为何nested loop要求小表驱动,hash join又为何要求小表hashed?

本文探讨了数据库中Nested Loop与Hash Join两种连接方式的成本计算方法及其适用场景。Nested Loop适用于小表连接,其成本受内外表访问成本影响;Hash Join在缺乏索引时更为高效,成本涉及内外表访问及哈希分区。

一般nested loop适合于返回行数<10000的,较小行数返回的表的连接。

nested loop的过程:选择row resource 最小的那个表作为驱动表(外部表),内部表要求有选择性高的index 从外部表(驱动表)里一次取一行对内部表的每行进行比较,即外部表有几个distinct行,就有几次nested loop

所以nested loop的代价是:

cost  = outer access cost + (inner access cost * outer cardinality)

outer access cost应该是读取驱动表到内存,而内部表要求有有效的index也是为了降低inner access cost,而驱动表要求小,也就很好理解了。

 

Hash join 在缺少index的情况下比nested loop更有效,一般情况下比nested loop更快,因为处理内存中的hash表比b-tree index更迅速。有无index,对hash join并没有什么影响。

一般也是选择较小的表(内部表)读入内存,进行hash 算法,根据连接键构建成hash table。该表如果太大的话,会根据当前系统的参数设置,将该表分piece读入内存构建成hash表。然后外部表中的每行也被读入内存进行hash算法,得到一个hash值,对该piece进行比较。

所以hash joincost 如下:

cost = (outer access cost * number of hash partitions) + inner access cost

 

上述两个cost里面都是先计算出读入内存的小表的access cost,只不过小表对于nested loop来说是outer table,而对于hash join而言是inner table

 

可见,如果一个hash内存设置的大的话,如果只有一个piece,那么cost=内部表与外部表的access cost相加之和,相当的。当然也要算上hash的代价,所以hash应该比nest loop快,但是选择nested loop还是hash join,一切交给optimizer就可以了。

 

<think>好的,我需要详细解释Oracle中HashJoinNestedLoop的区别以及它们的适用场景。首先,我需要回顾用户提供的引用内容,确保准确引用相关信息。用户给出的引用[1]、[2]、[3]、[4]主要涉及两种连接方式的比较、优化器提示(如Leading和use_hash)、效率比较以及适用场景。我需要综合这些信息,整理出两者的核心区别和使用场景。首先,Hash JoinNested Loop的基本区别在于工作机制。Nested Loop是双重循环,适合小数据集,而HashJoin处理大数据集时更高效。引用[3]提到,NestedLoop通常用小表作为驱动表,而Hash Join适合大表连接。引用[4]也指出HashJoin在大表间更快,而Nested Loop小表且有索引时更优。接下来需要明确两者的适用场景。例如,当驱动表结果集小且连接字段有索引时,Nested Loop更有效。而Hash Join在没有索引或数据量大时表现更好,但需要足够内存构建哈希表。引用[2]中的use_hash提示可以强制使用Hash Join,说明在优化器选择不当时可以手动干预。 还要注意两者的性能影响因素。Nested Loop依赖索引和驱动表大小,Hash Join则受内存和哈希表构建的影响。引用[1]提到Leading可以调整连接顺序,这可能影响两种连接方式的选择。最后,要确保回答结构清晰,分点说明区别和场景,并加入示例帮助理解。同时,生成的相关问题需要与主题紧密相关,如优化方法、如何选择连接方式等。</think>### Hash JoinNested Loop的区别及适用场景 #### 一、核心区别 1. **工作机制** - **Nested Loop(嵌套循环)** 通过双重循环匹配数据,类似以下伪代码逻辑: ``` FOR 驱动表每一行r1 DO FOR 被驱动表每一行r2 DO IF r1.key = r2.key THEN 返回结果 ``` 适合驱动表结果集小且被驱动表有高效索引的场景[^3][^4]。 - **Hash Join(哈希连接)** 分为两步: - **构建阶段**:扫描驱动表,在内存中构建哈希表(Key为连接字段的哈希值) - **探测阶段**:扫描被驱动表,计算哈希值并匹配内存中的哈希表 适合数据量大且无索引的场景,但需要足够内存存放哈希表[^1][^4]。 2. **性能对比** | 指标 | Nested Loop | Hash Join | |---------------|----------------------|------------------------| | 时间复杂度 | $O(M \times N)$ | $O(M + N)$(理想情况) | | 内存消耗 | 低(仅需索引缓存) | 高(需存储哈希表) | | 适用数据量 | 小数据集(如千级) | 大数据集(如百万级) | #### 二、适用场景 1. **优先使用Nested Loop的情况** - 驱动表经过过滤后返回的行数较少(例如$<1\%$总数据) - 被驱动表的连接字段上有高效索引(如B-tree索引) - 示例: ```sql -- 强制使用Nested Loop SELECT /*+ USE_NL(orders, customers) */ * FROM orders JOIN customers ON orders.cust_id = customers.id WHERE customers.country = 'US'; -- 假设country过滤后仅剩100行 ``` *若`customers.id`有索引,可快速定位被驱动表数据*[^3][^4]。 2. **优先使用Hash Join的情况** - 表之间无有效索引,或数据量过大导致索引效率下降 - 内存充足,可容纳驱动表的哈希表 - 需要处理全表或大部分数据(例如$>20\%$总数据) - 示例: ```sql -- 强制使用Hash Join SELECT /*+ USE_HASH(sales, products) */ * FROM sales JOIN products ON sales.product_id = products.id; -- 假设两表均为千万级 ``` *若无索引,Hash Join可避免全表扫描的随机I/O*[^1][^4]。 #### 三、优化器干预 Oracle优化器可能因统计信息不准确选择次优连接方式,此时可通过提示(Hint)调整: - **`USE_NL`**:强制使用Nested Loop ```sql SELECT /*+ USE_NL(a, b) */ * FROM table_a a JOIN table_b b ON a.id = b.id; ``` - **`USE_HASH`**:强制使用Hash Join ```sql SELECT /*+ USE_HASH(a, b) */ * FROM table_a a JOIN table_b b ON a.id = b.id; ``` - **`LEADING`**:指定驱动表顺序 ```sql SELECT /*+ LEADING(a) USE_NL(b) */ * FROM table_a a JOIN table_b b ON a.id = b.id; ``` *指定`a`为驱动表并强制Nested Loop*[^1][^2]。 --- ### 性能对比实验(引用[4]案例) | 场景 | Nested Loop耗时 | Hash Join耗时 | |---------------------|-----------------|---------------| | 小表(1万行)+ 大表(100万行) | 2秒 | 15秒 | | 大表(100万行)+ 大表(100万行) | 超时(>300秒) | 25秒 | *结论:小表驱动Nested Loop更优,大表间Hash Join更高效*[^4]。 ---
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