Oracle体系结构之SQL语句的执行过程

一般来说,数据库处理SQL都会经过三个过程:解析(parse)、执行(exec)、返回结果(fetch)

1.解析

当用户发起一个SQL语句时，Oracle通过Server Process 接收SQL语句到达oracle实例，并在Shared pool 中的 Library Cache 查找是否存在该语句对应执行计划的缓存。

如果不存在则将该SQL进行硬解析(Hard parse)，生成最优化的执行计划(plan)，并将该执行计划等信息载入Library Cache。

如果存在则不经过硬解析，而是直接进行软解析(Soft parse)，从而减少数据库的分析时间。

2.执行

server process首先在buffer cache中查找是否存在该执行计划所对应的数据块，如果存在，就直接进行DML操作(逻辑IO)，否则应从数据文件中将数据块读取到buffer cache中，再进行DML操作(物理IO)。

3.返回结果

对于SELECT语句需要返回结果，首先看是否需要排序，如果需要则排序后返回给用户。

对于其他DML语句(insert/delete/update)，则无需返回结果。当buffer cache中的数据块被修改时，server process将自动记录buffer的改变过程到SGA中的redo log buffer，最终分别由DBWR和LGWR进程负责将buffer cache中的脏数据块和redo log buffer中的日志写到磁盘中的data file和redo log file。

解析类型：硬解析、软解析、软软解析

对SQL的解析都需要频繁地访问数据字典

硬解析：

判断SQL语句是否存在语法、语义的问题

判断SQL语句所涉及的对象(表、视图)是否存在

判断执行SQL语句的用户对涉及的对象是否有权限

选择最优的执行方案,生成执行计划

其中生成执行计划最消耗系统资源(CPU、I/O、Memory)，尤其是CPU和I/O资源

软解析：只判断SQL语句的语法、语义、对象权限，而不生成执行计划

软软解析：不解析

SQL> select name,value from v$sysstat where name like 'parse%' ;
NAME                                VALUE
------------------------------ ----------
parse time cpu                       1339
parse time elapsed                  17374
parse count (total)                 23639
parse count (hard)                   3060
parse count (failures)                149
parse count (describe)                  9

命中率：

命中率在Oracle数据库的多个地方都会被提起

例如当一个进程需要访问数据时，首先确定数据是否存在Buffer Cache中，如果存在(称为高速缓存命中)，则直接读取数据(逻辑IO/内存读)；如果不存在(称为高速缓存未命中)，则需要在Buffer Cache中寻找足够的空间将磁盘上需要的数据块复制到Buffer Cache中(物理IO/硬盘读)。

命中率=逻辑IO/（逻辑IO+物理IO）*100%

注：如果命中率低肯定有问题，但命中率高不一定没问题(逻辑IO远高于物理IO，但物理IO仍旧很高的情况下）

可以通过操作系统命令vmstat、iostat查看当前系统的IO情况

[oracle@ora11g ~]$ vmstat 1 5
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu------
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 1  0      0 374572  25260 788168    0    0   262    34  239  253  1  4 80 16  0
 2  0      0 374556  25268 788172    0    0     0    36  909 1341  0  1 99  0  0
 0  0      0 374556  25268 788172    0    0     0     0  876 1248  0  1 99  0  0
 0  0      0 374556  25268 788172    0    0    16    80  974 1495  0  1 99  0  0
 0  0      0 374556  25276 788164    0    0     0    48  966 1428  0  1 99  0  0
[oracle@ora11g ~]$ iostat 1 5
Linux 2.6.18-308.el5 (ora11g.example.com)       07/17/2013
avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           1.00    0.00    3.85   15.19    0.00   79.96
Device:            tps   Blk_read/s   Blk_wrtn/s   Blk_read   Blk_wrtn
sda              33.72      1551.26       202.49    1052263     137352
sda1              0.10         2.58         0.01       1749          4
sda2             22.27      1256.66       141.92     852432      96271
sda3              0.07         2.37         0.00       1610          0
sda4              0.01         0.02         0.00         11          0
sda5              2.17        58.06         4.54      39382       3080
sda6              2.40        60.32        15.53      40920      10532
sda7              2.85        77.55        16.47      52605      11173
sda8              3.01        76.16         8.77      51663       5949
sda9              0.80        17.03        15.25      11554      10343
avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           0.00    0.00    0.55    0.00    0.00   99.45
Device:            tps   Blk_read/s   Blk_wrtn/s   Blk_read   Blk_wrtn
sda               5.00        32.00       128.00         32        128
sda1              0.00         0.00         0.00          0          0
sda2              0.00         0.00         0.00          0          0
sda3              0.00         0.00         0.00          0          0
sda4              0.00         0.00         0.00          0          0
sda5              0.00         0.00         0.00          0          0
sda6              1.00         0.00        32.00          0         32
sda7              2.00        32.00        32.00         32         32
sda8              1.00         0.00        32.00          0         32
sda9              1.00         0.00        32.00          0         32
avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           0.26    0.00    0.77    0.26    0.00   98.71
Device:            tps   Blk_read/s   Blk_wrtn/s   Blk_read   Blk_wrtn
sda               2.00         0.00       104.00          0        104
sda1              0.00         0.00         0.00          0          0
sda2              2.00         0.00       104.00          0        104
sda3              0.00         0.00         0.00          0          0
sda4              0.00         0.00         0.00          0          0
sda5              0.00         0.00         0.00          0          0
sda6              0.00         0.00         0.00          0          0
sda7              0.00         0.00         0.00          0          0
sda8              0.00         0.00         0.00          0          0
sda9              0.00         0.00         0.00          0          0
avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           0.26    0.00    0.26    0.00    0.00   99.48
Device:            tps   Blk_read/s   Blk_wrtn/s   Blk_read   Blk_wrtn
sda               4.00         0.00        32.00          0         32
sda1              0.00         0.00         0.00          0          0
sda2              0.00         0.00         0.00          0          0
sda3              0.00         0.00         0.00          0          0
sda4              0.00         0.00         0.00          0          0
sda5              1.00         0.00         8.00          0          8
sda6              1.00         0.00         8.00          0          8
sda7              1.00         0.00         8.00          0          8
sda8              0.00         0.00         0.00          0          0
sda9              1.00         0.00         8.00          0          8
avg-cpu:  %user   %nice %system %iowait  %steal   %idle
           0.00    0.00    0.78    0.00    0.00   99.22
Device:            tps   Blk_read/s   Blk_wrtn/s   Blk_read   Blk_wrtn
sda              13.00       160.00       208.00        160        208
sda1              0.00         0.00         0.00          0          0
sda2              4.00         0.00        80.00          0         80
sda3              0.00         0.00         0.00          0          0
sda4              0.00         0.00         0.00          0          0
sda5              0.00         0.00         0.00          0          0
sda6              1.00         0.00        32.00          0         32
sda7              3.00        64.00        32.00         64         32
sda8              4.00        96.00        32.00         96         32
sda9              1.00         0.00        32.00          0         32

也可以通过v$buffer_pool_statistics视图查看命中率的情况

SQL> SELECT NAME, PHYSICAL_READS, DB_BLOCK_GETS, CONSISTENT_GETS,(1-(PHYSICAL_READS/(DB_BLOCK_GETS+CONSISTENT_GETS)))*100 "Hit Ratio"      FROM V$BUFFER_POOL_STATISTICS WHERE NAME='DEFAULT';
NAME                 PHYSICAL_READS DB_BLOCK_GETS CONSISTENT_GETS  Hit Ratio
-------------------- -------------- ------------- --------------- ----------
DEFAULT                       12786         14986          158305 92.6216595