以及對象別名。?
  9. ? ? REMOTE：顯示分布式查詢信息。?
  10. ? ? NOTE：顯示注釋。?
  11. ? ? IOSTATS：顯示游標執行的IO統計信息。?
  12. ? ? MEMSTATS：為內存密集運算（如散列聯結、排序或一些類型的位圖運算）顯示內存管理統計信息。?
  13. ? ? PEEKED_BINDS:打印解析時使用的綁定變量
  14. ? ? ALLSTATS：與IOSTATS MEMSTATS等價。?
  15. ? ? LAST：顯示最后執行的執行計劃統計信息，默認顯示為ALL類型，并且可以累積。

（二）display_cursor示例

  • 展示最近的執行計劃(不帶綁定變量)

dbms_xplan.display_cursor(null, null, 'ALLSTATS LAST')

SQL> set autot off
SQL> select object_id,object_name,owner from test1 where rownum<10;OBJECT_ID OBJECT_NAME          OWNER
---------- -------------------- ------------------------------20 ICOL$                SYS46 I_USER1              SYS28 CON$                 SYS15 UNDO$                SYS29 C_COBJ#              SYS3 I_OBJ#               SYS25 PROXY_ROLE_DATA$     SYS41 I_IND1               SYS54 I_CDEF2              SYS9 rows selected.SQL> select * from table(dbms_xplan.display_cursor(null, null, 'ALLSTATS LAST')); PLAN_TABLE_OUTPUT
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
SQL_ID  d6tfa5t1a8m7w, child number 0
-------------------------------------
select object_id,object_name,owner from test1 where rownum<10Plan hash value: 1430905904---------------------------------------------
| Id  | Operation          | Name  | E-Rows |
---------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT   |       |        |
|*  1 |  COUNT STOPKEY     |       |        |
|   2 |   TABLE ACCESS FULL| TEST1 |  91074 |
---------------------------------------------Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------1 - filter(ROWNUM<10)Note
------ dynamic sampling used for this statement (level=2)- Warning: basic plan statistics not available. These are only collected when:* hint 'gather_plan_statistics' is used for the statement or* parameter 'statistics_level' is set to 'ALL', at session or system level26 rows selected.

這里由于沒有參考統計信息，報一個警告。另外還有其它常用的參數，例如ADVANCED，ALL請讀者自行嘗試。

  • 展示最近的執行計劃(帶綁定變量)
-- 1. 創建測試表并插入示例數據
CREATE TABLE employees (employee_id NUMBER PRIMARY KEY,first_name VARCHAR2(50),last_name VARCHAR2(50),department_id NUMBER,salary NUMBER,hire_date DATE
);INSERT INTO employees VALUES (1, 'John', 'Doe', 10, 6000, SYSDATE);
INSERT INTO employees VALUES (2, 'Jane', 'Smith', 20, 7500, SYSDATE-100);
INSERT INTO employees VALUES (3, 'Mike', 'Johnson', 20, 5500, SYSDATE-200);
INSERT INTO employees VALUES (4, 'Sarah', 'Williams', 30, 9000, SYSDATE-150);
COMMIT;-- 2. 創建索引以支持查詢
CREATE INDEX idx_dept_sal ON employees (department_id, salary);-- 3. 執行帶有綁定變量的SQL（使用綁定變量而非硬編碼值）
VARIABLE dept_id NUMBER;
VARIABLE min_salary NUMBER;
EXEC :dept_id := 20;
EXEC :min_salary := 5000;SELECT /*+ MONITOR */ * 
FROM employees 
WHERE department_id = :dept_id AND salary > :min_salary;-- 4. 立即查看執行計劃（包含綁定變量值）
SELECT * FROM TABLE(DBMS_XPLAN.DISPLAY_CURSOR(NULL, NULL, 'ADVANCED ALLSTATS LAST PEEKED_BINDS'));
PLAN_TABLE_OUTPUT
--------------------------------------------------------------------------------
SQL_ID  gd7vts27rnvua, child number 0
-------------------------------------
SELECT /*+ MONITOR */ * FROM employees WHERE department_id = :dept_id
AND salary > :min_salaryPlan hash value: 1445457117--------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation         | Name      | E-Rows |E-Bytes| Cost (%CPU)| E-Time   |
--------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT  |           |        |       |     2 (100)|          |
|*  1 |  TABLE ACCESS FULL| EMPLOYEES |      2 |   204 |     2   (0)| 00:00:01 |
--------------------------------------------------------------------------------Query Block Name / Object Alias (identified by operation id):
-------------------------------------------------------------1 - SEL$1 / EMPLOYEES@SEL$1Outline Data
-------------/*+BEGIN_OUTLINE_DATAIGNORE_OPTIM_EMBEDDED_HINTSOPTIMIZER_FEATURES_ENABLE('11.2.0.4')DB_VERSION('11.2.0.4')ALL_ROWSOUTLINE_LEAF(@"SEL$1")FULL(@"SEL$1" "EMPLOYEES"@"SEL$1")END_OUTLINE_DATA*/Peeked Binds (identified by position):
--------------------------------------1 - (NUMBER): 202 - (NUMBER): 5000Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------1 - filter(("DEPARTMENT_ID"=:DEPT_ID AND "SALARY">:MIN_SALARY))Column Projection Information (identified by operation id):
-----------------------------------------------------------1 - "EMPLOYEES"."EMPLOYEE_ID"[NUMBER,22],"EMPLOYEES"."FIRST_NAME"[VARCHAR2,50],"EMPLOYEES"."LAST_NAME"[VARCHAR2,50], "DEPARTMENT_ID"[NUMBER,22],"SALARY"[NUMBER,22], "EMPLOYEES"."HIRE_DATE"[DATE,7]Note
------ dynamic sampling used for this statement (level=2)- Warning: basic plan statistics not available. These are only collected when
:* hint 'gather_plan_statistics' is used for the statement or* parameter 'statistics_level' is set to 'ALL', at session or system leve
l59 rows selected.
  • 通過SQLID和游標ID獲取執行計劃

通過執行select * from table(dbms_xplan.display_cursor('sql_id/hash_value', child_cursor_number, 'advanced'))查看指定 SQL 的執行計劃 。

  1. 第一個參數為 SQL ID 或 SQL HASH VALUE?
  2. 第二個是 Child Cursor Number?
  3. 第三個常用advanced以呈現最詳細執行計劃。
--查看SQLID及游標號
select sql_id,child_number from v$sql where sql_text like 'select object_id,object_name,owner from test1 where%';SQL_ID        CHILD_NUMBER
------------- ------------
d6tfa5t1a8m7w            0--查看執行計劃
SQL> 
set pages 1000
select * from table(dbms_xplan.display_cursor('d6tfa5t1a8m7w',0,'advanced'));PLAN_TABLE_OUTPUT
--------------------------------------------------------------------------------
SQL_ID  d6tfa5t1a8m7w, child number 0
-------------------------------------
select object_id,object_name,owner from test1 where rownum<10Plan hash value: 1430905904----------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation          | Name  | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
----------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT   |       |       |       |     2 (100)|          |
|*  1 |  COUNT STOPKEY     |       |       |       |            |          |
|   2 |   TABLE ACCESS FULL| TEST1 | 91074 |  8538K|     2   (0)| 00:00:01 |
----------------------------------------------------------------------------Query Block Name / Object Alias (identified by operation id):
-------------------------------------------------------------1 - SEL$12 - SEL$1 / TEST1@SEL$1Outline Data
-------------/*+BEGIN_OUTLINE_DATAIGNORE_OPTIM_EMBEDDED_HINTSOPTIMIZER_FEATURES_ENABLE('11.2.0.4')DB_VERSION('11.2.0.4')ALL_ROWSOUTLINE_LEAF(@"SEL$1")FULL(@"SEL$1" "TEST1"@"SEL$1")END_OUTLINE_DATA*/Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------1 - filter(ROWNUM<10)Column Projection Information (identified by operation id):
-----------------------------------------------------------1 - "OWNER"[VARCHAR2,30], "OBJECT_NAME"[VARCHAR2,128],"OBJECT_ID"[NUMBER,22]2 - "OWNER"[VARCHAR2,30], "OBJECT_NAME"[VARCHAR2,128],"OBJECT_ID"[NUMBER,22]Note
------ dynamic sampling used for this statement (level=2)51 rows selected.

注意：當目標 SQL 執行計劃所在的 Child Cursor 未因空間不足等原因被從共享池（Shared Pool）中置換出去（age out ）時才能查到執行計劃。

3.3 display_awr函數

當 SQL 的執行計劃被 age out 出 Shared Pool 后，若該執行計劃此前被 Oracle 采集并存儲到 AWR（自動工作量存儲庫，AWR Repository ）中，就可以使用該方法查看該 SQL 的所有歷史執行計劃 。AWR 定期收集、處理和存儲數據庫性能統計信息以及執行計劃等相關數據，即使執行計劃不在共享池，只要已被采集到 AWR 中，就能通過特定方法來查看歷史執行計劃，這為分析 SQL 在不同時間、不同條件下的執行情況提供了途徑 。

（一）display_awr函數參數說明

display_awr函數能夠從自動工作量存儲庫（AWR）中存儲的歷史數據里獲取并顯示執行計劃。這在分析過去某個時段內 SQL 語句的執行情況時非常有用，有助于排查歷史性能問題。其語法格式為：

select * from table(dbms_xplan.display_awr(sql_id, plan_hash_value, dbid, format));

其中，sql_id是 SQL 語句的標識；plan_hash_value是執行計劃的哈希值；dbid是數據庫的唯一標識；format同樣用于控制輸出格式。

（二）display_awr 示例

  • 查看當前共享池中的執行計劃
SQL> col SQL_TEXT for a40
select sql_text, sql_id, version_count,executions from v$sqlarea where sql_text like 'SELECT /*+ MONITOR */ * FROM employees WHERE department_id = :dept_id%'; SQL_TEXT                                 SQL_ID        VERSION_COUNT EXECUTIONS
---------------------------------------- ------------- ------------- ----------
SELECT /*+ MONITOR */ * FROM employees W gd7vts27rnvua             1          1
HERE department_id = :dept_id   AND sala
ry > :min_salary
  • 采集AWR
exec dbms_workload_repository.create_snapshot();
  • 清空共享池
alter system flush shared_pool;
  • 確認執行計劃被置換出共享池
SQL> select sql_text, sql_id, version_count,executions from v$sqlarea where sql_text like 'SELECT /*+ MONITOR */ * FROM employees WHERE department_id = :dept_id%'; no rows selectedselect * from table(dbms_xplan.display_cursor('gd7vts27rnvua',0,'advanced'));PLAN_TABLE_OUTPUT
--------------------------------------------------------------------------------
SQL_ID: gd7vts27rnvua, child number: 0 cannot be found
  • 確認執行計劃被置換出共享池
SQL> select * from table(dbms_xplan.display_awr('gd7vts27rnvua'));PLAN_TABLE_OUTPUT
--------------------------------------------------------------------------------
SQL_ID gd7vts27rnvua
--------------------
SELECT /*+ MONITOR */ * FROM employees WHERE department_id = :dept_id
AND salary > :min_salaryPlan hash value: 1445457117-------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation         | Name      | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
-------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT  |           |       |       |     2 (100)|          |
|   1 |  TABLE ACCESS FULL| EMPLOYEES |     2 |   204 |     2   (0)| 00:00:01 |
-------------------------------------------------------------------------------Note
------ dynamic sampling used for this statement (level=2)18 rows selected.

與DBMS_XPLAN.DISPLAY_CURSOR相比，DBMS_XPLAN.DISPLAY_AWR顯示的執行計劃存在不足，無法呈現執行步驟對應的謂詞條件（包括驅動和過濾查詢條件 ）。這是由于Oracle將執行計劃采樣數據從V$SQL_PLAN遷移到AWR Repository基表WRH$_SQL_PLAN時，未保留記錄謂詞條件的ACCESS_PREDICATES和FILTER_PREDICATES列的值，導致DBMS_XPLAN.DISPLAY_AWR無相關條件可展示，而謂詞條件對理解執行計劃尤其是復雜計劃至關重要。

（四）display_sts函數

display_sts函數主要用于檢索存儲在 SQL 調試集（STS）中特定 SQL 語句的執行計劃。其語法如下：

select * from table(dbms_xplan.display_sts(sqlset_name, sqlset_owner, sql_id, format));

這里，sqlset_name是 SQL 調試集的名稱；sqlset_owner是 SQL 調試集的所有者；sql_id是需要查詢執行計劃的 SQL 語句標識；format用于控制輸出信息。

這個使用場景不多，不做過多介紹。

五、DBMS_XPLAN 包的使用總結

DBMS_XPLAN 包在 Oracle 數據庫中是查看 SQL 執行計劃的得力工具，涵蓋了從緩存、AWR、SQL 調試集等多來源的計劃展示。通過掌握其各函數的功能、使用方法及適用場景，并留意權限與參數設置等要點，能助力數據庫管理員和開發人員精準剖析 SQL 執行情況，高效開展性能優化工作。

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高校心理教育輔導系統技術解析&#xff1a;構建心理健康守護平臺 在關注大學生心理健康成為教育重點的當下&#xff0c;高校心理教育輔導系統借助數字化技術整合多種功能模塊&#xff0c;面向管理員、學生、教師三類角色&#xff0c;實現心理教育輔導工作的高效化與精準化。本…
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【ArcGIS】土地資源單項評價

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【ArcGIS】土地資源單項評價 一、土地資源單項評價1、評價思路 二、操作步驟1、處理環境設置2、地形坡度評價3、高程評價4、坡度高程疊加評價5、地形起伏度6、土地資源綜合評價 一、土地資源單項評價 1、評價思路 &#xff08;1&#xff09;利用全域DEM計算地形坡度&#xff…
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Prioritized Generative Replay

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ICLR 2025 Oral code 具有樣本效率的 online reinforcement learning (RL) 通常使用 replay buffer 存儲經驗&#xff0c;以便在更新價值函數時重復使用。然而&#xff0c;uniform replay 效率低下&#xff0c;因為某些類型的 transition 可能與學習更相關。 雖然對更有用的樣本…
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Linux -- 線程、鎖

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1、 Linux線程概念 1.1、什么是線程 在一個程序里的一個執行路線就叫做線程&#xff08;thread&#xff09;更準確的定義是&#xff1a;線程是“一個進程內部的控制序列”一切進程至少都有一個執行線程線程在進程內部運行&#xff0c;本質是在進程地址空間內運行在Linux系統中…
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