Oracle数据类型的隐性转换

    今天,以前开发的一个系统出问题,一句类似这样的sql语句:

    select * from t where a=1

    其中a是varchar类型。在测试机上跑得好好的,在生产机就报invalid number的错。原因涉及oracle数据库在解析sql语句的时候,对数据进行了类型转换,实际执行的是:

    select * from t where to_number(a)=1

    只要表t里面有一条记录的a字段含有不能转换为number的数字,就出错了,而错误当然就是invalid number了。

    此外,由于这样写语句要对表中a字段所有数据都做一次运算,什么索引都没用了,每次搜索都会进行全表扫描和运算,造成性能的下降。所以,就算不出错,也一定要根据数据类型写sql语句。如上例,写成这样就好了:

    select * from t where a='1'

    当然,因为这个系统比较小,业务简单,所以是用简单jsp实现的,所有sql语句都自己生成。如果大一点的系统,就可能会用到框架。如何优化对数据库的访问很大程度上都是框架的问题了。

    下面是网上搜索到的一篇关于oracle数据类型隐性转换的文章:

    ORACLE数据类型的隐性转换

    出于优化的目的,在SQL 的编码中我们常提到要避免对字段进行计算,通常情况下字段的计算导致相应索引无法被使用,造成语句执行的开销增大,然而编码中稍有不慎,Oracle自动进行的隐性转换仍有可能进行了我们不希望看到的操作,进而带来严重的后果,索引扫描可能被替换为几千万行的全表扫描,甚至导致业务逻辑发生变化。因此本文列举了代码中常见的几种隐性类型转换,总结并论证其间的规律,以期在开发工作中避免其带来的危害。

    为举例创建一个表,包含隐性转换中常见的三种字段类型,并给每个字段建一个索引:

    *********************************************************

    create table TT2

    (

    NUMCOL     NUMBER, CHARCOL    CHAR(10),

    VARCHARCOL VARCHAR2(10)

    );

    create index IDX_CHAR on TT2 (CHARCOL);

    create index IDX_NUM on TT2 (NUMCOL);

    create index IDX_VARCHAR on TT2 (VARCHARCOL);

    insert into tt2 (numcol,charcol,varcharcol) values (1,'123','1');

    *********************************************************

    首先将varchar字段与number常量进行比较。

    *********************************************************

    SQL> select /*+ RULE*/ * from tt2 where varcharcol=1;

    NUMCOL CHARCOL VARCHARCOL

  ----------    ----------       ----------

    1 123 1

    Execution Plan

  ---------------------------------------------------------

    0 SELECT STATEMENT Optimizer=HINT: RULE

    1 0 TABLE ACCESS (FULL) OF 'TT2'

    这里我们加入了一个RULE 的提示,指定了RBO的优化方式,因此有索引的情况下理所当然优先使用索引,但是恰恰相反,执行计划选择了全表扫描,究其原因,乃是隐性地对 varchar2类型的字段进行了to_number的转换从而屏蔽了索引,实际的Where条件为to_number(varcharcol)=1

    变换一下,用number字段与字符常量比较。

    *********************************************************

    SQL> select /*+ RULE */ * from tt2 where numcol='1';

    NUMCOL CHARCOL VARCHARCOL

  ----------   ----------     ----------

    1 123 1

    Execution Plan

  ----------------------------------------------------------

    0 SELECT STATEMENT Optimizer=HINT: RULE

    1 0 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'TT2'

    2 1 INDEX (RANGE SCAN) OF 'IDX_NUM' (NON-UNIQUE)

    *********************************************************

    执行计划使用了IDX_NUM索引,这次隐性转换没有去转换number字段,而是转换常量'1',实际的where条件变化为where numcol=to_number('1'),字段避免了计算,索引得以被使用。

    由此可见,字符与数字相遇时数字类型要厉害一些,Oracle总要偷偷将字符类型进行转换去迁就数字,为了论证这个结论,接上例,再做如下测试。

    *********************************************************

    SQL> select * from tt2 where varcharcol=1;

    NUMCOL CHARCOL VARCHARCOL

  ----------  ----------       ----------

    1 123 1

    SQL> update tt2 set varcharcol='1A';

    1 row updated.

    SQL> select * from tt2 where varcharcol=1;

    ERROR at line 1:

    ORA-01722: invalid number

    *********************************************************

    同样的语句前者执行成功,后者却执行失败,什么都没有变,只是varcharcol字段的值由'1'变成'1A',隐性转换做to_number(varcharcol)操作时,后者无法将字母转换成数字导致ORA-01722错误发生,由此可见这种转换是确实存在的。

    接下来,再看看关于Char类型的转换,还有值得我们注意的事情发生。

    首先将char类型字段与varchar2进行比较,上例中charcol为char(10)类型,由于char类型的特性,插入的值'123'被自动补齐空格至10位长,因此字段值其实为'123  ',我们执行如下匿名块,并使用SQL_Trace提取执行计划。

    *********************************************************

    declare

    vv varchar2(10):='123';

    begin

    UPDATE /*+ RULE*/ tt2 set numcol=1 where charcol=vv;

    end;

    /

    Rows Row Source Operation

  -------  ---------------------------------------------------

    0 UPDATE

    0 INDEX RANGE SCAN IDX_CHAR (object id 28748)

    *********************************************************

    Rows为0,说明没有行被更新,'123   '与'123'理应为不同的值,这样的结果合理,然而在RBO方式下IDX_CHAR索引被使用,可见并没有对charcol进行隐性的转换。

    可是,将char类型字段与字符串常量进行比较呢?

    *********************************************************

    SQL> select /*+ RULE */ * from tt2 where charcol='123';

    NUMCOL CHARCOL VARCHARCOL

  ---------- ---------- ----------

    1 123 1A

    Execution Plan

  ----------------------------------------------------------

    0 SELECT STATEMENT Optimizer=HINT: RULE

    1 0 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'TT2'

    2 1 INDEX (RANGE SCAN) OF 'IDX_CHAR' (NON-UNIQUE)

    *********************************************************

    居然有数据返回,并且IDX_CHAR 索引被使用,岂不是'123       '与'123'相等,同样的where语句,同样是字符串'123',因为隐性转换产生了不同的逻辑,原来char与字符串常量比较时,隐性将常量按 char的字段类型转换,'123'转换成char(10)则变成了'123    ',看来使用char类型得小心了,两种不同的结果其实就对应着我们在应用开发中将SQL放在存储过程中还是放在中间件或前台代码中。

    做了这么多例证,掌握了常用的转换规律后,我们在数据库开发中应该注意些什么呢:

    1、 表结构设计中字段的类型以及数据库代码变量的类型应慎用char类型,采用这种类型的数据必须满足两个条件:1)非空;2)有固定长度。

    2、 规范编码,尽量避免隐性转换,比较中使用相同类型。

    在代码中构造动态SQL时,对字符串类型字段的比较中常有这种情况发生,实际上构造的语句是将字符与数字进行比较。

    v_SQL:=' ...  where varcharcol='||v_str;

    正确的做法应该是

    v_SQL:=' ...  where varcharcol='''||v_str||'''';

    3、 某些标记性或开关意义的字段,取值范围诸如(0,1),(1、2、3)等,尽量使用NUMBER,而不要使用varchar2。

    如果where varcharcol='1'误写为 where varcharcol=1将可能造成严重的性能问题,频繁隐性类型转换还可能造成不可预期的ORA-06512

    错误,而 where numcol=1 误写为 where numcol='1'则没有太多不利影响

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