I/O上的等待事件 —— db file scattered read

oracle在执行全表扫描（Full Table Scan,FTS）或全索引扫描（Index Full San）时，为保障性能，尽量一次读取多个块，这称为Multi Block I/O。每次执行Multi Block I/O，都会等待物理I/O结束，此时等待db file scattered read事件。

SQL> select event#,name,parameter1,parameter2,parameter3 from v$event_name where name = 'db file scattered read';

EVENT# NAME                           PARAMETER1      PARAMETER2      PARAMETER3
---------- ------------------------------ --------------- --------------- ---------------
144 db file scattered read         file#           block#          blocks

这个等待事件包含三个参数：

file# ：要读取的数据块所在数据文件的文件号。

block#：读取的起始数据块号。

blocks：需要读取的数据块数目。

这样就可以找到那个对象：

select event,p1,p2,p3,row_wait_obj# from gv$session where event = 'db file scattered read';
select object_name,object_type from dba_objects where object_id=row_wait_obj#;

Oracle按照db_file_multiblock_read_count（以下简称MBRC）参数值进行Multi Block I/O。这个值每个OS都有最大的界定，可以通过如下方法确认最大值。

SQL> show parameter db_file_multiblock_read_count

NAME                                 TYPE        VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
db_file_multiblock_read_count        integer     128
SQL> alter system set db_file_multiblock_read_count=100000;    --试图变更为超大值

系统已更改。

SQL> show parameter db_file_multiblock_read_count;

NAME                                 TYPE        VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
db_file_multiblock_read_count        integer     4096          --确认4096是一次可以读取的最多块数

oracle在执行FTS时也进行Single Block I/O。这时即便是FTS也会发生db file sequential read等待。FTS上使用Single Block I/O或读取比MBRC值小的块数的情况如下：

（1）达到区的界线时：如一个区有9个块，一次Multi Block I/O读取8个块，则一次以Multi Block I/O读取之后的剩余一个块通过Single Block I/O读取，如果剩下的块有两个，就会执行Multi Block I/O，而且只读取两个块。

（2）扫描过程中读取被缓存的块时：如读取8个块时，其中第三个块被缓存，oracle将前两个块通过Multi Block I/O读取，对于第三个块执行一次Logical I/O，剩下的5个块通过Multi Block I/O读取。这种情况经常发生时，因引发多次的I/O，可能成为FTS速度下降的原因。

（3）存在行链接时：在执行FTS的过程中，如果发现了行链接，oracle为了读取剩下的行引起的附加I/O，此时执行Single Block I/O。

对于行链接和行迁移的不同点需要准确的理解：

行链接是在行的大小比块的大小大的时候发生。因此使用更大的块或减少PCTFREE值之外，再没有可以消除行链接的方法。行迁移起初记录到一个块里，但随着行的大小不断增大，块内没有空间时发生迁移。这时实际上移动到另外的块，在原来的行里插入了指明转移后块和行位置的ROWID。行迁移特别是在通过索引扫描表时会给性能带来严重影响，这是因为读取一个行时需要读取两个或两个以上的块。行迁移对FTS带了的影响需要稍微留意。FTS是对HWM以下的所有块从头开始顺序读取的工作。在执行FTS过程中，oracle如果遇到行迁移，则不会引发更多的Single
Block I/O，而是继续工作。这是因为知道反正要在扫描过程中需要重新读取。因此如果HWM的位置相同，则不管行迁移存在与否，FTS自身性能几乎不变。当然如果发生了迁移，就会追加分配区，如果HWM移动得更远，就会给FTS的性能造成影响。消除行迁移时要留心以上部分。

在DBA_TABLES.CHAIN_CNT列上记录发生链接或迁移的行数。

SQL> select TABLE_NAME,CHAIN_CNT from user_tables;

TABLE_NAME CHAIN_CNT

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

T_COL_ROW 0

T_ROW_COL 0

TEST 0

已选择3行。

行链接是在行的大小比块的大小大的时候发生。所以除修改表的定义的或降低PCTFREE值重新创建表，或者使用更大的块之外别无他法。对行链接利用exp/imp重组表没有任何意义。但是将PCTFREE值设定得过小，可能会引起其他的性能问题，因此需要对此进行考虑。虽说发生了行链接，但不一定发生附加的I/O。select ... 里的所有列如果都在第一个访问的块里面，一次执行I/O就可以得到所需结果，所以应该养成在select语句里不取没有必要列的习惯。

行迁移与行链接不同，最初是正常插入到一个块内，但之后因块里的剩余空间用尽时，执行update导致超过剩余空间的情况下发生。这时整个行将搬到新的块，最初的位置则记录当前移动的ROWID位置。欲解决这个问题，在创建表初始应合理设置PCTFREE值。赋予足够PCTFREE值，因update发生迁移的概率就会降低，幸亏行迁移可以通过重建表来消除。消除行迁移的方法如下：

先导出（exp）后导入（imp）

执行alter table xxx move ...

通过以上操作虽然消除了迁移，但没有根本上解决问题。如果应用程序的处理模式相同，则随着时间的推移相同的问题会重现。所以与其重建表这样“治标”，不如通过对PCTFREE调整、完善应用程序等根本性的解决方法“治本”。

db file scattered read事件与db file sequential read事件相同，是oracle中最经常发生的等待事件。因为从数据文件读取块时只能执行Multi Block I/O或Single Block I/O。

1、应用程序层

需要筛选出主要发生db file scattered read等待的sql语句。如果不必要的执行FTS或Index Full San，修改sql语句或创建更合理的索引就可以解决。大量读取数据时多数情况下FTS性能更好。不是盲目的创建索引，而是要考虑相应的sql语句后，判断FTS有利，还是Index Full San有利。

2、oracle内存层

如果高速缓存区过小，就会反复需要物理I/O，相应的db file scattered read等待也会增加。这时free buffer waits等待事件一同出现的几率较高。FTS引起的db file scattered read等待的严重性不仅在于需要I/O，而且在于降低高速缓存区的效率，进而影响会话工作。从这种角度出发，处理FTS的有效方法之一就是使用多重缓冲池。读取一次后不再使用的数据，有必要保存到高速缓存区从而导致影响其他用户的工作吗？多重缓冲池虽然是有效管理高速缓存区的强有力的方法，但是遗憾的是没有被广泛使用。多重缓冲池从三个方面改善高速缓存区的性能。第一，将经常访问的对象保存与内存，进而将物理I/O最小化。第二，临时性数据所占用的内存被快速的重新使用，进而将内存的浪费最小化。第三，因为每个缓冲池各使用不同的cache
buffers lru chain锁存器，所以有减少锁存器争用的效果。指定DEFAULT将适用默认的缓冲池。这个选项适用于没有分配给KEEP缓冲池和RECYCLE缓冲池的其它数据库对象。通常将经常访问的对象放入KEEP缓冲池中，指定KEEP将把数据块放入KEEP缓冲池中。维护一个适当尺寸的KEEP缓冲池可以使Oracle在内存中保留数据库对象而避免I/O操作。通常将偶尔访问的大表放入RECYCLE缓冲池中，指定RECYCLE将把数据块放入RECYCLE缓冲池中。一个适当尺寸的RECYCLE缓冲池可以减少默认缓冲池为RECYCLE缓冲池的数据库对象的数量，以避免它们占用不必要的缓冲空间。

有效使用FTS的另一种方法是将db_file_multiblock_read_count参数值提高。这个参数决定执行Multi Block I/O时一次读取的块数。因此这个值高，FTS速度相应也会提升，而且db file scattered read等待也会相应减少。将这个值在全系统级上设定得高，并不太妥当。最好是利用alter session set ...命令，只在执行sql语句期间提升这个值。因为这个值如果升高，有关FTS的费用会算的较低，可能会导致sql执行计划的变更。

较大的块也是提高FTS性能的方法。较大的块在如下两个方面改善FTS的性能。第一，增加一个块所包含的行数，这样相同大小的表时使用更少的块数，相应的Multi Block I/O次数也会减少。第二，块的大小较大，则发生行链接或行迁移的概率会降低，附加的I/O也随之降低。大部分OLTP系统上一般只是用标准块大小（8K）。但是经常扫描大量数据的OLAP上使用更大的块能改善性能。

3、oracle段层

需要检查，通过合理执行partition能否减少FTS范围。例如为获得100万个数据中10万个数据而执行FTS时，将10万个数据相应的范围利用partition分开，则可以将FTS的范围缩小至1/10。

4、OS/裸设备层

如果利用sql的优化或高速缓存区的优化也不能解决问题，就应该怀疑I/O系统本身的性能。将db file scattered read事件的等待次数和等待时间比较后，如果平均等待时间长，缓慢的I/O系统成为原因的可能性高。之前也讨论过，I/O系统上的性能问题在多钟情况下均会发生，因此需要充分调查各种因素。

利用v$filestat视图，可分别获得各数据文件关于Multi Block I/O和Single Block I/O的活动信息。

select f.file#,
f.name,
s.phyrds,
s.phyblkrd,
s.readtim, --所有的读取工作信息
s.singleblkrds,
s.singleblkrdtim, --Single Block I/O
(s.phyblkrd - s.singleblkrds) as multiblkrd, --Multi Block I/O次数
(s.readtim - s.singleblkrdtim) as multiblkrdtim, --Multi Block I/O时间
round(s.singleblkrdtim /
decode(s.singleblkrds, 0, 1, s.singleblkrds),
3) as singleblk_avgtim, --Single Block I/O 平均等待时间（cs）
round((s.readtim - s.singleblkrdtim) /
nullif((s.phyblkrd - s.singleblkrds), 0),
3) as multiblk_avgtim --Multi Block I/O 平均等待时间（cs）
from v$filestat s, v$datafile f
where s.file# = f.file#;

如果特点文件上平均执行时间表现的过高，则应该通过提高该文件所在的I/O系统的性能，以此改善性能。没有关于Multi Block I/O的最合理的平均等待时间值，但一般应该维持10微妙左右的平均等待时间。