select返回记录的顺序

关键词：select，顺序，优化，备份，扫描，索引
文章摘要：
   当我们执行了select语句，select返回的记录的顺序对我们编程方式有较大影响，对数据库记录备份清除以及sql性能优化都有很大的关系。因此有必要明确select返回记录的顺序。本文按数据库分类讨论oracle/sybase/sql server返回记录的顺序，从原理探讨三种数据库各自的特点，并着重探讨了这些差异对数据查询及记录备份的影响。
缩略语：
IAM：index allocation map
PFS：page free space
1.简介
       当我们执行了select语句，select返回的记录的顺序对我们编程方式有较大影响，对数据库记录备份清除以及sql性能优化都有很大的关系。因此有必要明确select返回记录的顺序。
select返回记录的顺序与数据库类型有很大关系，因此以下按数据库类型分别讨论。本文主要讨论了oracle/sybase/sql server返回记录的顺序，从原理探讨三种数据库各自的特点，并着重探讨了这些差异对数据查询及记录备份的影响。
2. oracle
以下假设数据库查询优化方式均为基于rule的方式，ORACLE 采用两种访问表中记录的方式：
　　a. 全表扫描 (Full Table Scan)
　　全表扫描就是顺序地访问表中每条记录. ORACLE采用一次读入多个数据块(database block)的方式优化全表扫描。
　　b. 通过ROWID访问表
你可以采用基于ROWID的访问方式情况，提高访问表的效率，ROWID包含了表中记录的物理位置信息。ORACLE采用索引(INDEX)实现了数据和存放数据的物理位置(ROWID)之间的联系。通常索引提供了快速访问ROWID的方法，因此那些基于索引列的查询就可以得到性能上的提高。通常表现为按索引扫描。(Index Scan)
2.1全表扫描
如果select语句不能使用索引，则Oracle按全表扫描方式读取数据块，对于返回的结果集，oracle按rowid的大小顺序来返回记录。因此 select * from mytable 与 select * from mytable order by rowid效果是一样的
       可以通过select rowid from table得到rowid伪列，数据类型为ROWID类型。使用查询语句返回的是ROWID的扩展格式（Extended Rowid）。扩展格式的ROWID由18个字符组成。这18个字符可以按照OOOOOO.FFF.BBBBBB.SSS的格式分为4组。分别代表数据对象编号（Data Object Number）,数据文件编号（Datafile Number），数据块编号（Data Block Number）,记录或记录片断的块内行号。
       必须说明的是，并不是后插入记录的rowid就越大，有可能后插入的记录rowid还要小。下面给出两个论点加以证明：
1．后插入的记录块内行号可能大，也可能小
根据我们的试验，假设现在表中有三条记录假设文件号相同，按块号，行号排列如下：
108 0
108 1
108 2
删除中间一条记录后，得到
108 0
108 2
再增加一条记录，可能会得到
108 0
108 1  <---新增加的记录
108 2
也可能是
108 0
108 2
108 3  <---新增加的记录
两种情况均有可能出现，取决于oracle块内的分配算法。关于该情况的更深入的分析可以参见文献2。
2．后插入的记录的块号有可能大，有可能小
       插入记录的块号并不是线性增加的，而是受FreeList控制。有关FreeList的理论和算法可以参见文献1。
       
因此对于全表扫描可以得出以下结论：
1.         在oracle中 select * from mytable不能保证返回的记录顺序是按插入的先后顺序，而是按rowid顺序。
rowid的顺序与记录行存储的“物理序”一致。在没有索引情况下，select作全表扫描，是按“物理序”，此时select 返回记录按“物理序”最快。
2.         对于已经插入的记录其ROWID不会发生变化。
如果全表扫描方式下，直接使用rownum作为选择条件，根据结论1，两次得到的记录可能是不一样的。如果sql有时间条件或其他条件作为sql语句辅助的筛选（排出当前插入的值），那么再用rownum作为选择条件，则返回的记录及记录的顺序均是一样的。
结论2的特性可用于某些日志表的清除-备份机制中。对于某些日志表为了提高insert性能，可能没有索引，并且在存储过程中对这些日志表进行清除和备份。利用insert into select 先将部分记录选入到备份表中，再用delete语句删除日志表中的记录。通过rownum来控制操作的行数，避免回滚段问题，通过时间条件来实施结论2，保证记录一致。
2.2按索引扫描
对于一段范围的按索引选择，在oracle内部表现为索引叶节点的扫描，索引叶节点通常已经排序并且叶节点之间存在指针，便于扫描。由于此时select按索引扫描表，因此返回的记录就按“索引序”排列。
利用上述特征，对于按索引扫描可以有以下的应用方式：
1．通过索引可以使返回记录事先排序。
在oracle中使用索引就可以使返回的记录得到排序，而无需再使用order by。对于不同的排序方式可以用不同的索引完成，通过hint/*+*/指示可以控制索引按不同的扫描方式工作，从而达到不同的效果。如/*+INDEX(TABLE INDEX_NAME)*/或/*+INDEX_DESC(TABLE INDEX_NAME)*/指示按索引升序扫描或按索引降序扫描，从而实现返回的记录按字段的升序排列或按字段的降序排列。
例如对于表T(a int,b int)在a上有索引index_a，b上有索引b
则select * from t得到的记录
 
AB
1943
211
310
58
112

select /*+INDEX(T INDEX_A)*/* from t where a>0 或者
select * from t where a>0 order by a
AB
310
58
112
1943
211

从执行计划来看，按索引扫描和按索引ROWID方式访问。
select /*+INDEX_DESC(T INDEX_B)*/* from t where b>0 或者
select * from t where b>0 order by b
AB
211
112
58
310
1943

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