Oracle 慢查询排查步骤

1. Oracle 慢查询排查步骤

1.1. 前言

记录一次 Oracle 慢查询的排查过程 , 便于以后直接使用。
看了一些文档 , Oracle 中优化的方案和 Mysql 基本上是一致的 , 通常包括一下几个方向 :

• 基准测试 (吞吐量): 包括 Oracle 本身吞吐量和磁盘 I/O 吞吐量
• 硬件分析 (资源情况): 包括查看服务器 CPU , 硬盘的使用情况
• SQL 分析: 分析 SQL 中是否存在慢查询 , 是否命中索引
• 配置优化: 分析是否可以通过环境配置提高性能

以上几个方面 , 基本上就能将问题定位了 , 通过问题再考虑解决的方法

1.2. 排查步骤

1.2.1. 查询慢查询日志

区别于 Mysql 直接写到 log 中的日志 , Oracle 可以通过语句拉出慢查询的 SQL

# 慢查询耗时
select *
 from (select sa.SQL_TEXT "执行 SQL",
        sa.EXECUTIONS "执行次数",
        round(sa.ELAPSED_TIME / 1000000, 2) "总执行时间",
        round(sa.ELAPSED_TIME / 1000000 / sa.EXECUTIONS, 2) "平均执行时间",
        sa.COMMAND_TYPE,
        sa.PARSING_USER_ID "用户 ID",
        u.username "用户名",
        sa.HASH_VALUE
     from v$sqlarea sa
     left join all_users u
      on sa.PARSING_USER_ID = u.user_id
     where sa.EXECUTIONS > 0
     order by (sa.ELAPSED_TIME / sa.EXECUTIONS) desc)
 where rownum <= 50;
 
# 查询次数最多的 SQL 
select *
 from (select s.SQL_TEXT,
        s.EXECUTIONS "执行次数",
        s.PARSING_USER_ID "用户名",
        rank() over(order by EXECUTIONS desc) EXEC_RANK
     from v$sql s
     left join all_users u
      on u.USER_ID = s.PARSING_USER_ID) t
 where exec_rank <= 100;

结果解释 :

拿到平均执行时间后就可以明显的发现查询时间较长的 SQL , 但是这一类 SQL 不一定是慢查询 , 需要根据情况判断 , 如果出现很离谱的时间 , 就需要分析索引

1.2.2. Oracle 查询 SQL 语句执行的耗时

select a.sql_text SQL 语句, 
       b.etime 执行耗时, 
       c.user_id 用户 ID,
       c.SAMPLE_TIME 执行时间, 
       c.INSTANCE_NUMBER 实例数, 
       u.username 用户名, a.sql_id SQL 编号
  from dba_hist_sqltext a,
       (select sql_id, ELAPSED_TIME_DELTA / 1000000 as etime
          from dba_hist_sqlstat
         where ELAPSED_TIME_DELTA / 1000000 >= 1) b,
       dba_hist_active_sess_history c,
       dba_users u
 where a.sql_id = b.sql_id
   and u.username = 'SYNC_PLUS_1_20190109'
   and c.user_id = u.user_id
   and b.sql_id = c.sql_id
  -- and a.sql_text like '%insert into GK_ZWVCH_HSC_NEW      select  %'
 order by  SAMPLE_TIME desc,
  b.etime desc;

1.2.3. 定位系统里面哪些 SQL 脚本存在 TABLE ACCESS FULL (扫全表) 行为

select *
  from v$sql_plan v
 where v.operation = 'TABLE ACCESS'
   and v.OPTIONS = 'FULL'
   and v.OBJECT_OWNER='SYNC_PLUS_1_20190109';

select s.SQL_TEXT
  from v$sqlarea s
 where s.SQL_ID = '4dpd97jh2gzsd'
   and s.HASH_VALUE = '1613233933'
   and s.PLAN_HASH_VALUE = '3592287464';
或者

select s.SQL_TEXT from v$sqlarea s where s.ADDRESS = '00000000A65D2318';

1.2.4. 查看索引情况

explain plan for
select * from t_call_records where t_bjhm='123456'

# 查看执行结果
select * from table(dbms_xplan.display)

索引内容补充

从这里可以明显看到走了全表扫描 , 那么就需要根据情况加索引和校验

• index unique scan : 索引唯一扫描 (主键索引)
• index range scan : 索引范围扫描 (组合索引的情况)
• index full scan : 全索引扫描
• index fast full scan : 索引快速扫描, 扫描索引中的全部的数据块, 与全索引扫描的方式基本上类似。
  • 两者之间的明显的区别是, 索引快速扫描对查询的数据不进行排序, 数据返回的时候不是排序的。

1.2.5. 查看锁的竞争情况

Step 1 : 查看后台锁竞争

SELECT
	SQ.INST_ID,
	SQ.SQL_TEXT, /*SQL 文本*/
	SE.SID, /*会话的唯一标识, 通常要对某个会话进行分析前, 首先就需要获得该会话的 SID。*/
	SE.BLOCKING_SESSION,
	SQ.OPTIMIZER_COST AS COST_,/* COST 值*/
	SE.LAST_CALL_ET CONTINUE_TIME,/*执行时间*/
	SE.EVENT,/*等待事件*/
	SE.LOCKWAIT,/*是否等待 LOCK(SE, P)*/
	SE.MACHINE,/*客户端的机器名。(WORKGROUP\PC-201211082055)*/
	SQ.SQL_ID,/*SQL_ID*/
	SE.USERNAME,/*创建该会话的用户名*/
	SE.LOGON_TIME,/*登陆时间*/
	'ALTER SYSTEM KILL SESSION ' || SE.SID || ',' || SE.SERIAL #  --若存在锁情况, 会用到 KILL 锁释放~
FROM
	gV$SESSION SE,/*会话信息。每一个连接到 ORACLE 数据库的会话都能在该视图中对应一条记录*/
	gV$SQLAREA SQ /*跟踪所有 SHARED POOL 中的共享 CURSOR 信息, 包括 执行次数, 逻辑读, 物理读等*/
WHERE
	SE.SQL_HASH_VALUE = SQ.HASH_VALUE    
	AND SE.STATUS = 'ACTIVE'    
	AND SE.SQL_ID = SQ.SQL_ID    
	AND SE.USERNAME = SQ.PARSING_SCHEMA_NAME       --过滤条件
	AND SE.USERNAME = 'FWSB' --用户名
	AND se.BLOCKING_SESSION IS NOT NULL;
        
// 实际运行脚本======================   
SELECT
	SQ.INST_ID,
	SQ.SQL_TEXT,
	SE.SID,
	SE.BLOCKING_SESSION,
	SQ.OPTIMIZER_COST AS COST_,
	SE.LAST_CALL_ET CONTINUE_TIME,
	SE.EVENT,
	SE.LOCKWAIT,
	SE.MACHINE,
	SQ.SQL_ID,
	SE.USERNAME,
	SE.LOGON_TIME,
	'ALTER SYSTEM KILL SESSION ' || SE.SID || ',' 
FROM
	gV$SESSION SE,
	gV$SQLAREA SQ 
WHERE
	SE.SQL_HASH_VALUE = SQ.HASH_VALUE 
	AND SE.STATUS = 'ACTIVE' 
	AND SE.SQL_ID = SQ.SQL_ID 
	AND SE.USERNAME = SQ.PARSING_SCHEMA_NAME 
	AND SE.USERNAME = 'FWSB' 
	AND SE.BLOCKING_SESSION IS NOT NULL;

补充 : 相关的表结构可以生乳查询 Oracle 官方文档

Step 2 : 查询结果

这里可以通过 SID 再去查找对应的 SQL , 找到对应的锁对象

1.2.6. 其他锁语句

查询那些用户, 操纵了那些表造成了锁机

SELECT
	s.username,
	decode(l.TYPE, 'TM', 'TABLE LOCK', 'TX', 'ROW LOCK', NULL ) LOCK_LEVEL,
	o.owner,
	o.object_name,
	o.object_type,
	s.sid,
	s.terminal,
	s.machine,
	s.program,
	s.osuser
FROM
	v$session s,
	v$lock l,
	all_objects o
WHERE
	 l.sid = s.sid
	AND l.id1 = o.object_id(+)
	AND s.username is NOT Null

详情参考 :—> V$Lock

查出被锁的表, 和锁住这个表的会话 ID

select a.session_id ,b.* from v$locked_object a,all_objects b where a.object_id=b.object_id

查出对应的 SQL 语句

SELECT
	vs.SQL_TEXT,
	vsess.sid,
	vsess.SERIAL #,
	vsess.MACHINE,
	vsess.OSUSER,
	vsess.TERMINAL,
	vsess.PROGRAM,
	vs.CPU_TIME,
	vs.DISK_READS 
FROM
	v$sql vs,
	v$session vsess 
WHERE
	vs.ADDRESS = vsess.SQL_ADDRESS 
	AND vsess.sid = 36

补充语句 :

// 查哪个过程被锁 -> 查 V$DB_OBJECT_CACHE 视图: 
SELECT * FROM V$DB_OBJECT_CACHE WHERE OWNER='过程的所属用户' AND LOCKS!='0';

// 查是哪一个 SID, 通过 SID 可知道是哪个 SESSION. -> 查 V$ACCESS 视图: 
SELECT * FROM V$ACCESS WHERE OWNER='过程的所属用户' AND NAME='刚才查到的过程名';

// 查出 SID 和 SERIAL# -> 查 V$SESSION 视图 + 查 V$PROCESS 视图
SELECT SID,SERIAL#,PADDR FROM V$SESSION WHERE SID='刚才查到的 SID'
SELECT SPID FROM V$PROCESS WHERE ADDR='刚才查到的 PADDR';

1.3. 慢查询优化

1.3.1. SQL 部分

// 避免 in 操作
Oracle 中 in 会被试图转换成多个表的连接 , 转换不成功会先进行 in 中的子查询 , 再进行外部查询

// 避免 not in
不管哪个数据库 , 一般都是不推荐的 , 这种写法会跳过索引 (同理还有 is null 和 not null)

// 避免使用 <>
类似 , 不走索引

// **采用函数处理的字段不能利用索引**

// 关联查询
- 多用 Where 语句把单个表的结果集最小化, 多用聚合函数汇总结果集后再与其它表做关联
- 多用 右连接

// 过滤多用 where , 避免使用 having
- 这个和 mysql 是一致的 , having 是对 where 的数据进行过滤组处理 , 对于数据的过滤 , 优先用 where
- 总结 : 先过滤小的结果集, 然后通过这个小的结果集和其他表做关联

// like 操作符
like 操作可以通过 instr 代替

// union 操作符 
- 通常不会产生重复结果 , 而 union 会额外触发一次排序
- 采用 union ALL 操作符替代 union, 因为 union ALL 操作只是简单的将两个结果合并后就返回

// SQL 执行保证统一性
涉及到 SGA 的概念

// where 后面的条件顺序影响
这里不是全表索引的问题 , 而是由于 where 多个条件时 , 比较带来的 cpu 占用率问题

// 询表顺序的影响
- 表的顺序不对会产生十分耗服务器资源的数据交叉

// 其他的方案还包括以下方式
@ https://www.jb51.net/article/97515.htm

@ https://www.jb51.net/article/23071.htm

@ https://www.jb51.net/article/40281.htm

1.4. 性能优化

挺不好意思的! !!
都是抄的书上的 !!!
而且大多数还没实践过 !!!

Oracle 毕竟接触有限 , 就算碰到了多数是 SQL 问题 , 性能优化也就碰到过几次 , 导致方法学到不少 , 实际就用过几个 , 但是我都记下来了! !!

1.4.1. 整体性能优化流程

这里直接引用别人文章的结果 , 没有测试 , 仅供参考 !

// PS : 初始化时间 49.41

// 增大 SGA Buffer Cache 和 SGA Shared Pool -> 48.57
- 增大 SGA 已经缓冲看来对于性能的提升并不显著, 加载时间只提升了 1.73%

// 增大 SGA Redo Cache 和 Redo Log Files -> 41.39
- 加载时间提升了 17.35%, TPS 也提升了 9.33%。因为加载和同时插入, 更新, 删除需要比 8M 大的空间
- 但是看起来增加内存性能并没有显著提升

// 增大 Database Block Size (2K-4K) -> 17.35
- 加载时间提升了 138%! 而对 TPS 值没有很大的影响

// 使用 Tablespaces Local -> 15.07
- TPS 轻微提升

// Database Block Size 增大 (4K-8K) -> 11.42
- TPS 继续提升 , 区别较大

// 添加 io_slaves -> 10.48
dbwr_io_slaves 4\
lgwr_io_slaves (derived) 4

// 优化 Linux 内核 -> 9.40
可以看到 , 内核版本优化后 , 性能是有一定提升的

// 调整虚拟子内存 -> 5.58
- /ect/sysctl.cong
    -> vm.bdflush = 100 1200 128 512 15 5000 500 1884 2

这个流程不能作为标杆 , 但是可以作为优化 Oracle 的思路 , 可以看到 , 性能提升很大

1.4.2. 硬件优化

此处是使用 IO 校准 (I/O Calibration), 可以用于评测一下数据库的 I/O 性能 , 通过 分析 IO 结果判断采用不同的策略

// Step 1 : 确定并行度配置 (通常是核数的 2 倍)
show parameters parallel_thread

// Step 2 : 确定并行策略 (auto : Oracle 将依据要执行的操作的特性和对象的大小来确定并行度)
- 查询策略 : show parameters parallel_degree_policy
- 设置策略 : alter session set parallel_degree_policy = 'auto'

// Step 3 : 查看并行度数据
- 打开系统默认设置的输出功能 : set serveroutput on
- 查看详情 : 
set serveroutput on
DECLARE
  lat  INTEGER;
  iops INTEGER;
  mbps INTEGER;
BEGIN
-- DBMS_RESOURCE_MANAGER.CALIBRATE_IO (disk_count,max_latency , iops, mbps, lat);
   DBMS_RESOURCE_MANAGER.CALIBRATE_IO (2, 10, iops, mbps, lat);
 
  DBMS_OUTPUT.PUT_LINE ('max_iops = ' || iops);
  DBMS_OUTPUT.PUT_LINE ('latency  = ' || lat);
  dbms_output.put_line('max_mbps = ' || mbps);
end;
/

// 问题补充 : ORA-56708: 找不到任何具有异步 I/O 功能的数据文件
- 确定 sync : show parameter filesystemio_options
- 设置 sync : filesystemio_options
    - ASYNCH: 使 Oracle 支持文件的异步 (Asynchronous)IO
    - DIRECTIO: 使 Oracle 支持文件的 Direct IO
    - SETALL: 使 Oracle 同时支持文件的 Asynchronous IO 和 Direct IO
    - NONE: 使 Oracle 关闭对 Asynchronous IO 和 Direct IO 的支持
    1> alter system set filesystemio_options=setall scope=spfile;
    2> shutdown immediate;
    3> startup
    // PS : 注意其中管理员权限问题

alter system set filesystemio_options=none scope=spfile;

1.5. 概念补充

1.5.1. SGA

系统全局区域 (SGA) 是一组共享内存结构, 称为 SGA 组件, 包含一个 Oracle 数据库实例的数据和控制信息。SGA 由所有服务器和后台进程共享。SGA 中存储的数据示例包括缓存的数据块和共享的 SQL 区域。

组成部分 :

• Database buffer cache : 数据缓存
  • 在查询或修改数据库中存储的数据之前, 必须从磁盘读取数据并将其存储在缓冲区缓存中。
  • 所有连接到数据库的用户进程都共享对缓冲区缓存的访问。
  • 为了获得最佳性能, 缓冲区缓存应该足够大, 以避免频繁的磁盘 I/O 操作。
• Shared pool : 共享池缓存用户共享的信息 , 包括如下内容
  • 可重用的 SQL 语句
  • 来自数据字典的信息, 例如用户帐户数据、表和索引描述以及特权
  • 存储过程, 它是存储在数据库中的可执行代码
• Redo log buffer : 这个缓冲区通过缓存重做信息来提高性能, 直到可以将它写入存储在磁盘上的物理在线重做日志文件
• Large pool : 这个可选区域用于为各种服务器进程缓冲大型 I/O 请求
• Java pool : Java 池是用于 Java 虚拟机 (JVM) 中所有特定于会话的 Java 代码和数据的内存区域
• Streams pool : Streams 池是 Oracle Streams 特性使用的内存区域
• Result cache : 结果缓存缓冲区查询结果。如果运行的查询将结果存储在结果缓存中, 那么数据库将从结果缓存返回查询结果, 而不是重新运行查询。

1.6. 总结

笔者只是基于通过业务要求的角度进行 Oracle 优化 , 并没有深入 Oracle 业务优化 , 感兴趣的可以看看 《Oracle 数据库性能优化方法论和最佳实践》, 对数据库进行系统的优化。

2. 解析 oracle 对 select 加锁的方法以及锁的查询

2.1. oracle 对 select 加锁方法

create table test(a number,b number);
insert into test values(1,2);
insert into test values(3,4);
insert into test values(8,9);
commit;
---session 1 模拟选中一个号码
SQL> select * from test where a =1 for update skip locked;
         A          B
---------- ----------
         1          2
---session 2 对 a=1 再进行 select
SQL> select * from test where a = 1 for update skip locked;
未选定行
-- session 3 全表 select
SQL> select * from test for update skip locked;
         A          B
---------- ----------
         3          4
         8          9
SQL>

2.2. 查询那些用户, 操纵了那些表造成了锁机

SELECT s.username,
decode(l.type,‘TM’,‘TABLE LOCK’,
‘TX’,‘ROW LOCK’,
NULL) LOCK_LEVEL,
o.owner,o.object_name,o.object_type,
s.sid,s.serial#,s.terminal,s.machine,s.program,s.osuser
FROM v$sessions,v$lock l,all_objects o
WHERE l.sid = s.sid
AND l.id1 = o.object_id(+)
AND s.username is NOT Null

2.3. 查出被锁的表, 和锁住这个表的会话 ID

select a.session_id ,b.* from v$locked_object a,all_objects b
where a.object_id=b.object_id

2.4. 查出对应的 SQL 语句

select vs.SQL_TEXT,vsess.sid,vsess.SERIAL#,vsess.MACHINE,vsess.OSUSER
,vsess.TERMINAL,vsess.PROGRAM,vs.CPU_TIME,vs.DISK_READS
from v$sqlvs,v$session vsess
where vs.ADDRESS=vsess.SQL_ADDRESS
and vsess.sid=(上面查出来的会话 ID)

2.5. 集合

2.5.1. 查哪个过程被锁

查 V$D{B}_{O}BJEC{T}_{C}ACHE视图:SELECT\ast FROMV$DB_OBJECT_CACHE WHERE OWNER=‘过程的所属用户’ AND LOCKS!=‘0’;

2.5.2. 查是哪一个 SID, 通过 SID 可知道是哪个 SESSION.

查 V$ACCESS视图:SELECT\ast FROMV$ACCESS WHERE OWNER=‘过程的所属用户’ AND NAME=‘刚才查到的过程名’;

2.5.3. 查出 SID 和 SERIAL#

查 VKaTeX parse error: Expected 'EOF', got '#' at position 31: …LECT SID,SERIAL#̲,PADDR FROM VSESSION WHERE SID=‘刚才查到的 SID’
查 V$PROCESS视图:SELECTSPIDFROMV$PROCESS WHERE ADDR=‘刚才查到的 PADDR’;

2.5.4. 杀进程

(1). 先杀 ORACLE 进程:
ALTER SYSTEM KILL SESSION ‘查出的 SID, 查出的 SERIAL#’;
(2). 再杀操作系统进程:
KILL -9 刚才查出的 SPID
或
ORAKILL 刚才查出的 SID 刚才查出的 SPID

2.6. 查找最耗费系统资源的 SQL

–CPU
select b.sql_text,
a.buffer_gets,
a.executions,
a.buffer_gets/decode(a.executions , 0 , 1 , a.executions),
c.username
from V$sqlareaa,v$sqltext_with_newlines b,
dba_users c
where a.parsing_user_id = c.user_id
and a.address = b.address
order by a.buffer_gets desc , b.piece

–IO
select b.sql_text,
a.disk_reads,
a.executions,
a.disk_reads/decode(a.executions , 0 , 1 , a.executions),
c.username
from v$sqlareaa,v$sqltext_with_newlines b,
dba_users c
where a.parsing_user_id = c.user_id
and a.address = b.address
order by a.disk_reads desc , b.piece

select s.sid,s.value “CPU Used”
from v$sesstats,v$statname n
where s.statistic#=n.statistic# and n.name=‘CPU used by this session’
and s.value>0
order by 2 desc;