在MySQL中，我们通常都使用limit来完成数据集获取的分页操作，而在Oracle数据库中，并没有类似limit一样的方便方法来实现分页，因此我们通常都是直接在SQL语句中完成分页，这里就需要借助于rownum伪列或row_number()函数了，本文将分别展示使用rownum伪列和row_number()分析函数来完成Oracle数据分页操作的具体使用方法，并分析和比较两者的性能优劣。
一、初始化测试数据
首先测试数据我选取了数据字典all_objects表中的70000条数据，创建步骤如下：
-- 为了方便验证结果集以及避免不必要的排序,这里我直接使用了rownum来产生了有序的OBJECT_ID列 SQL> create table my_objects as 2 select rownum as OBJECT_ID,OBJECT_NAME,OBJECT_TYPE 3 from all_objects where rownum < 70001;Table created.
-- 对OJBECT_ID列建立主键 SQL> alter table my_objects add primary key (object_id);
Table altered.
SQL> select count(*) from my_objects;
COUNT(*) ---------- 70000
-- 分析该表 SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats(user,'my_objects',cascade => TRUE);
PL/SQL procedure successfully completed.
二、分页数据获取
为了完成分页，我们需要获得该表中的第59991-60000条的10条记录，这个工作我们分别使用rownum和rown_number()来实现
-- 方法一，rownum伪列方式 SQL> select t.* from (select d.*,rownum num from my_objects d where rownum<=60000) t where t.num>=59991;OBJECT_ID OBJECT_NAME OBJECT_TYPE NUM ---------- ------------------------------ ------------------- ---------- 59991 /585bb929_DicomRepos24 JAVA CLASS 59991 59992 /13a1874f_DicomRepos25 JAVA CLASS 59992 59993 /2322ccf0_DicomRepos26 JAVA CLASS 59993 59994 /6c82abc6_DicomRepos27 JAVA CLASS 59994 59995 /34be1a57_DicomRepos28 JAVA CLASS 59995 59996 /b7ee0c7f_DicomRepos29 JAVA CLASS 59996 59997 /bb1d935c_DicomRepos30 JAVA CLASS 59997 59998 /deb95b4f_DicomRepos31 JAVA CLASS 59998 59999 /9b5f55c0_DicomRepos32 JAVA CLASS 59999 60000 /572f1657_DicomRepos33 JAVA CLASS 60000
10 rows selected.
-- 方法二，row_number分析函数方式 SQL> select * from 2 (select t.*,row_number() over (order by t.OBJECT_ID) as num 3 from my_objects t) 4 where num between 59991 and 60000;
OBJECT_ID OBJECT_NAME OBJECT_TYPE NUM ---------- ------------------------------ ------------------- ---------- 59991 /585bb929_DicomRepos24 JAVA CLASS 59991 59992 /13a1874f_DicomRepos25 JAVA CLASS 59992 59993 /2322ccf0_DicomRepos26 JAVA CLASS 59993 59994 /6c82abc6_DicomRepos27 JAVA CLASS 59994 59995 /34be1a57_DicomRepos28 JAVA CLASS 59995 59996 /b7ee0c7f_DicomRepos29 JAVA CLASS 59996 59997 /bb1d935c_DicomRepos30 JAVA CLASS 59997 59998 /deb95b4f_DicomRepos31 JAVA CLASS 59998 59999 /9b5f55c0_DicomRepos32 JAVA CLASS 59999 60000 /572f1657_DicomRepos33 JAVA CLASS 60000
10 rows selected.
可以看到这两种方式都返回了正确的结果集；在rownum方法中，由于不可以直接使用rownum伪列执行”大于“比较运算，所以这里是先从子查询中使用rownum来获得前60000条数据，然后在外层查询中使用大于运算去除不需要的行。而对于row_number()方法，row_number()分析函数以OBJECT_ID排序并为其生成了唯一的标识，然后通过between这种便于理解的方式来获取区间数据，那么实际的执行是不是这样的呢？我们来简单分析一下两者的执行细节。
三、分页性能分析
首先还是看一下他们的执行计划：
SQL> set autotrace traceonly SQL> set linesize 200-- rownum伪列分页的执行计划 SQL> select t.* from (select d.*,rownum num from my_objects d where rownum<=60000) t where t.num>=59991;
10 rows selected.
Execution Plan ---------------------------------------------------------- Plan hash value: 341064162
---------------------------------------------------------------------------------- | Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time | ---------------------------------------------------------------------------------- | 0 | SELECT STATEMENT | | 60000 | 3164K| 103 (0)| 00:00:02 | |* 1 | VIEW | | 60000 | 3164K| 103 (0)| 00:00:02 | |* 2 | COUNT STOPKEY | | | | | | | 3 | TABLE ACCESS FULL| MY_OBJECTS | 60000 | 2226K| 103 (0)| 00:00:02 | ----------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id): ---------------------------------------------------
1 - filter("T"."NUM">=59991) 2 - filter(ROWNUM<=60000)
Statistics ---------------------------------------------------------- 163 recursive calls 0 db block gets 399 consistent gets 0 physical reads 0 redo size 1030 bytes sent via SQL*Net to client 419 bytes received via SQL*Net from client 2 SQL*Net roundtrips to/from client 5 sorts (memory) 0 sorts (disk) 10 rows processed
-- row_number()分页的执行计划 SQL> select * from 2 (select t.*,row_number() over (order by t.OBJECT_ID) as num 3 from my_objects t) 4 where num between 59991 and 60000;
10 rows selected.
Execution Plan ---------------------------------------------------------- Plan hash value: 2942654422
---------------------------------------------------------------------------------------------- | Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time | ---------------------------------------------------------------------------------------------- | 0 | SELECT STATEMENT | | 70000 | 3691K| 565 (1)| 00:00:07 | |* 1 | VIEW | | 70000 | 3691K| 565 (1)| 00:00:07 | |* 2 | WINDOW NOSORT STOPKEY | | 70000 | 2597K| 565 (1)| 00:00:07 | | 3 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| MY_OBJECTS | 70000 | 2597K| 565 (1)| 00:00:07 | | 4 | INDEX FULL SCAN | SYS_C0011057 | 70000 | | 146 (0)| 00:00:02 | ----------------------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id): ---------------------------------------------------
1 - filter("NUM">=59991 AND "NUM"<=60000) 2 - filter(ROW_NUMBER() OVER ( ORDER BY "T"."OBJECT_ID")<=60000)
Statistics ---------------------------------------------------------- 1 recursive calls 0 db block gets 490 consistent gets 0 physical reads 0 redo size 1030 bytes sent via SQL*Net to client 419 bytes received via SQL*Net from client 2 SQL*Net roundtrips to/from client 0 sorts (memory) 0 sorts (disk) 10 rows processed
从上面的执行计划中我们可以看出，rownum方法使用了全表扫描来获得表中的前60000行，然后使用谓词条件”T”.”NUM”>=59991来过滤掉了不需要的行；而row_number()方法虽然利用到了主键索引来省去了分析函数本身产生的window的排序操作，但它还是先获取了表中的所有70000行数据，然后再使用between关键字来过滤数据行，这个操作的很多资源都消耗在了数据读取上了，所以上面的例子中，rownum伪列方法获得了较好的性能，而实际上，在大多数情况下，第一种rownum方法都会获得较好的性能。
可能有人会疑问，既然row_number()方法在数据读取上面花费了这么多的资源，为什么不直接让它全表扫描呢，那么我们来看看使用全表扫描的情形：
-- 直接禁用主键 SQL> alter table my_objects disable primary key;Table altered.
SQL> select * from 2 (select t.*,row_number() over (order by t.OBJECT_ID) as num 3 from my_objects t) 4 where num between 59991 and 60000;
10 rows selected.
Execution Plan ---------------------------------------------------------- Plan hash value: 2855691782
----------------------------------------------------------------------------------------------- | Id | Operation | Name | Rows | Bytes |TempSpc| Cost (%CPU)| Time | ----------------------------------------------------------------------------------------------- | 0 | SELECT STATEMENT | | 70000 | 3691K| | 812 (1)| 00:00:10 | |* 1 | VIEW | | 70000 | 3691K| | 812 (1)| 00:00:10 | |* 2 | WINDOW SORT PUSHED RANK| | 70000 | 2597K| 3304K| 812 (1)| 00:00:10 | | 3 | TABLE ACCESS FULL | MY_OBJECTS | 70000 | 2597K| | 120 (1)| 00:00:02 | -----------------------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id): ---------------------------------------------------
1 - filter("NUM">=59991 AND "NUM"<=60000) 2 - filter(ROW_NUMBER() OVER ( ORDER BY "T"."OBJECT_ID")<=60000)
Statistics ---------------------------------------------------------- 190 recursive calls 0 db block gets 450 consistent gets 0 physical reads 0 redo size 1030 bytes sent via SQL*Net to client 419 bytes received via SQL*Net from client 2 SQL*Net roundtrips to/from client 6 sorts (memory) 0 sorts (disk) 10 rows processed
可以看到这种全表扫描的情形发生WINDOW SORT PUSHED RANK方法，也就是说这会cpu资源又花在了对object_id的排序上了，尽管在本例中object_id已经有序了，性能上同样不及rownum方式。
所以在写程序的过程中，对于Oracle的分页操作我还是倾向于使用如下的rownum的方式来完成，通常的写法如下：
-- 返回第20页数据，每页10行 SQL> define pagenum=20 SQL> define pagerecord=10 SQL> select t.* from (select d.*,rownum num from my_objects d 2 where rownum<=&pagerecord*&pagenum) t 3 where t.num>=(&pagenum-1)*&pagerecord +1;old 2: where rownum<=&pagerecord*&pagenum) t new 2: where rownum<=10*20) t old 3: where t.num>=(&pagenum-1)*&pagerecord +1 new 3: where t.num>=(20-1)*10 +1
OBJECT_ID OBJECT_NAME OBJECT_TYPE NUM ---------- ------------------------------ ------------------- ---------- 191 SQLOBJ$DATA_PKEY INDEX 191 192 SQLOBJ$AUXDATA TABLE 192 193 I_SQLOBJ$AUXDATA_PKEY INDEX 193 194 I_SQLOBJ$AUXDATA_TASK INDEX 194 195 OBJECT_USAGE TABLE 195 196 I_STATS_OBJ# INDEX 196 197 PROCEDURE$ TABLE 197 198 PROCEDUREINFO$ TABLE 198 199 ARGUMENT$ TABLE 199 200 SOURCE$ TABLE 200
10 rows selected.
备注：
在写程序的时候为了便于理解，也会有人在rownum方法中使用between来限定数据行，写法如下：
select t.* from (select rownum num, d.* from my_objects d) t where t.num between 59991 and 60000;
在他们看来，这样写返回的数据行和第一种rownum方法是一致的，Oracle会推进谓词between部分到子查询内部，同样也不影响性能，而这种想法是完全错误的，我们来看一下它的具体执行计划：
SQL> select t.* from (select rownum num, d.* from my_objects d) t where t.num between 59991 and 60000;10 rows selected.
Execution Plan ---------------------------------------------------------- Plan hash value: 1665864874
---------------------------------------------------------------------------------- | Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time | ---------------------------------------------------------------------------------- | 0 | SELECT STATEMENT | | 70000 | 3691K| 120 (1)| 00:00:02 | |* 1 | VIEW | | 70000 | 3691K| 120 (1)| 00:00:02 | | 2 | COUNT | | | | | | | 3 | TABLE ACCESS FULL| MY_OBJECTS | 70000 | 2597K| 120 (1)| 00:00:02 | ----------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id): ---------------------------------------------------
1 - filter("T"."NUM"<=60000 AND "T"."NUM">=59991)
Statistics ---------------------------------------------------------- 0 recursive calls 0 db block gets 423 consistent gets 0 physical reads 0 redo size 1030 bytes sent via SQL*Net to client 419 bytes received via SQL*Net from client 2 SQL*Net roundtrips to/from client 0 sorts (memory) 0 sorts (disk) 10 rows processed
可以非常醒目的看到这个查询先发生了70000行的全表扫描，并非预想的60000行，原因还是rownum，在子查询中使用rownum直接禁用了查询转换阶段的谓语前推功能，所以上面的查询只能先获得所有的数据再应用between来过滤了。可以参考我的这篇【CBO-查询转换探究】。
说了这么多，其实也就是Oracle的分页的三条SQL语句，对于数据量非常大的分页问题，单纯这样做是不会获得高效的，因此还需要借助于一些其他技术，比如反范式化设计，预先计算或者在应用层建立适当的缓存机制。
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