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実行計画のツリーのたどり方 (実行計画の読み方#1)

これまでのエントリに記載してきたように、実行計画は階層的なツリー構造で表現されます。本エントリでは、実行計画の読み方のfirst stepとして、実際の処理順序に即したツリー構造のたどり方を説明します。

SQL> SELECT * FROM TABLE(DBMS_XPLAN.DISPLAY_CURSOR(NULL, NULL, 'LAST'));

PLAN_TABLE_OUTPUT
---------------------------------------------------------------------------------------------
SQL_ID  dvv5bah5b4k51, child number 1
-------------------------------------
SELECT /*+ FULL(PA) INDEX(CH idx_chpa) USE_NL(CH) LEADING(PA) */ cid,
cname, pa.pid, pname    FROM ch, pa    WHERE ch.pid = pa.pid and pa.pid
= 1

Plan hash value: 3514264536

-----------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation                    | Name     | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
-----------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT             |          |       |       |    20 (100)|          |
|   1 |  NESTED LOOPS                |          |    10 | 40120 |    20   (0)| 00:00:01 |
|*  2 |   TABLE ACCESS FULL          | PA       |     1 |  2004 |     9   (0)| 00:00:01 |
|   3 |   TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| CH       |    10 | 20080 |    11   (0)| 00:00:01 |
|*  4 |    INDEX RANGE SCAN          | IDX_CHPA |    10 |       |     1   (0)| 00:00:01 |
-----------------------------------------------------------------------------------------

Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------

   2 - filter("PA"."PID"=1)
   4 - access("CH"."PID"=1)


24 rows selected.

実行計画のツリー構造とオペレーションの親子関係

実行計画は、一般に複数のオペレーションから構成されます。オペレーションは、親子関係にしたがってインデントして整形されたツリー構造となります。

たとえば、上記の実行計画は、NESTED LOOPS, TABLE ACCESS FULL などのオペレーションから構成されます。(オペレーションの種類と処理内容については次のエントリで説明します。）

オペレーションの親子関係についてですが、 Id=1 NESTED LOOPSは Id=2 TABLE ACCESS FULLと、Id=3 TABLE ACCESS BY INDEX ROWID の親となります。同様に Id=3 TABLE ACCESS BY INDEX ROWID Id= 4 INDEX RANGE SCAN の親となります。

                Id=0 SELECT STATEMENT
                       ↑
                       │行ソース
                       │
                Id=1 NESTED LOOPS 
                     ↑  ↑
 行ソース┌─────┘  └─────┐行ソース
         │                          │
Id=2 TABLE ACCESS FULL      Id=3 TABLE ACCESS BY INDEX ROWID
                                     ↑
                                     │行ソース
                                     │
                            Id=4 INDEX RANGE SCAN

それぞれのオペレーションは、行ソースとよばれる表から取得した行データ（のサブセット）を出力します。親オペレーションは子オペレーションの行ソースを入力として処理を行います。

概念的な説明だけではわかりにくいので、先の実行計画がどのように処理されるかをイメージしながら、読み方を説明してみましょう。

実行計画で一番最初に実行されるオペレーションを探す

まず、この実行計画で一番最初に実行される(*1) オペレーションを探します。最も最上位のオペレーション(Id=0 SELECT STATEMENT)にポイントしてから、そのオペレーションの子オペレーションをたどります。子オペレーションが2つ以上ある場合は、上側に表記されたオペレーションをたどります。子の子、子の子の子、とインデントされたオペレーションを順にたどってゆき、子がなくなった時点でポイントしていたオペレーションが、実行計画で一番最初に実行されるオペレーションです。

先の実行計画の例において、一番最初にオペレーションを特定するまでの手順は以下のとおりです。

1. 最も最上位のオペレーション(Id=0 SELECT)をポイント
2. Id=0 SELECTの子オペレーションはId=1 NESTED LOOPSだけなので、NESTED LOOPSをポイント
3. Id=1 NESTED LOOPSの子オペレーションとして、2つのオペレーション Id=2 TABLE ACCESS FULL と Id=3 TABLE ACCESS BY INDEX ROWID があるが、上側に表示されている Id=2 TABLE ACCESS FULLをたどる。
4. Id=2 TABLE ACCESS FULL には、子オペレーションがないため、このオペレーションがこの実行計画で最初に実行されるオペレーションとなる

一番深くインデントされたオペレーションが必ずしも一番最初に実行されるわけではないことに注意が必要です。上記の例でも、一番深くインデントされたオペレーションである Id=4 INDEX RANGE SCAN は一番最初に実行されるオペレーションではありません。

(*1)「実質的な意味で」一番最初に実行されるオペレーションという意味です。形式的には、Id=0のSELECT STATEMENTが一番最初に実行されるオペレーションですが、この観点は理解するうえであまり意味がないからです。

以後のオペレーション実行順序

さて、最初に実行されるオペレーションが Id=2 TABLE ACCESS FULL であることはわかりました、以降、どのような順序でオペレーションが実行されるのでしょうか。順に追っていきましょう。

5. Id=2 TABLE ACCESS FULL は、PA表をテーブルスキャン（全行取得）するオペレーションであり、取得した結果を親オペレーションId=1 NESTED LOOPに渡す。
6. Id= 1 NESTED LOOP は、自分の子オペレーションのうち、次に実行すべきオペレーションを探す。ここでは、Id= 3 TABLE ACCESS BY INDEX ROWIDが未実行であるため、Id= 3 TABLE ACCESS BY INDEX ROWID をポイントする。
7. Id= 3 TABLE ACCESS BY INDEX ROWID は自分の子オペレーションである、 Id= 4 INDEX RANGE SCAN をポイントする。
8. Id= 4 INDEX RANGE SCAN には子オペレーションがないため、 Id= 4 INDEX RANGE SCAN の処理を実行する。索引IDX_CHPAをレンジスキャン（範囲検索）し、表に格納された行の識別子である、ROWIDのリストを得て、取得した結果を親オペレーション Id= 3 TABLE ACCESS BY INDEX ROWID に渡す。
9. Id= 3 TABLE ACCESS BY INDEX ROWI Dは Id= 4 INDEX RANGE SCAN より得たROWIDのリストに従い、表から行データを取得し、取得した結果を親オペレーション Id= 1 NESTED LOOPに渡す。
10. Id= 1 NESTED LOOP のすべての子オペレーションの実行が完了したため、自オペレーションの処理である Nested Loop 結合処理を実行して、結果を親オペレーションId=0 SELECTに渡す。
11. Id=0 SELECTは擬似的なオペレーションであり、実際の処理は行わないため、ここで終了

このような順序となります。