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Oracle之系統(tǒng)統(tǒng)計信息

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Oracle之系統(tǒng)統(tǒng)計信息

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指縫太寬，時光太瘦。轉眼間，我們又迎來了天寒地凍的冷冬—小雪。你，還記得小時候看到雪的樣子嗎？

雪后，放下手中的電腦，陪家人做一餐飯，逛一逛街；約上三五好友聚上一聚，豈不美哉！

該醒醒了，起來干活！

事件背景

2021年11月1日月初保障，某營業(yè)商業(yè)務側反饋凌晨營業(yè)B庫某進程執(zhí)行效率較營業(yè)A庫慢很多，經(jīng)分析是同一個SQL（sql_id:  gucsa3276bhgx）在營業(yè)AB庫執(zhí)行計劃不一樣,營業(yè)A該SQL走了TBCS.SUBS_PRODUCT的PRODID列的索引，而營業(yè)B的執(zhí)行計劃卻走了全表掃描（453GB），在RAC的一個節(jié)點去掃描一個453GB的表導致數(shù)據(jù)庫性能嚴重下降。
在這里說明一下，營業(yè)A庫和營業(yè)B庫業(yè)務邏輯完全一樣，只是地市不同而已。
進一步分析檢查營業(yè)A、營業(yè)B 都是相同的采樣比(5%)，在BCV測試環(huán)境嘗試收集30%的采樣后，依然不走索引，經(jīng)分析因為營業(yè)B庫Oracle 的優(yōu)化器CBO 系統(tǒng)統(tǒng)計信息過于陳舊，導致CBO無法精確的評估cpu和io的cost，導致優(yōu)化器選擇錯誤的表連接方式(營業(yè)A 選擇了NL、營業(yè)B選擇了HASH連接)以及執(zhí)行計劃錯誤。最終導致AB庫的執(zhí)行計劃不一樣。

系統(tǒng)統(tǒng)計信息和優(yōu)化器概念

分析之前，我們來看下oracle系統(tǒng)統(tǒng)計信息和優(yōu)化器的概念。
oracle優(yōu)化器（optimizer）是oracle數(shù)據(jù)庫內置的一個核心子系統(tǒng)。優(yōu)化器的目的是按照一定的判斷原則來得到它認為的目標SQL在當前的情形下的最高效的執(zhí)行路徑，也就是最佳執(zhí)行計劃。以目前最常用的CBO為例，CBO以目標SQL成本為判斷原則，通過目標SQL語句所涉及的表、索引、列、系統(tǒng)等的統(tǒng)計信息算出各條執(zhí)行路徑的成本，從而選擇成本最小的執(zhí)行計劃作為SQL的執(zhí)行計劃。
Oracle優(yōu)化器統(tǒng)計信息包括：
No1. 表的統(tǒng)計信息
  • 行數(shù)
  • Block數(shù)
  • 行平均長度
No2. 列的統(tǒng)計信息
  • 列中不同值的數(shù)量
  • 列中null的數(shù)量
  • 數(shù)據(jù)分布(柱狀圖/直方圖)
No3. 索引的統(tǒng)計信息
  • 葉子塊的數(shù)量
  • 索引的高度
  • 聚簇因子(clustering factor)
No4. 系統(tǒng)的統(tǒng)計信息
  • I/O性能和利用
  • CPU性能和利用
其中系統(tǒng)統(tǒng)計信息背后的概念是衡量系統(tǒng) CPU 和存儲子系統(tǒng)（如 NAS、SAN、JBOD 或閃存）的性能，并在計算替代 SQL 執(zhí)行計劃的成本時使用這些信息。當數(shù)據(jù)庫知道存儲和 CPU 的實際速度有多快，它才可以對每個替代計劃的成本做出更精細的判斷。

問題分析

下面是重頭戲，看分析過程。
1  營業(yè)AB庫執(zhí)行計劃對比
營業(yè)A庫
營業(yè)B庫
營業(yè)AB庫執(zhí)行計劃確實不一致，按經(jīng)驗可以確定是某一塊統(tǒng)計信息有誤導致。
2  營業(yè)AB庫統(tǒng)計信息采樣對比
營業(yè)A庫
營業(yè)B庫
AB庫統(tǒng)計信息采樣比是一樣的，但執(zhí)行計劃卻不一樣，在BCV庫嘗試收集了30%的采樣比，B庫仍然不會走索引，說明表和列本身的統(tǒng)計信息應該沒有問題，于是做了一個優(yōu)化器的trace。
營業(yè)A庫
營業(yè)B庫
從優(yōu)化器的trace來看，經(jīng)過復雜的cost計算后，營業(yè)A庫認為NL關聯(lián)為最優(yōu)，而營業(yè)B庫則認為Hash關聯(lián)為最優(yōu)。
3  嘗試強制指定hint 
嘗試強制去指定驅動表，更改營業(yè)B庫表的連接方式：
執(zhí)行計劃：
可以看到執(zhí)行計劃走了正確的索引，說明索引的統(tǒng)計信息也無問題。
4  嘗試修改IO的cost
通過修改參數(shù)db_file_multiblock_read_count為8（原先為16），嘗試重新評估IO的cost，如下：
可以發(fā)現(xiàn)已走正確的執(zhí)行計劃，說明IO的統(tǒng)計信息可能有誤，檢查CBO的系統(tǒng)統(tǒng)計信息，發(fā)現(xiàn)B庫是2018年收集的，統(tǒng)計信息過于陳舊。
檢查營業(yè)A庫的系統(tǒng)統(tǒng)計信息是2014年收集的。
--重新收集CBO優(yōu)化器系統(tǒng)統(tǒng)計信息
EXEC DBMS_STATS.GATHER_SYSTEM_STATS;
再次查看執(zhí)行計劃：
營業(yè)B庫該SQL已經(jīng)可以走正確的執(zhí)行計劃。

問題總結

綜上所述，可以看出由于營業(yè)B庫優(yōu)化器的系統(tǒng)統(tǒng)計信息不準，引起SQL語句（sql_id:  gucsa3276bhgx）執(zhí)行計劃產(chǎn)生偏差。
一般來說，數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)統(tǒng)計信息只有在主機cpu、內存、存儲、操作系統(tǒng)等有進行升級替換的時候才需要重新收集，如下圖，可以使用命令進行手動收集，在BCV庫測試后，可以發(fā)現(xiàn)IOSEEKTIM（IO尋址時間（毫秒））由6變?yōu)?0，IOTFRSPEED（IO傳輸速率（字節(jié)/毫秒））由54682變?yōu)?096，和營業(yè)A庫一致。但如無異常情況，不建議手動收集系統(tǒng)統(tǒng)計信息，避免帶來未知的風險?？紤]到系統(tǒng)統(tǒng)計信息重新收集后，可能影響較多的SQL執(zhí)行計劃，建議可以先對問題SQL進行sqlprofile綁定執(zhí)行計劃。

參數(shù)解釋如下：

FLAGS：標志

CPUSPEEDNW：非工作量統(tǒng)計模式下CPU主頻，直接來自硬件

IOSEEKTIM：IO尋址時間（毫秒），直接來自硬件

IOTFRSPEED：IO傳輸速率（字節(jié)/毫秒）

SREADTIM：讀取單個數(shù)據(jù)塊的平均時間

MREADTIM：讀取多個數(shù)據(jù)塊的平均時間

CPUSPEED：工作量統(tǒng)計模式下CPU主頻，根據(jù)當前工作量評估出一個合理值

MBRC：oracle收集完統(tǒng)計信息后評估出的一次多塊讀可以讀幾個數(shù)據(jù)塊db_file_multiblock_read_count

MAXTHR：最大IO吞吐量（字節(jié)/秒）

SLAVETHR：平均IO吞吐量（字節(jié)/秒）

END



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