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    Oracle并行操作之并行查詢實例解析
    來源:易賢網 閱讀:1207 次 日期:2014-07-14 18:57:19
    溫馨提示:易賢網小編為您整理了“Oracle并行操作之并行查詢實例解析”,方便廣大網友查閱!

    這篇文章主要介紹了Oracle并行操作的并行查詢技術,需要的朋友可以參考下。

    Oracle數據庫的并行操作特性,其本質上就是強行榨取除數據庫服務器空閑資源(主要是CPU資源),對一些高負荷大數據量數據進行分治處理。并行操作是一種非確定性的優(yōu)化策略,在選擇的時候需要小心對待。目前,使用并行操作特性的主要有下面幾個方面:

    Parallel Query:并行查詢,使用多個操作系統(tǒng)級別的Server Process來同時完成一個SQL查詢;

    Parallel DML:并行DML操作。類似于Parallel Query。當要對大數據量表進行DML操作,如insert、update和delete的時候,可以考慮使用;

    Parallel DDL:并行DDL操作。如進行大容量數據表構建、索引rebuild等操作;

    Parallel Recovery,并行恢復。當數據庫實例崩潰重新啟動,或者進行存儲介質恢復的時候,可以啟動并行恢復技術。從而達到減少恢復時間的目的;

    Procedural Parallel,過程代碼并行化。對我們編寫的代碼片段、存儲過程或者函數,可以實現執(zhí)行的并行化,從而加快執(zhí)行效率;

    1、并行查詢Parallel Query

    Oracle數據庫的并行查詢是比較基礎的技術,也是OLAP和Oracle Data Warehouse經常使用的一種并行技術。同本系列前面一直強調的要素相同,在確定使用并行技術之前,要確定軟硬件的一些先決條件:

    任務task必要條件。備選進行并行操作的任務task必須是一個大任務作業(yè),比如,長時間的查詢。任務時間通??梢砸苑昼?、小時進行計數。只有這樣的任務和需要,才值得讓我們冒險使用并行操作方案;

    資源閑置條件。只有在數據庫服務器資源存在閑置的時候,才可以考慮進行并行處理。如果經常性的繁忙,貿然使用并行只能加劇資源的爭用。

    并行操作最大的風險在于并行爭用引起的效率不升反降。所以,要在確定兩個前提之后,再進行并行規(guī)劃處理。

    2、環(huán)境準備

    首先,準備實驗環(huán)境。由于筆者使用的一般家用PC虛擬機,所以并行度和存儲量不能反映真實條件需求,見諒。

    SQL> select * from v$version where rownum<2;

    BANNER

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

    Oracle Database 11g Enterprise Edition Release 11.2.0.1.0 - Production

    SQL> select count(*) from t;

     COUNT(*)

    ----------

    1160704

    選擇11gR2服務器環(huán)境,數據表T總數據量超過一百萬。

    首先,我們觀察一下不使用并行的執(zhí)行情況。

    //提取出使用游標信息;

    SQL> select sql_text, sql_id, version_count from v$sqlarea where sql_text like 'select count(*) from t%';

    SQL_TEXT            SQL_ID    VERSION_COUNT

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

    select count(*) from t     2jkn7rpsbj64t       2

    SQL> select * from table(dbms_xplan.display_cursor('2jkn7rpsbj64t',format => 'advanced', cursor_child_no => 0));

    PLAN_TABLE_OUTPUT

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

    SQL_ID 2jkn7rpsbj64t, child number 0

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

    select count(*) from t

    Plan hash value: 2966233522

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

    | Id | Operation     | Name | Rows | Cost (%CPU)| Time   |

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

    |  0 | SELECT STATEMENT  |   |    | 4464 (100)|     |

    |  1 | SORT AGGREGATE  |   |   1 |      |     |

    |  2 |  TABLE ACCESS FULL| T  | 1160K| 4464  (1)| 00:00:54 |

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

    該執(zhí)行計劃中沒有使用并行特性,進行全表掃描。執(zhí)行時間為54s。

    3、并行查詢計劃

    首先,我們設置相應的并行度。設置并行度有兩種方式,一種是使用hint加在特定的SQL語句上。另一種是對大對象設置并行度屬性。

    前者的優(yōu)點是帶有一定的強制性和針對性。就是指定特定的SQL語句進行并行處理。這樣的優(yōu)點是易于控制并行度,缺點是帶有很強的強制力,當數據量偏小的時候,使用并行優(yōu)勢不大。而且如果是顯示指定并行度,又會帶來移植伸縮性差的缺點。

    后者通過對象的屬性指定并行度。就將并行作為一種執(zhí)行手段,提供給優(yōu)化器進行選擇。這樣,CBO會根據系統(tǒng)中資源的情況和數據的實際,進行執(zhí)行計劃生成。計劃中可能是并行,也可能不是并行。這樣的優(yōu)點是將并行與否交予優(yōu)化器CBO去判斷,缺點是并行的濫用風險。

    此處,筆者設置自動確定并行度的方式。

    SQL> alter table t parallel;

    Table altered

    SQL> select count(*) from t;

     COUNT(*)

    ----------

    1160704

    當啟動查詢時,Oracle中的并行伺候進程池會根據系統(tǒng)中的負荷和實際因素,確定分配出的并行進程數量。此時,我們可以通過視圖v$px_process來查看進程池中的連接信息。

    SQL> select * from v$px_process;

    SERVER_NAME STATUS      PID SPID       SID  SERIAL#

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

    P000    AVAILABLE     25 5776               

    P001    AVAILABLE     26 5778

    注意,并行伺候進程是一種特殊的Server Process,本質上是一種可共享的slave進程。專用連接模式下,一般的Server Process與Client Process是“同生共死”的關系,終身服務于一個Client Process。而伺候slave進程是通過進程池進行管理的,一旦啟動初始化,就會在一定時間內駐留在系統(tǒng)中,等待下次并行處理到來。

    此時,我們檢查v$process視圖,也可以找到對應的信息。

    SQL> select * from v$process;

    PID SPID     PNAME USERNAME      SERIAL# PROGRAM   

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

    25 5776      P000 oracle         13 oracle@oracle11g (P000)  

    26 5778      P001 oracle          6 oracle@oracle11g (P001)  

    (篇幅由于原因,予以省略……)

    32 rows selected

    對應的OS中,也存在相應的真實進程伺候。

    [oracle@oracle11g ~]$ ps -ef | grep oracle

    (篇幅由于原因,予以省略……)

    oracle  5700   1 0 17:29 ?    00:00:02 oraclewilson (LOCAL=NO)

    oracle  5723   1 0 17:33 ?    00:00:00 ora_smco_wilson

    oracle  5764   1 2 17:40 ?    00:00:05 oraclewilson (LOCAL=NO)

    oracle  5774   1 0 17:42 ?    00:00:00 oraclewilson (LOCAL=NO)

    oracle  5776   1 0 17:43 ?    00:00:00 ora_p000_wilson

    oracle  5778   1 0 17:43 ?    00:00:00 ora_p001_wilson

    oracle  5820   1 1 17:44 ?    00:00:00 ora_w000_wilson

    由于此時查詢已經結束,對應的并行會話信息,已經消失不可見。

    SQL> select * from v$px_session;

    SADDR      SID  SERIAL#   QCSID QCSERIAL#

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

    但是,如果任務的時間長,是可以捕獲到對應信息的。

    從上面的情況看,我們執(zhí)行一個并行操作時,Oracle會從伺候進程池中獲取到對應的并行進程,來進行操作。當操作完成后,伺候進程還會等待一定時間,之后回收。

    并行操作進程的資源消耗,通過v$px_sysstat視圖查看。

    SQL> col statistic for a30;

    SQL> select * from v$px_process_sysstat;

    STATISTIC              VALUE

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

    Servers In Use             0

    Servers Available            0

    Servers Started             2

    Servers Shutdown            2

    Servers Highwater            2

    Servers Cleaned Up           0

    Server Sessions             6

    Memory Chunks Allocated         4

    Memory Chunks Freed           0

    Memory Chunks Current          4

    Memory Chunks HWM            4

    Buffers Allocated           30

    Buffers Freed             30

    Buffers Current             0

    Buffers HWM               8

    15 rows selected

    下面,我們檢查一下執(zhí)行計劃信息。

    SQL> set pagesize 10000;

    SQL> select * from table(dbms_xplan.display_cursor('2jkn7rpsbj64t',format => 'advanced',cursor_child

    _no => 1));

    PLAN_TABLE_OUTPUT

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

    SQL_ID 2jkn7rpsbj64t, child number 1

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

    select count(*) from t

    Plan hash value: 3126468333

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

    | Id | Operation       | Name   | Rows | Cost (%CPU)| Time   |  TQ |IN-OUT| PQ Distrib

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

    |  0 | SELECT STATEMENT    |     |    | 2478 (100)|     |    |   |     

    |  1 | SORT AGGREGATE    |     |   1 |      |     |    |   |     

    |  2 |  PX COORDINATOR    |     |    |      |     |    |   |     

    |  3 |  PX SEND QC (RANDOM) | :TQ10000 |   1 |      |     | Q1,00 | P->S | QC (RAND)

    |  4 |   SORT AGGREGATE   |     |   1 |      |     | Q1,00 | PCWP |     

    |  5 |   PX BLOCK ITERATOR |     | 1160K| 2478  (1)| 00:00:30 | Q1,00 | PCWC |     

    |* 6 |    TABLE ACCESS FULL| T    | 1160K| 2478  (1)| 00:00:30 | Q1,00 | PCWP |     

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

    Predicate Information (identified by operation id):

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

    6 - access(:Z>=:Z AND :Z<=:Z)

    從執(zhí)行計劃的條件(6 - access(:Z>=:Z AND :Z<=:Z))中,我們可以看到任務分配,之后分別進行全表掃描。最后排序計算count,合并結果的過程。

    4、結論

    Oracle Parallel Query是經常使用到的一種并行操作技術。相對于DDL、DML等類型操作,并行查詢更可以作為系統(tǒng)功能的一個步驟來進行。

    進行并行查詢最大的風險就是并行濫用和失控的出現。這也是Oracle一直致力解決的問題。在Oracle11gR2中,引入了Parallel Statement Queuing(PSQ)技術特性。通常,只要并行伺候池允許,Oracle會引入盡可能多的并行進程進行操作。PSQ技術的出現,就是從資源角度加入了并行控制。

    當系統(tǒng)繁忙的時候,PSQ會將一些要進行的并行操作進入等待狀態(tài),防止并行環(huán)境的惡化。當環(huán)境好轉之后,等待隊列中的并行語句就進入執(zhí)行狀態(tài)。這個特性就可以有效的防止并行濫用的出現。

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