前言

隨著使用者的需求增多及商業模式的日新月異，軟體系統的複雜度日益提高，對於系統程式或資料庫物件中存取關聯式資料庫的指令 - SQL(Structure Query Language) 的執行效能也日亦受到重視。因此，本期IP顧問室請到倍力資訊SQL產品經理謝肇暐，透過Q & A的方式，討論SQL tuning的技術發展，以及如何選擇SQL Tunning的工具，以期達到縮短設計時程以及增進資料庫執行效能的效果。

傳統 SQL 面臨的問題

Q1. 有哪些因素會影響系統執行的效能 ？

答：系統運作的穩定與否，與硬體軟體都有關係，依據經驗，可以從下面幾個因素來考量：

硬體，例如CPU速度、記憶體大小等硬體配備。資料庫系統架構及資料庫設計方式、系統組態設定、網路結構，這包括企業網路的建構方式、頻寬的大小、網路使用的狀況等。

通常我們可以說SQL是關聯式資料庫系統的核心( heart )。 SQL 指令的執行約佔系統資源的70% ~ 90%，若能有效降低 SQL 耗用的資源，對系統整體的執行效率應會有一定程度的提昇。

Q2.傳統上我們如何對SQL指令做tuning ? 傳統方法常面臨哪些問題 ?

答：傳統上，我們在遇到SQL的performance問題時，經常是使用try and error的方式，運用以往的經驗或專業知識，將 source SQL 改寫成幾個執行結果相同的 SQL 指令，再一個一個去測試，並下指令取得各個執行時間及耗用資料庫的成本資訊，也許兩三天後，可將原本的SQL調校成執行效能很好的SQL指令，但卻已經精疲力竭，而且耽擱了其他更重要的事情的進度。

SQL 的特色

Q3. SQL程式語言有何特性，為什麼可以做 tuning？

答： SQL 指令亦屬於程式語言的一種，但是其與其他程式語言卻存在一些差異，下面列出幾項差異：

（1）SQL與一般的程式語言最大的不同在於SQL語句不論長短，只要是對資料庫而言是有效的，則它就是一個完整的指令，即可擷取資料庫中的特定資訊。也由於這樣的特性，我們可以藉由調校SQL敘述，來改變其執行效能。

（2）相同的SQL語句在不同時間執行，其執行時間及對資料庫的資源耗費程度也不盡相同。其原因在於資料庫對於SQL的處理，是依據當時資料庫的使用狀況，動態決定擷取資料的路徑。

（3）特別是關聯性資料庫在處理 SQL 指令時，會經過幾個步驟，請參照（圖一）：

1.改寫SQL敘述並產生可能的執行計劃

資料庫利用內部的最佳化器(Optimizer)改寫SQL，並產生SQL的執行計劃(Execution Plan)。執行計劃可以看成是資料庫為了擷取特定資料所要經過的路徑。舉例來說，要從台北到高雄有許多種方式，可以做飛機、搭火車、開車走高速公路、開車走省道等等。資料庫亦可以有多種執行計劃來獲得相同的資料，每一種執行計劃對資料庫的執行成本、執行速度皆不同。

2.依據產生的執行計劃分別估計其執行成本

產生不同的執行計劃後，資料庫系統會根據本身的規則估計每一執行計劃的成本。成本的估計方式，各資料庫都不同，簡單而言是依據不同的存取方式分項估計，再加總而成。例如不同的scan方式、存取路徑，其所給的分數不同，最後再將這些項目加總而成。

3.選擇最低的執行成本執行該SQL指令

估計完每一個執行計劃後，資料庫系統選出一個估計成本最低的執行計劃來執行，擷取資料。

SQL 工具帶來的優勢

Q4.一般SQL tuning工具的開發理念為何? 使用SQL tuning的工具可為使用者帶來哪些利益？

答： SQL tuning 工具利用人工智慧( A.I. )，讓使用者在短時間內(例如十分鐘)完成平常可能需要兩三天工作量的SQL效能調整工作，並且確保調整後的SQL執行速度最佳或耗用成本最低。

團隊中往往有一些較初級的程式設計人員或資料庫管理人員，藉由SQL tuning工具，可以快速撰寫SQL或者不同資料庫專屬的資料查詢語言(例如：Oracle的PL/SQL，Sybase的Transact-SQL )。這種邊做邊學的方式，讓使用者在不影響專案進度的下，利用比較tuning後SQL與source SQL的不同,以及藉由看懂SQL執行計劃( Execution Plan )，訓練自己成為撰寫SQL指令的高手，間接提昇整個團隊的素質。