Oracle 统计量NO_INVALIDATE参数配置（上）

以下转自：http://blog.itpub.net/17203031/viewspace-1067312/ 作者：realkid4

Oracle统计量对于CBO执行是至关重要的。RBO是建立在数据结构的基础上的，DDL结构、约束会将SQL语句分为不同的成本结构等级。而CBO是在数据结构的基础上，加入数据表细粒度信息，将成本结构细化为成本cost值。相对于数据表的DDL结构，统计量反映了当下数据表数据分布情况，可变性更强。我们经常遇到这样的场景，数据导入操作之后，原有一个运行良好的作业突然效率低下。当我们手工收集一下统计量之后，作业效率提升。这种现象也就是反映了统计量和执行计划的关系。SGA中的shared pool是进行执行计划缓存的位置。Shared Cursor是SQL语句共享的主要对象。一句SQL语句，如果在Shared Pool中有缓存的执行计划。这个时候，有新的统计量收集动作，有新统计量收集到数据字典中，进而以为了新的执行计划需求。那么，Oracle是如何进行抉择呢？答案就是dbms_stats的no_invalidate参数。通过不同的参数配置，可以实现对Oracle失效共享游标行为的控制。 1、no_invalidate参数 No_invalidate参数从字面上比较纠结。No和in都是否定含义，“负负得正”。参数含义就是validate，也就是是否有效。它决定了新统计量生成之后，如何处理此时已经生成的执行计划，也就是在Shared Pool中的执行计划。统计量决定SQL执行计划，是CBO的一个特征。但是这个过程是针对新生成的执行计划，也就是新的Parse过程。对于已经生成的执行计划，Oracle是通过no_invalidate参数来处理shared cursor的失效过程。一个对象（数据表、索引）新统计量生成之后，最简单的方法是一次性将在Shared Pool中有依赖关系的shared cursor失效。下一次再进行SQL执行的时候，必然会用新的执行计划Parse解析过程。另一个极端是无视新统计量的差异，维持现有的Shared Cursor，不会去让其失效。从性能角度看，两个极端都是有其问题的。如果是一次性将其全部失效，会引起后续作业过程的“解析峰值”。因为，如果系统负载比较高，突然间缓存的执行计划全部被失效，Oracle作业必然要进行一些额外的成本进行执行计划重新生成。这个会体现在系统运行有一个峰值。如果不将共享游标失效，那么新的统计量不会很快体现在更好执行计划生成的过程。性能提升无从谈起。所以，是否将游标失效，是一个“左右为难”的问题。在Oracle中，no_invalidate参数包括三个取值。 SQL> select * from v$version;BANNER--------------------------------------------------------------------------------Oracle Database 11g Enterprise Edition Release 11.2.0.1.0 - ProductionPL/SQL Release 11.2.0.1.0 - ProductionCORE 11.2.0.1.0 ProductionTNS for Linux: Version 11.2.0.1.0 - ProductionNLSRTL Version 11.2.0.1.0 - Production -- no_invalidate - Do not invalide the dependent cursors if set to TRUE.-- The procedure invalidates the dependent cursors immediately-- if set to FALSE.-- Use DBMS_STATS.AUTO_INVALIDATE to have oracle decide when to-- invalidate dependend cursors. This is the default. The default-- can be changed using set_param procedure.-- When the 'cascade' argument is specified, not pertinent with certain-- types of indexes described in the gather_index_stats section. Oracle支持true、false和dbms_stats.auto_invalidate取值。如果取值为true，表示不进行游标失效动作，原有的shared cursor保持原有状态。如果取值为false，表示将统计量对象相关的所有cursor全部失效。如果设置为auto_invalidate，根据官方文档，Oracle自己决定shared cursor失效动作。从10G开始，Oracle就将auto_invalidate作为默认的统计量收集行为。 SQL> select dbms_stats.get_param(pname => 'no_invalidate') from dual;DBMS_STATS.GET_PARAM(PNAME=>'N--------------------------------------------------------------------------------DBMS_STATS.AUTO_INVALIDATE 下面，笔者将通过一系列的实验，来证明no_invalidate参数取值的效果。 2、no_invalidate取值为YES 取值为YES，表示不经心共享游标失效动作，即使这个过程中，共享的游标已经不是最优的执行计划。我们创建实验数据表。 SQL> create table t as select * from dba_objects;Table created SQL> create index idx_t_id on t(object_id);Index created --第一次统计量收集SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats(user,'T',cascade => true);PL/SQL procedure successfully completed 目标SQL语句，注意：出于篇幅原因，笔者将结果屏蔽。 SQL> select /*+demo*/object_id, owner from t where object_id=1000; 统计信息---------------------------------- 164 recursive calls 0 db block gets 23 consistent gets 0 physical reads (有省略……) 1 rows processed 此时shared pool中情况如下，出现第一个执行计划缓存对象。 SQL> select sql_id, executions, version_count from v$sqlarea where sql_text like 'select /*+demo*/%'; SQL_ID EXECUTIONS VERSION_COUNT------------- ---------- -------------cnb0ktgvms6vq 1 1 SQL> select * from table(dbms_xplan.display_cursor(sql_id=>'cnb0ktgvms6vq')); PLAN_TABLE_OUTPUT--------------------------------------------------------------------------------SQL_ID cnb0ktgvms6vq, child number 0-------------------------------------select /*+demo*/object_id, owner from t where object_id=1000Plan hash value: 514881935--------------------------------------------------------------------------------| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Ti--------------------------------------------------------------------------------| 0 | SELECT STATEMENT | | | | 2 (100)|| 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| T | 1 | 11 | 2 (0)| 00|* 2 | INDEX RANGE SCAN | IDX_T_ID | 1 | | 1 (0)| 00--------------------------------------------------------------------------------Predicate Information (identified by operation id):--------------------------------------------------- 2 - access("OBJECT_ID"=1000) 19 rows selected 此时，最优的执行计划是索引路径。在shared pool中有一个父游标和子游标（version count=1），执行次数为1。第二次执行之后，Shared Pool中有共享现象。相同的共享游标执行两次。 SQL> select sql_id, executions, version_count from v$sqlarea where sql_text like 'select /*+demo*/%'; SQL_ID EXECUTIONS VERSION_COUNT------------- ---------- -------------cnb0ktgvms6vq 2 1 之后，我们更新数据，修改数据分布结构。 SQL> update t set object_id=1000;72729 rows updated SQL> commit;Commit complete 此时，如果执行SQL语句，我们发现依然是使用原有的索引路径。此时全部T表中object_id都是1000，走索引不是好的选择。 SQL> select /*+demo*/object_id, owner from t where object_id=1000;已选择72729行。 统计信息------------------------------------------ 0 recursive calls 0 db block gets 11157 consistent gets 0 physical reads 72729 rows processed SQL> select sql_id, executions, version_count from v$sqlarea where sql_text like 'select /*+demo*/%';SQL_ID EXECUTIONS VERSION_COUNT------------- ---------- -------------cnb0ktgvms6vq 3 1 此时的路径依然是Index Range Scan。这个明显是由于统计量的过时，外加游标共享，引起的错误路径。下面我们重新收集一下统计量，采用no_invaliate为true的情况。 SQL> exec dbms_stats.flush_database_monitoring_info;PL/SQL procedure successfully completed SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats(user,'T',cascade => true,no_invalidate => true,method_opt => 'for columns size 10 object_id');PL/SQL procedure successfully completed 新统计量生成，我们使用explain plan查看一下，此时SQL应该采用的执行计划是什么？ SQL> explain plan for select /*+demo*/object_id, owner from t where object_id=1000;Explained SQL> select * from table(dbms_xplan.display); PLAN_TABLE_OUTPUT--------------------------------------------------------Plan hash value: 1601196873---------------------------------------------------------| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |--------------------------------------------------------------------------| 0 | SELECT STATEMENT | | 72722 | 639K| 266 (1)| 00:00:04 ||* 1 | TABLE ACCESS FULL| T | 72722 | 639K| 266 (1)| 00:00:04 |--------------------------------------------------------------------------Predicate Information (identified by operation id):--------------------------------------------------- 1 - filter("OBJECT_ID"=1000)13 rows selected 此时，FTS全表扫描是更好的选择。但是我们查看一下实际执行时候，路径情况。 SQL> select /*+demo*/object_id, owner from t where object_id=1000;已选择72729行。 统计信息---------------------------------------------------------- 0 recursive calls 0 db block gets 10907 consistent gets 0 physical reads 0 redo size 72729 rows processed SQL> select sql_id, executions, version_count from v$sqlarea where sql_text like 'select /*+demo*/%'; SQL_ID EXECUTIONS VERSION_COUNT------------- ---------- -------------cnb0ktgvms6vq 4 1 此时，Oracle依然选择了原来的Index路径，原有的shared cursor没有失效！！如果我们此时将shared pool清空，新的FTS执行计划也就生成。 SQL> alter system flush shared_pool;System altered SQL> select sql_id, executions, version_count from v$sqlarea where sql_text like 'select /*+demo*/%';SQL_ID EXECUTIONS VERSION_COUNT------------- ---------- ------------- SQL> select /*+demo*/object_id, owner from t where object_id=1000;已选择72729行。 统计信息---------------------------------------------------------- 243 recursive calls 0 db block gets 5855 consistent gets 0 physical reads 72729 rows processed --新的shared cursor形成SQL> select sql_id, executions, version_count from v$sqlarea where sql_text like 'select /*+demo*/%';SQL_ID EXECUTIONS VERSION_COUNT------------- ---------- -------------cnb0ktgvms6vq 1 1 --FTS执行计划SQL> select * from table(dbms_xplan.display_cursor(sql_id => 'cnb0ktgvms6vq')); PLAN_TABLE_OUTPUT--------------------------------------------------------------------------------SQL_ID cnb0ktgvms6vq, child number 0-------------------------------------select /*+demo*/object_id, owner from t where object_id=1000Plan hash value: 1601196873--------------------------------------------------------------------------| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |--------------------------------------------------------------------------| 0 | SELECT STATEMENT | | | | 266 (100)| ||* 1 | TABLE ACCESS FULL| T | 72722 | 639K| 266 (1)| 00:00:04 |--------------------------------------------------------------------------Predicate Information (identified by operation id):--------------------------------------------------- 1 - filter("OBJECT_ID"=1000)18 rows selected 结论：当我们使用no_invalidate为true的时候，原有的shared cursor不会被失效，可以支持共享。只有当被age out或者flush out出shared pool之后，新执行计划才能生成。 3、no_invalidate=false 下面我们看看取值为false的情况，实验场景相同。为避免影响，我们重新构建数据表。 SQL> drop table t purge;Table dropped SQL> alter system flush shared_pool;System altered SQL> create table t as select * from dba_objects;Table created SQL> create index idx_t_id on t(object_id);Index created SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats(user,'T',cascade => true);PL/SQL procedure successfully completed 第一次执行SQL语句，形成Index路径执行计划。 SQL> select /*+demo*/object_id, owner from t where object_id=1000;统计信息---------------------------------------------------------- 164 recursive calls 0 db block gets 23 consistent gets 1 rows processed SQL> select sql_id, executions, version_count from v$sqlarea where sql_text like 'select /*+demo*/%';SQL_ID EXECUTIONS VERSION_COUNT------------- ---------- -------------cnb0ktgvms6vq 1 1 SQL> select * from table(dbms_xplan.display_cursor(sql_id=>'cnb0ktgvms6vq')); PLAN_TABLE_OUTPUT--------------------------------------------------------------------------------SQL_ID cnb0ktgvms6vq, child number 0-------------------------------------select /*+demo*/object_id, owner from t where object_id=1000Plan hash value: 514881935--------------------------------------------------------------------------------| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Ti--------------------------------------------------------------------------------| 0 | SELECT STATEMENT | | | | 2 (100)|| 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| T | 1 | 11 | 2 (0)| 00|* 2 | INDEX RANGE SCAN | IDX_T_ID | 1 | | 1 (0)| 00--------------------------------------------------------------------------------Predicate Information (identified by operation id):--------------------------------------------------- 2 - access("OBJECT_ID"=1000) 19 rows selected 第二次执行相同SQL，我们可以看到生成的shared cursor进行共享。 SQL> select sql_id, executions, version_count, first_load_time from v$sqlarea where sql_text like 'select /*+demo*/%'; SQL_ID EXECUTIONS VERSION_COUNT FIRST_LOAD_TIME------------- ---------- ------------- ----------------------------------------------------------------------------cnb0ktgvms6vq 2 1 2014-01-06/00:04:29 修改数据object_id取值，改变数据分布。 SQL> update t set object_id=1000;72729 rows updated SQL> commit;Commit complete 第三次执行。 SQL> select /*+demo*/object_id, owner from t where object_id=1000;已选择72729行。统计信息-------------------------------------- 0 recursive calls 0 db block gets 11157 consistent gets 72729 rows processed 此时shared cursor状态如下： SQL> select sql_id, executions, version_count, first_load_time from v$sqlarea where sql_text like 'select /*+demo*/%'; SQL_ID EXECUTIONS VERSION_COUNT FIRST_LOAD_TIME------------- ---------- ------------- ----------------------------------------------------------------------------cnb0ktgvms6vq 3 1 2014-01-06/00:04:29 执行计划是进行Index Range Scan动作。 SQL> select * from table(dbms_xplan.display_cursor(sql_id=>'cnb0ktgvms6vq')); PLAN_TABLE_OUTPUT--------------------------------------------------------------------------------SQL_ID cnb0ktgvms6vq, child number 0-------------------------------------select /*+demo*/object_id, owner from t where object_id=1000Plan hash value: 514881935--------------------------------------------------------------------------------| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Ti--------------------------------------------------------------------------------| 0 | SELECT STATEMENT | | | | 2 (100)|| 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| T | 1 | 11 | 2 (0)| 00|* 2 | INDEX RANGE SCAN | IDX_T_ID | 1 | | 1 (0)| 00--------------------------------------------------------------------------------Predicate Information (identified by operation id):--------------------------------------------------- 2 - access("OBJECT_ID"=1000)19 rows selected 收集统计量，使用no_invalidate为false取值。 SQL> exec dbms_stats.flush_database_monitoring_info;PL/SQL procedure successfully completed SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats(user,'T',cascade => true,no_invalidate => false,method_opt => 'for columns size 10 object_id');PL/SQL procedure successfully completed 第四次执行过程。 SQL> select /*+demo*/object_id, owner from t where object_id=1000;已选择72729行。 统计信息---------------------------- 141 recursive calls 0 db block gets 5835 consistent gets 72729 rows processed SQL> select sql_id, executions, version_count, first_load_time from v$sqlarea where sql_text like 'select /*+demo*/%'; SQL_ID EXECUTIONS VERSION_COUNT FIRST_LOAD_TIME------------- ---------- ------------- -------------------cnb0ktgvms6vq 1 1 2014-01-06/00:04:29 注意：在相同的sql_id情况下，version_count和executions都为1。Executions是不可能减少的。所以，这个父游标是新生成的！此时，执行计划如下： SQL> select * from table(dbms_xplan.display_cursor(sql_id=>'cnb0ktgvms6vq'));PLAN_TABLE_OUTPUT--------------------------------------------------------------------------------SQL_ID cnb0ktgvms6vq, child number 0-------------------------------------select /*+demo*/object_id, owner from t where object_id=1000Plan hash value: 1601196873--------------------------------------------------------------------------| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |--------------------------------------------------------------------------| 0 | SELECT STATEMENT | | | | 266 (100)| ||* 1 | TABLE ACCESS FULL| T | 72722 | 639K| 266 (1)| 00:00:04 |--------------------------------------------------------------------------Predicate Information (identified by operation id):--------------------------------------------------- 1 - filter("OBJECT_ID"=1000) 18 rows selected 这也就是说明了，新的执行计划已经生成了！也就是原有的游标被废弃。结论：当我们收集统计量使用no_invalidate为false的时候，原有的共享游标被失效，下一次在执行SQL的时候，Oracle会重新为其生成执行计划，也就是一次hard parse过程。True和false取值是比较简单的。我们接下来讨论dbms_stats.auto_invalidate取值情况。 请点击：/article/6950802.html 《Oracle 统计量NO_INVALIDATE参数配置（下）》