Oracle性能分析11：系统统计信息

早期Oracle查询优化器的开销计算是基于执行SQL语句所需要的物理读，这个方法被叫做I/O开销模式（I/O cost model），这个方法的主要缺点是认为单块读和多块读开销相当。在Oracle 8i中，初始化参数optimizer_index_caching和optimizer_index_cost_adj解决了这个问题，但参数的默认值仅适用于报告系统和数据仓库。直到Oracle 9i，ORacle引入了一种新的CPU开销模式（CPU cost model），消除了这个缺陷，但必须提供数据库引擎所在的系统的性能信息，即系统统计信息。这篇文章将介绍系统统计信息和收集系统统计信息的方法。

系统统计信息

系统统计信息放在表aux_stats$中，可以通过下面的方法查看该视图中的数据（需要DBA用户或者有该表的查看权限）：

select * from aux_stats$;

SNAME			PNAME		PVAL1				PVAL2
---------------------------------------------------------------------
SYSSTATS_INFO	STATUS							COMPLETED
SYSSTATS_INFO	DSTART							08-30-2005 15:04
SYSSTATS_INFO	DSTOP							08-30-2005 15:04
SYSSTATS_INFO	FLAGS		1
SYSSTATS_MAIN	CPUSPEEDNW	484.974958263773
SYSSTATS_MAIN	IOSEEKTIM	10
SYSSTATS_MAIN	IOTFRSPEED	4096
SYSSTATS_MAIN	SREADTIM
SYSSTATS_MAIN	MREADTIM
SYSSTATS_MAIN	CPUSPEED
SYSSTATS_MAIN	MBRC
SYSSTATS_MAIN	MAXTHR
SYSSTATS_MAIN	SLAVETHR

表中的数据包括3个部分，使用SNAME区分：

1）SYSSTATS_INFO表示系统统计信息状态和时间
STATUS在正确收集时为COMPLETED；如果出现问题，显示为BADSTATS，在这种情况下查询优化器将不使用统计信息；该字段还可以为：MANUALGATHERING和AUTOGATHERING。

2）SYSSTATS_MAIN表示系统统计信息结果集
该部分的信息分为非工作量统计信息（noworkload statistics）和工作量统计信息（workload statistics），两者的主要差别是度量I/O子系统性能的方法有所不同，后面具体讨论。
非工作量统计在Oracle 10g之后总是提供，包括：

CPUSPEEDNW	一个CPU一秒钟能处理的操作数，单位百万次/秒
IOSEEKTIM	平均磁盘寻道时间，单位毫秒，默认10
IOTFRSPEED	平均每毫秒从磁盘传输的字节数，默认为4096

工作量统计信息必须显示地收集后才可用，包括：

SREADTIM	单块数据平均读取时间，单位毫秒
MREADTIM	多块数据平均读取时间，单位毫秒
CPUSPEED	一个CPU一秒钟能处理的操作数，单位百万次/秒
MBRC		一次多块读操作的平均读取数据块数
MAXTHR		整个系统的最大I/O吞吐量（字节/秒）
SLAVETHR	并行处理中从属线程的平均I/O吞吐量（字节/秒）

3）SYSSTATS_TEMP用来计算系统统计信息，只有收集工作量统计信息时才可用

收集系统统计信息

使用工具包dbms_stats中的存储过程gather_system_stats收集系统统计信息，可以收集非工作量统计信息或者工作量统计信息。

非工作量统计信息

从Oracle 10g开始，总是提供默认的非工作量统计信息，如果显式地删除，下次数据库启动时会自动收集。收集非工作量统计信息要在空闲的系统上进行，使用那个下面的语句：

begin
  dbms_stats.gather_system_stats(gathering_mode => 'noworkload');
end;

收集非工作量统计信息只需要很短的时间，但有时需要重复收集多次才能生效。

工作量统计信息

收集工作量统计信息，不能使用空闲的系统，以为数据库引擎要利用正常的数据库负载来评估I/O子系统的性能。
工作量统计信息的收集包含下面的步骤：

1）执行快照并存储各种性能指标的初始值到数据字典表aux_stats$（列SNAME设定为SYSSTATS_TEMP）。使用下面的方式来启动：

begin
  dbms_stats.gather_system_stats(gathering_mode => 'start');
end;

2）等待足够的时间产生一个有代表性的负载时候再进行另一次快照，等待时间通常不少于30分钟；

3）进行第二次快照，使用下面的语句：

begin
  dbms_stats.gather_system_stats(gathering_mode => 'stop');
end;

4）Oracle根据两次快照之间的差值，计算出系统统计信息，如果无法计算的话，将被设置为空。

你也可以指定gathering_mode为interval，并指定间隔时间来收集工作量统计时间，这样就不用手工停止快照，下面的命令指定30分钟后进行第二次快照：

begin
  dbms_stats.gather_system_stats(gathering_mode => 'interval',
                                 interval       => 30);
end;

需要注意上面的语句并不会延续30分钟，它只是启动一个作业调度后返回。
使用工作量统计信息需要尽量避免收集到没有代表性的工作量信息，可以收集多天的工作量统计信息，然后将mbrc、mreadtim、sreadtim和cpuspeed指标取平均值，maxthr和slavethr取最大值，再使用delete_system_stats过程删除旧的系统统计信息，然后使用set_system_stats设定新的系统统计信息，存储过程如下：

begin
  dbms_stats.delete_system_stats();
  dbms_stats.set_system_stats(pname => 'CPUSPEED', pvalue => 772);
  dbms_stats.set_system_stats(pname => 'SREADTIM', pvalue => 5.5);
  dbms_stats.set_system_stats(pname => 'MREADTIM', pvalue => 19.4);
  dbms_stats.set_system_stats(pname => 'MBRC', pvalue => 53);
  dbms_stats.set_system_stats(pname => 'MAXTHR', pvalue => 1136136192);
  dbms_stats.set_system_stats(pname => 'SLAVETHR', pvalue => 16870400);
end;