Mac De Oracle: 実行計画は, SQL文のレントゲン写真だ！　Oracle Database (全部俺）Advent Calendar 2022 Day 19 / No.54 / Group by Elimination

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2022年12月19日 (月) / Author : Hiroshi Sekiguchi.

実行計画は, SQL文のレントゲン写真だ！　Oracle Database (全部俺）Advent Calendar 2022 Day 19 / No.54 / Group by Elimination Tweet

このポストは, JPOUG Advent Calendar 2022 Day 19と帰ってきた！　実行計画は, SQL文のレントゲン写真だ！　Oracle Database (全部俺） Advent Calendar 2022へクロスポストしています.

JPOUG Advent Calendar 2022 Day 18は, tomoさんのSPM使ってる？でした. 使ってますか？ヒント埋込派, パッケージなんでSPMっす！とか大人の事情で色々ありそうですね.

Previously on Mac De Oracle... Day 18は, Join Elimination にフォーカスをあてました. Join Eliminationも他のElimination系書き換えは, 実行計画上存在が消されてしまうので, 実際行われたかどうか気づきにくいケースが多いです. 以前も書きましたが, Explain plan等で, Elimination Informationとかリストしてくれると便利かもしれません.

ということで, 今日, Day 19は, そんなElimination InformationがExplain plan等で表示されたら嬉しいかもね, という気持ちが強くなるネタにしました.

では, Day 19のお題, Group by Eliminationです.
この機能, 目立たないですが, 変なところで目立ったので意外に有名かもしれません. 機能として登場したのは, 12cR2ごろでした. Jonathanも書いてるから間違いない！

変なところで目立ってしまった. そんなに目立たない存在だった, Group by Eliminationの確認
目立ってしまった理由は, 結果不正. 　できれば7445の方が分かりやすくて良かったわけですが, 出会いたくないですよねー. 結果不正.
（なお, すでに修正されており, 想定する結果が返されるようになっているようです. 詳細は本ページ末の参考リンクのJonathanのエントリー参照のこと）

まず, 検証用のデータ準備から（ちょいと凝ったことやってますが, 単純に当年のカレンダーで, その日が営業日か休業日かをフラグで持たせるだけのでデータで, 2022年の一年分のデータを作りました. day18.sqlを実行していますが, こちらの都合w公開日を入れ替えた影響なので, 気にしないでくださいw

SCOTT@orclpdb1> @day18
  1* DROP TABLE business_day_calendar

表が削除されました. 

  1  CREATE TABLE business_day_calendar AS
  2  WITH
  3    FUNCTION get_num_of_dates
  4    RETURN NUMBER IS
  5      l_dummy_date DATE;
  6      --
  7      eORA01839 exception;
  8      pragma exception_init(eORA01839, -1839);
  9    BEGIN
 10      -- validate leap year
 11      l_dummy_date := TO_DATE(TO_CHAR(SYSDATE, 'YYYY') || '0229', 'YYYYMMDD');
 12      RETURN 366;
 13    EXCEPTION
 14      WHEN eORA01839 THEN
 15        RETURN 365;
 16    END;
 17  SELECT
 18    TO_DATE(TRUNC(SYSDATE,'YYYY') + level - 1) AS business_date
 19    , CASE
 20        WHEN TO_CHAR(
 21          TO_DATE(TRUNC(SYSDATE,'YYYY') + level - 1)
 22          , 'DY'
 23          , 'NLS_DATE_LANGUAGE=AMERICAN'
 24        ) IN ('SUN','WED')
 25        THEN '1'
 26        ELSE '0'
 27      END AS is_holiday
 28  FROM
 29    dual
 30  CONNECT BY
 31*   level <= get_num_of_dates

表が作成されました. 

  1  ALTER TABLE business_day_calendar
  2    ADD CONSTRAINT pk_business_day_calendar PRIMARY KEY
  3    (
  4      business_date
  5    )
  6*   USING INDEX

表が変更されました.

今回は, この Order BY Elimination をちょっと有名にしてしまった, 結果不正から. 12cR2で試してみます. CASE 2の結果が想定と異なっています.

orcl@SCOTT> select banner from v$version;

BANNER
--------------------------------------------------------------------------------
Oracle Database 12c Enterprise Edition Release 12.2.0.1.0 - 64bit Production

CASE 1特に問題は起きていません. 想定通りの結果が帰り, Group By Eliminationの発動条件にはなっていないため, Group By操作が行われています.

  1  SELECT
  2     EXTRACT(MONTH from business_date)
  3     , COUNT(
  4        CASE
  5          WHEN TO_CHAR(
  6            business_date
  7            , 'DY'
  8            , 'NLS_DATE_LANGUAGE=AMERICAN'
  9          ) IN ('SUN','WED')
 10          THEN 1
 11        END
 12      ) AS holidays
 13  FROM
 14    business_day_calendar
 15  GROUP BY
 16*   EXTRACT(MONTH from business_date)

EXTRACT(MONTHFROMBUSINESS_DATE)   HOLIDAYS
------------------------------- ----------
                              1          9
                              6          9
                             11          9
                              2          8
                              4          8
                              5          9
                              8          9
                              3          9
                              7          9
                              9          8
                             10          9
                             12          8

12 rows selected.

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 100882575

---------------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation        | Name                     | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
---------------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT |                          |   365 |  2920 |     2  (50)| 00:00:01 |
|   1 |  HASH GROUP BY   |                          |   365 |  2920 |     2  (50)| 00:00:01 |
|   2 |   INDEX FULL SCAN| PK_BUSINESS_DAY_CALENDAR |   365 |  2920 |     1   (0)| 00:00:01 |
---------------------------------------------------------------------------------------------

CASE 2 おやおやおや, おかしなことになってます. 実行計画をみると, 動作対象ではないはずなのに, GROUP BY 操作が排除されているのが分かります！　結果不正です. HASH GROUP BYが排除されています！　その影響で, GROUP BYが行われていません！！！！

  1  SELECT
  2     TO_CHAR(business_date, 'YYYYMM')
  3     , COUNT(1)
  4  FROM
  5    business_day_calendar
  6  GROUP BY
  7*   TO_CHAR(business_date, 'YYYYMM')

TO_CHA   COUNT(1)
------ ----------
202201          1
202201          1
202201          1

...略...

202212          1
202212          1
202212          1

365 rows selected.

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 1786497156

---------------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation        | Name                     | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
---------------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT |                          |   365 |  2920 |     1   (0)| 00:00:01 |
|   1 |  INDEX FULL SCAN | PK_BUSINESS_DAY_CALENDAR |   365 |  2920 |     1   (0)| 00:00:01 |
---------------------------------------------------------------------------------------------

CASE 2 の結果不正回避 では, 結果不正回避策を取ってみましょう. 何度か利用している, no_elim_groupbyヒントで回避できるか試します！
結果不正の理由は, 本来発動しない条件であるにもかかわらず発動してしまった　Group By Eliminationにる影響であることが分かります.

これをみると, なおさら, Explain Plan等でどのような書き換えが動作したのかしないのか一覧できるような情報が欲しいなと思ったりするわけです. .

orcl@SCOTT> @day18-2
  1  SELECT
  2     /*+
  3       no_elim_groupby
  4     */
  5     TO_CHAR(business_date, 'YYYYMM')
  6     , COUNT(1)
  7  FROM
  8    business_day_calendar
  9  GROUP BY
  10*   TO_CHAR(business_date, 'YYYYMM')

TO_CHA   COUNT(1)
------ ----------
202205         31
202209         30
202211         30
202212         31
202202         28
202208         31
202207         31
202210         31
202201         31
202204         30
202203         31
202206         30

12 rows selected.

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 100882575

---------------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation        | Name                     | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
---------------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT |                          |   365 |  2920 |     2  (50)| 00:00:01 |
|   1 |  HASH GROUP BY   |                          |   365 |  2920 |     2  (50)| 00:00:01 |
|   2 |   INDEX FULL SCAN| PK_BUSINESS_DAY_CALENDAR |   365 |  2920 |     1   (0)| 00:00:01 |
---------------------------------------------------------------------------------------------

CASE 3 こちらは正しく GROUP BY Eliminationが発動していますね. GROUP BYしなくても問題ないクエリですから！

  1  SELECT
  2     business_date
  3     , COUNT(1)
  4  FROM
  5    business_day_calendar
  6  GROUP BY
  7*   business_date

BUSINESS_   COUNT(1)
--------- ----------
01-JAN-22          1
02-JAN-22          1
03-JAN-22          1

...略...

29-DEC-22          1
30-DEC-22          1
31-DEC-22          1

365 rows selected.

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 1786497156

---------------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation        | Name                     | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
---------------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT |                          |   365 |  2920 |     1   (0)| 00:00:01 |
|   1 |  INDEX FULL SCAN | PK_BUSINESS_DAY_CALENDAR |   365 |  2920 |     1   (0)| 00:00:01 |
---------------------------------------------------------------------------------------------

CASE 4 GROUP BY　Eliminationを無効化しても他のバージョンと結果同じで, 想定した結果通りです. CASE 3と結果は同じなのは当たり前.

  1  SELECT
  2     /*+
  3       no_elim_groupby
  4     */
  5     business_date
  6     , COUNT(1)
  7  FROM
  8    business_day_calendar
  9  GROUP BY
 10*   business_date

BUSINESS_   COUNT(1)
--------- ----------
01-JAN-22          1
02-JAN-22          1
03-JAN-22          1

...略...

29-DEC-22          1
30-DEC-22          1
31-DEC-22          1

365 rows selected.

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 3672056694

-------------------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation            | Name                     | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
-------------------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT     |                          |   365 |  2920 |     1   (0)| 00:00:01 |
|   1 |  SORT GROUP BY NOSORT|                          |   365 |  2920 |     1   (0)| 00:00:01 |
|   2 |   INDEX FULL SCAN    | PK_BUSINESS_DAY_CALENDAR |   365 |  2920 |     1   (0)| 00:00:01 |
-------------------------------------------------------------------------------------------------

では, 私が確認したテストケースの範囲で結果不正が起きていない, 21cは全テストケース, それ以外のバージョンでは, 結果不正の発生していた CASE 2　の実行計画という名のレントゲンを並べておきたいと思います. 頭に浮かんだイメージは, レントゲン写真を光るボードに沢山貼り付けてる感じw

Oracle Database 21cのCASE 1 - CASE 4まで全て

SCOTT@orclpdb1> select banner from v$version;

BANNER
----------------------------------------------------------------------
Oracle Database 21c Enterprise Edition Release 21.0.0.0.0 - Production

CASE 1:Group By Eliminationは発生しないケース

  1  SELECT
  2     EXTRACT(MONTH from business_date)
  3     , COUNT(
  4        CASE
  5          WHEN TO_CHAR(
  6            business_date
  7            , 'DY'
  8            , 'NLS_DATE_LANGUAGE=AMERICAN'
  9          ) IN ('SUN','WED')
 10          THEN 1
 11        END
 12      ) AS holidays
 13  FROM
 14    business_day_calendar
 15  GROUP BY
 16*   EXTRACT(MONTH from business_date)

EXTRACT(MONTHFROMBUSINESS_DATE)   HOLIDAYS
------------------------------- ----------
                              1          9
                              2          8
                              3          9
                              4          8
                              5          9
                              6          9
                              7          9
                              8          9
                              9          8
                             10          9
                             11          9
                             12          8

12行が選択されました. 

実行計画
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 100882575

---------------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation        | Name                     | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
---------------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT |                          |   365 |  2920 |     2  (50)| 00:00:01 |
|   1 |  HASH GROUP BY   |                          |   365 |  2920 |     2  (50)| 00:00:01 |
|   2 |   INDEX FULL SCAN| PK_BUSINESS_DAY_CALENDAR |   365 |  2920 |     1   (0)| 00:00:01 |
---------------------------------------------------------------------------------------------

CASE 2:Group By Eliminationは発生しないケース(12cR2でGroup By Eliminationの誤作動で結果不正となったテストケース)

  1  SELECT
  2     TO_CHAR(business_date, 'YYYYMM')
  3     , COUNT(1)
  4  FROM
  5    business_day_calendar
  6  GROUP BY
  7*   TO_CHAR(business_date, 'YYYYMM')

TO_CHAR(BUSINESS_D   COUNT(1)
------------------ ----------
202201                     31
202202                     28
202203                     31
202204                     30
202205                     31
202206                     30
202207                     31
202208                     31
202209                     30
202210                     31
202211                     30
202212                     31

12行が選択されました. 

実行計画
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 100882575

---------------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation        | Name                     | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
---------------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT |                          |   365 |  2920 |     2  (50)| 00:00:01 |
|   1 |  HASH GROUP BY   |                          |   365 |  2920 |     2  (50)| 00:00:01 |
|   2 |   INDEX FULL SCAN| PK_BUSINESS_DAY_CALENDAR |   365 |  2920 |     1   (0)| 00:00:01 |
---------------------------------------------------------------------------------------------

CASE 3:Group By Eliminationが発生するケース

  1  SELECT
  2     business_date
  3     , COUNT(1)
  4  FROM
  5    business_day_calendar
  6  GROUP BY
  7*   business_date

BUSINESS_DATE     COUNT(1)
--------------- ----------
20220101 000000          1
20220102 000000          1
20220103 000000          1

...略...

20221228 000000          1
20221229 000000          1
20221230 000000          1
20221231 000000          1

365行が選択されました. 

経過: 00:00:00.01

実行計画
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 1786497156

---------------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation        | Name                     | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
---------------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT |                          |   365 |  2920 |     1   (0)| 00:00:01 |
|   1 |  INDEX FULL SCAN | PK_BUSINESS_DAY_CALENDAR |   365 |  2920 |     1   (0)| 00:00:01 |
---------------------------------------------------------------------------------------------

CASE 4:Group By Eliminationが発生するケースで, no_elim_groupby　ヒントでGroup By Eliminationを抑止したケース

  1  SELECT
  2     /*+
  3       no_elim_groupby
  4     */
  5     business_date
  6     , COUNT(1)
  7  FROM
  8    business_day_calendar
  9  GROUP BY
 10*   business_date

BUSINESS_DATE     COUNT(1)
--------------- ----------
20220101 000000          1
20220102 000000          1
20220103 000000          1
20220104 000000          1

...略...

20221228 000000          1
20221229 000000          1
20221230 000000          1
20221231 000000          1

365行が選択されました. 

実行計画
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 3672056694

-------------------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation            | Name                     | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
-------------------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT     |                          |   365 |  2920 |     1   (0)| 00:00:01 |
|   1 |  SORT GROUP BY NOSORT|                          |   365 |  2920 |     1   (0)| 00:00:01 |
|   2 |   INDEX FULL SCAN    | PK_BUSINESS_DAY_CALENDAR |   365 |  2920 |     1   (0)| 00:00:01 |
-------------------------------------------------------------------------------------------------

Oracle Database 19cです. CASE 2だけ確認します.

SCOTT@orcl> select banner from v$version;

BANNER
--------------------------------------------------------------------------------
Oracle Database 19c Enterprise Edition Release 19.0.0.0.0 - Production

CASE 2:このリリースでも問題は無さそうですね

  1  SELECT
  2     TO_CHAR(business_date, 'YYYYMM')
  3     , COUNT(1)
  4  FROM
  5    business_day_calendar
  6  GROUP BY
  7*   TO_CHAR(business_date, 'YYYYMM')

TO_CHA   COUNT(1)
------ ----------
202206         30
202203         31
202210         31
202212         31
202202         28
202211         30
202204         30
202208         31
202209         30
202201         31
202205         31
202207         31

12 rows selected.

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 100882575

---------------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation        | Name                     | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
---------------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT |                          |   365 |  2920 |     2  (50)| 00:00:01 |
|   1 |  HASH GROUP BY   |                          |   365 |  2920 |     2  (50)| 00:00:01 |
|   2 |   INDEX FULL SCAN| PK_BUSINESS_DAY_CALENDAR |   365 |  2920 |     1   (0)| 00:00:01 |
---------------------------------------------------------------------------------------------

Oracle Database 18c です. 同様に, CASE 2のみ確認しています.

SCOTT> select banner from v$version;

BANNER
--------------------------------------------------------------------------------
Oracle Database 18c Enterprise Edition Release 18.0.0.0.0 - Production

CASE 2:このリリースでも問題は無さそう

  1  SELECT
  2     TO_CHAR(business_date, 'YYYYMM')
  3     , COUNT(1)
  4  FROM
  5    business_day_calendar
  6  GROUP BY
  7*   TO_CHAR(business_date, 'YYYYMM')

TO_CHA   COUNT(1)
------ ----------
202206         30
202203         31
202210         31
202212         31
202202         28
202211         30
202204         30
202208         31
202209         30
202201         31
202205         31
202207         31

12 rows selected.

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 100882575

---------------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation        | Name                     | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
---------------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT |                          |   365 |  2920 |     2  (50)| 00:00:01 |
|   1 |  HASH GROUP BY   |                          |   365 |  2920 |     2  (50)| 00:00:01 |
|   2 |   INDEX FULL SCAN| PK_BUSINESS_DAY_CALENDAR |   365 |  2920 |     1   (0)| 00:00:01 |
---------------------------------------------------------------------------------------------

ちょっと思ったのですが, 現状, 10053トレース等をみるしかないタイプの書き換えでも, OTHER_XML列からOUTLINEを抜き出すと比較的簡単に発動有無がわかるものもあるかもしれないですね. 今回のように固有のヒントでON/OFFできるタイプだとOUTLINEには, elim_groupby のようなヒントが含まれているだろうし. （全てではないとは思いますが）

ふ〜〜〜っ. JPOUG Advent Calendar 2022 の自分のターンも終わって, 自分の分をなんとかするだけだーーーーー.

ということで,
帰ってきた！　実行計画は, SQL文のレントゲン写真だ！　Oracle Database (全部俺） Advent Calendar 2022は, 明日も私が担当です. よろしくお願いします.
そして, JPOUG Advent Calendar 2022 Day 20は, 凌直孝さんの担当です. よろしくお願いします！

では, また:)

参考）

Group by Elimination / Oracle Scratchpad
A Look at the Oracle Group-by Bug / Database Journal

投稿日時 2022年12月19日 (月) 00時00分 Oracle, チューニング, SQL, Oracle Database 12c release 1, パフォーマンス, Advent Calendar, Oracle Database 12c Release 2, Oracle Database 18c, Oracle Database 19c, Oracle Database 21c | 固定リンク | 0

Mac De Oracle

MacOS X で動作する Oracle　が正式にリリースされたのだ！ 1996年にリリースされた、Personal Oracle7 for MacOS以来、封印されていたMacOS版が、（2005年）９年ぶりに正式リリースされたのでいろいろあそんでみたくなった！

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2022年12月19日 (月) / Author : Hiroshi Sekiguchi.

実行計画は, SQL文のレントゲン写真だ！　Oracle Database (全部俺）Advent Calendar 2022 Day 19 / No.54 / Group by Elimination Tweet

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