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评估和提升oracle数据库性能的主要工具

来源：动视网责编：小采时间：2020-11-09 07:27:20

评估和提升oracle数据库性能的主要工具

评估和提升oracle数据库性能的主要工具:SQL是一种非过程化的语言，我们定义的sql语句仅仅告诉数据库我们需要什么样的数据，并没有告诉数据库如何获取这些数据。而执行计划正式数据库获取这些数据的方式和步骤。在日常开发中，为了优化数据库的需要，我们常常需要获取sql语句的执行计划，通过它判断

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1.1.2 explain plan语法

EXPLAIN PLAN

[SET STATEMENT_ID = 'statement_id']

[INTO table_name]

FOR sql_statement

说明：

1、方括号[]中的语句是可选的。

2、相关选项说明

选项	说明
statement_id	标识存入表plan_table的sql语句的执行计划，不同sql语句的执行计划可以共用相同的statement_id标识，但是为了进行区分，尽量唯一，可以通过statement_id作为条件查询plan_table表中的执行计划。
table_name	执行计划表的名称，如果没有指定，默认表名plan_table，如果指定的表不是plan_table表，而是自定义的，必须要确保该表和标准的计划表结果相同。
sql_statement	sql语句，该sql语句可以包含绑定变量。

1.1.3 执行计划查询和展现

下面介绍两种查询执行计划的方法：使用dbms_xplan包、自定义层次查询语句，这两种方法都是从计划表查询数据，通过使用dbms_xplan包查询执行计划，默认计划表名为plan_table, 而且查询出来的参数数据也是固定的；但是通过自定义的层次查询语句不但可以自由指定计划表，还可以根据情况选择查询参数。

使用DBMS_XPLAN包查看执行计划

语句如下：

SELECT * FROM TABLE(dbms_xplan.display());

如：

SQL> explain plan 
 2 for select * from t_student where gid = 1;
Explained

SQL> SELECT * FROM TABLE(dbms_xplan.display());
PLAN_TABLE_OUTPUT
--------------------------------------------------------------------------------
Plan hash value: 1947974170
--------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)
--------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 595 | 0 (0)
| 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| T_STUDENT | 1 | 595 | 0 (0)
|* 2 | INDEX UNIQUE SCAN | SYS_C0010947 | 1 | | 0 (0)
--------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
 2 - access("GID"=1)
14 rows selected

这种查看执行计划的方法比较简便，但是也有局限性，它查询参数数据有限，只能从名为plan_table的计划表查询数据，而是展现参数也是固定的(仅限Operation、Name、Rows、Bytes和Cost的参数数据)，不过这些数据一般足够了。如果想获得更多的参数数据，可以使用自定义的层次查询语句。

自定义层次查询语句执行计划

查询语句如下：

SELECT RTRIM(LPAD(' ', 2*LEVEL)||
 RTRIM(operation)||' '||
 RTRIM(options)||' '||
 object_name) query_plan, cost, cardinality, time
 FROM plan_table
 CONNECT BY PRIOR id = parent_id
 START WITH ID = 0;

这种方法使用者可以根据自己的需要查看计划表中字段，上面语句只写了query_plan、cost、cardinality和time，其他字段请参考《Oracle 10g版本计划表PLAN_TABLE列的说明》。

如：

SQL> explain plan
 2 for select * from t_student where gid = 1;
Explained

SQL> SELECT RTRIM(LPAD(' ', 2*LEVEL)||
 2 RTRIM(operation)||' '||
 3 RTRIM(options)||' '||
 4 object_name) query_plan, cost, cardinality, time
 5 FROM plan_table
 6 CONNECT BY PRIOR id = parent_id
 7 START WITH ID = 0;
QUERY_PLAN COST CARDINALITY TIME
-------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------- --------------------------------------- ---------------------------------------
 SELECT STATEMENT 0 1 1
 TABLE ACCESS BY INDEX ROWID T_STUDENT 0 1 1
 INDEX UNIQUE SCAN SYS_C0010947 0 1 1

1.2、查询动态性能视图

上面1.1章节介绍查询的执行计划，都是预估的执行计划。而动态性能视图中缓存的SQL执行信息，则是真实的执行计划。

下面介绍一下几个动态视图：

V$SQL:缓存着已执行的SQL语句的时间消耗、CPU或IO需求等信息。
V$SQL_PLAN:缓存SQL语句的执行计划信息。
V$SQL_PLAN_STATICS:记录着执行计划每个步骤执行次数、IO次数以及处理记录数。

通过动态性能视图查询较高SQL的执行计划的思路是：

1.通过挖掘V$SQL中具有较高时间消耗、CPU或IO需求的SQL语句。这一步通过自定义SQL完成。比如消耗时间最多的前10条语句，

查询语句如下：

SELECT sql_id, child_number, sql_text, elapsed_time
 FROM ( SELECT sql_id, child_number, sql_text, elapsed_time, cpu_time, disk_reads,
 RANK () OVER (ORDER BY elapsed_time DESC) AS elapsed_rank
 FROM v$sql)
 WHERE elapsed_rank <= 10;

2.通过使用V$SQL_PLAN和V$SQL_PLAN_STATICS找到不尽如人意的SQL语句的执行计划。这一步不需要我们写SQL,DBMS_XPLAN已经为提供可查询方法DBMS_XPLAN.display_cursor().具体使用请参考《DBMS_XPLAN包中函数的使用》。

例子：

SQL> SELECT sql_id, child_number, sql_text, elapsed_time
 2 FROM ( SELECT sql_id, child_number, sql_text, elapsed_time, cpu_time, disk_reads,
 3 RANK () OVER (ORDER BY elapsed_time DESC) AS elapsed_rank
 4 FROM v$sql)
 5 WHERE elapsed_rank <= 10;
SQL_ID CHILD_NUMBER SQL_TEXT ELAPSED_TIME
------------- ------------ -------------------------------------------------------------------------------- ------------
6gvch1xu9ca3g 0 DECLARE job BINARY_INTEGER := :job; next_date DATE := :mydate; broken BOOLEAN : 40748737
b6usrg82hwsa3 0 call dbms_stats.gather_database_stats_job_proc ( ) 285079
cvn54b7yz0s8u 0 select /*+ index(idl_ub1$ i_idl_ub11) +*/ piece#,length,piece from idl_ub1$ wher 13061969
5jvf84zg4c49n 0 select s.synonym_name as object_name, o.object_type from sys.all_synonyms s, 10839744
02577v815yp77 0 BEGIN :success := dbms_ha_alerts_prvt.post_instance_up; END; 8716832
3am9cfkvx7gq1 0 CALL MGMT_ADMIN_DATA.EVALUATE_MGMT_METRICS(:target_guid,:metric_guid,:metric_val 7427452
4jrfrtx4u6zcx 0 SELECT TASK_TGT.TARGET_GUID TARGET_GUID, LEAD(TASK_TGT.TARGET_GUID,1) OVER (ORDE 6817926
3ktacv9r56b51 0 select owner#,name,namespace,remoteowner,linkname,p_timestamp,p_obj#, nvl(proper 6396579
c0j6cx9kzjf7g 0 SELECT EXTRACTVALUE(VALUE(T), '/select_list_item/pos') + 1 POS, EXTRACTVALUE(VAL 6221768
f6cz4n8y72xdc 0 SELECT space_usage_kbytes FROM v$sysaux_occupants WHERE occupant_name = 'SQL_ 5162914
10 rows selected

SQL> SELECT * FROM TABLE(DBMS_XPLAN.display_cursor('at5b8k7swu5w4', '0', 'TYPICAL'));
PLAN_TABLE_OUTPUT
--------------------------------------------------------------------------------
SQL_ID at5b8k7swu5w4, child number 0
-------------------------------------
select * from t_student where gid = 2
Plan hash value: 1947974170
--------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)
--------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | | | 1 (100)
| 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| T_STUDENT | 1 | 595 | 0 (0)
|* 2 | INDEX UNIQUE SCAN | SYS_C0010947 | 1 | | 0 (0)
--------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
 2 - access("GID"=2)
19 rows selected

1.3、启用执行计划跟踪功能

工具EXPLAIN PLAN和DBMS_XPLAN可以获取预估执行计划和缓存中的执行信息，他们是主要的SQL调优工具，但是他们只是获取单个SQL的执行信息。如果想获取特定事务或是应用优化一批SQL语句，跟踪（Tracing）是个有效的方法。跟踪可以提供EXPLAIN PLAN与DBMS_XPLAIN能提供的所有信息，并且更加准确详尽，因为它是执行SQL时的真实的执行计划。

 SQL跟踪包括两个基本组成部分：
 1. SQL跟踪：在当前会话或其他会话中启动跟踪。
 2. tkprof工具：格式化跟踪文件，因为生成的跟踪文件对使用者不容易读取，使用该工具可以转换为使用者跟容易读取的格式。具体请参加《tkprof命令格式化分析跟踪文件》

 启动跟踪的方式有：
 1. 启动当前会话的跟踪
 2.启动其他会话的跟踪
 3.使用登陆触发器启动跟踪

下面分别详细介绍3种跟踪启动的方式。

1.3.1 启动当前会话的跟踪

1.3.1.1启动当前会话跟踪的两种方法

启动当前会话的跟踪的两种方法：

 1.设置参数SQL_TRACE 为true，语句如下：
 ALTER SESSION SET SQL_TRACE = TRUE;

该语句创建基本的跟踪，跟踪信息包括SQL语句的执行统计信息与执行计划，但不会包含绑定变量的

值，也不包含等待各种事件花费的时间。如果要获取这些信息，请使用第2种启动方式。

 2.调用DBMS_SESSION方法，语法如下：
 DBMS_SESSION.session_trace_enable (
 waits IN BOOLEAN DEFAULT TRUE,
 binds IN BOOLEAN DEFAULT FALSE );

下面介绍下函数参数的含义：

参数	说明
waits	如果为TRUE，将收集等待信息；如果为FALSE，则不收集。
binds	如果为TRUE，将收集绑定变量信息；如果为FALSE，则不收集。

调用例子，在Command Window中输入如下命令：

begin
 dbms_session.session_trace_enable(true, 
 true);
end;
/

执行完后，执行如下语句查询是否执行成功：

SQL> SELECT t.sql_trace, t.sql_trace_waits, t.sql_trace_binds FROM v$session t WHERE t.sid = USERENV('SID');
SQL_TRACE SQL_TRACE_WAITS SQL_TRACE_BINDS
--------- --------------- ---------------
ENABLED TRUE TRUE

收集的结果如下（tkprof工具格式化后）：

SQL ID: 518m7y4zt6xkp
Plan Hash: 1947974170
select * 
from
 t_student where gid = 1
call count cpu elapsed disk query current rows
------- ------ -------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
Parse 1 0.01 0.01 0 0 0 0
Execute 1 0.00 0.00 0 0 0 0
Fetch 1 0.00 0.01 2 2 0 1
------- ------ -------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
total 3 0.01 0.02 2 2 0 1
Misses in library cache during parse: 1
Optimizer mode: ALL_ROWS
Parsing user id: 79 
Rows Row Source Operation
------- ---------------------------------------------------
 1 TABLE ACCESS BY INDEX ROWID T_STUDENT (cr=2 pr=2 pw=0 time=0 us cost=1 size=19 card=1)
 1 INDEX UNIQUE SCAN SYS_C0010947 (cr=1 pr=1 pw=0 time=0 us cost=0 size=0 card=1)(object id 73110)
Elapsed times include waiting on following events:
 Event waited on Times Max. Wait Total Waited
 ---------------------------------------- Waited ---------- ------------
 SQL*Net message to client 2 0.00 0.00
 SQL*Net message from client 2 0.04 0.04
 Disk file operations I/O 1 0.00 0.00
 db file sequential read 2 0.01 0.01

其中第20到26行就是时间等待信息，如果使用第1种方法启动跟踪信息，将没有这部分的内容。

1.3.1.2 定位跟踪文件

启动会话跟踪之后，如何才能找到当前会话的跟踪文件呢？有两种方法

1.3.1.2.1 通过查询语句

下面语句用来查询当前会话跟踪文件：

select p.TRACEFILE from v$session s, v$process p
where s.PADDR = p.ADDR
and s.SID = USERENV('SID');

说明：USERENV('SID')得到的是当前会话的SID。

如下：

SQL> select p.TRACEFILE from v$session s, v$process p
 2 where s.PADDR = p.ADDR
 3 and s.SID = USERENV('SID');
TRACEFILE
--------------------------------------------------------------------------------
d:\oracle\diag\rdbms\david\orcl\trace\orcl_ora_7220.trc

1.3.1.2.2 标识跟踪文件

为会话指定一个跟踪文件的标识符，通过设置tracefile_identifier参数实现：
ALTER SESSION SET tracefile_identifier = 标识符
如果我们设定tracefile_identifier为LGL，即执行：

SQL> alter session set tracefile_identifier=LGL;

那么跟踪文件目录中将生成一个类似orcl_ora_3668_LGL.trc格式的跟踪文件。
跟踪文件的目录保存在user_dump_dest参数：

SQL> show parameter user_dump_dest;
NAME TYPE VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
user_dump_dest string d:\oracle\diag\rdbms\david\orcl\trace

1.3.2 启动其他会话的跟踪

通过DBMS_MONITOR包中的session_trace_enable()方法启动别的会话的跟踪，语法如下：

 DBMS_MONITOR.session_trace_enable(
 session_id IN BINARY DEFAULT NULL,
 serial_num IN BINARY DEFAULT NULL,
 waits IN BOOLEAN DEFAULT TRUE,
 binds IN BOOLEAN DEFAULT FALSE
 )

下面介绍下函数参数的含义：

参数	说明
session_id	对应V$SESSION视图中的列SID的值。
serial_num	对应V$SESSION视图中的列SERIAL#的值。
waits	如果为TRUE，将收集等待信息；如果为FALSE，则不收集。
binds	如果为TRUE，将收集绑定变量信息；如果为FALSE，则不收集。

在使用该函数之前先通过查询V$SESSION查找要跟踪会话，比如查询实例名包含david的会话状态：

SQL> SELECT t.sid, t.serial#, t.sql_trace FROM v$session t WHERE LOWER(t.service_name) LIKE '%david%';
 SID SERIAL# SQL_TRACE
---------- ---------- ---------
 7 249 DISABLED
 8 41 ENABLED
 71 125 ENABLED

 通过上面查询结果可知SID为7的会话的没有启动会话跟踪，使用session_trace_enable()方法启动SID为7的
会话的跟踪，打开Command Window窗口，执行如下语句：

begin
 dbms_monitor.session_trace_enable(session_id =>7,
 serial_num =>249,
 waits =>true, 
 binds =>true);
end;
/

再次查询SID为7的会话跟踪情况，语句如下：

SQL> SELECT t.sid, t.serial#, t.sql_trace FROM v$session t WHERE t.sid = 7;
 SID SERIAL# SQL_TRACE
---------- ---------- ---------
 7 249 ENABLED

从查询结果可以看出，SID为7的会话已经启动了跟踪。

1.3.3 使用登陆触发器启动跟踪

建立一个触发器(执行到sys用户中)，用户登录数据库之后就启动会话的跟踪，触发器创建脚本如下：

CREATE OR REPLACE TRIGGER trace_login_trigger
 AFTER LOGON ON DATABASE
BEGIN
 --设置用户ADMIN的会话跟踪
 IF USER = 'ADMIN' THEN
 --设置跟踪文件标识
 EXECUTE IMMEDIATE 'alter session set tracefile_identifier=ADMINCC';
 
 --启动会话跟踪
 DBMS_SESSION.session_trace_enable( waits =>TRUE,
 binds =>FALSE
 ); 
 END IF;
END;
/