专有模式下ORACLE会给每个连接分配一个服务进程(Server Process),这个服务进程将为这个连接服务。为这个服务进程分配的内存叫做PGA。PGA不需要Latch也不需要Lock,永远不会发生竞争。
PGA组成中主要包括两部分:Session Area和Private SQL Area。
包括会话跟踪信息,使用alter session命令修改的环境参数、打开的DB Links、会话特有的角色等。
Server Process每执行一个SQL都需要申请一个Private SQL Area,就是Cursor。
Private SQL Area可以分成两个部分Persistent Area和Run-Time Area。Private SQL Area中保存的是每个Session私有的信息,例如Cursor行数。Shared Pool中有一个Public SQL Area,保存的是执行计划等共享信息。两者截然不同。
Server Process在执行SQL语句前,必须在Shared Pool中定位语句的Shared SQL Area。在PGA中,情形类似,比如在PGA中定位该SQL语句的Private SQL Area。如果定位失败(找不到),服务器必须为其分配一个Private SQL Area,并初始化。这个过程消耗大量CPU Cycle。
Persistent Area存放的是绑定变量,数据类型转换等Cursor结构信息,Cursor关闭时,该区域释放。
Run-Time Area在SQL运行过程中使用。大小依赖于SQL语句操作方式,处理数据行数和每行记录大小,与处理数据量与处理步骤成正比。如果是DML,语句执行完就释放;如果是SELECT,在记录全部传给客户端或者取消查询后才释放。
一个SQL语句执行完后,Run-Time Area就会被释放,而Private SQL Area可以被其它SQL语句重用,重用时同样必须初始化。
PGA可以同时包含多个Private SQL Area,Server Process也会使用重用算法,增大Private SQL Area的重用。一个大的PGA可以避免Private SQL Area的置换,相应减少CPU开销。
PGA寻找Cursor的过程如下:
是否在某个OPEN CURSOR,如果是,执行;如果否,继续下一步。
是否在SESSION CACHED CURSOR,如果是,执行;如果否,继续下一步。
是否在HOLD CURSOR,如果是,执行;如果否,继续下一步。
OPEN CURSOR,继续下一步。
检索SQL AREA,继续下一步。
是否可重用判断,如果是,软解析,执行;如果否,执行下一步。
硬解析,执行。
Oracle 9i开始PGA实现了自动调整,Private SQL Area也叫做SQL Work Area,PGA自动调整参数WORKAREA_SIZE_POLICY(默认为AUTO)
可以使用以下语句查看PGA总的分配情况:
SQL>SELECT SPID, PROGRAM, PGA_MAX_MEM MAX, PGA_ALLOC_MEM ALLOC, PGA_USED_MEM USED, PGA_FREEABLE_MEM FREE
FROM V$PROCESS
WHERE SPID IN
(SELECT SPID FROM V$PROCESS WHERE ADDR IN
(SELECT PADDR FROM V$SESSION WHERE SID IN
(SELECT DISTINCT SID FROM V$MYSTAT)
)
);
可以使用以下语句查看PGA各个分区分配大小:
SQL>SELECT P.PROGRAM, P.SPID, PM.CATEGORY, PM.ALLOCATED, PM.USED, PM.MAX_ALLOCATED
FROM V$PROCESS P, V$PROCESS_MEMORY PM
WHERE P.PID=PM.PID
AND SPID IN
(SELECT SPID FROM V$PROCESS WHERE ADDR IN
(SELECT PADDR FROM V$SESSION WHERE SID IN
(SELECT DISTINCT SID FROM V$MYSTAT)
)
);
SQL完成执行过程
1、Syntactic:语法分析,这一步检查SQL语法结构。
2、Semantic:语义分析,查看对象是否存在,有否访问权限。
3、Parent Cursor:在Library Cache中检查语句的Cursor是否存在,存在就重用,把PGA的Private SQL Area做关联,然后直接执行(这个过程叫软解析)。如果没有就申请一个Parent Cursor,Parent Cursor就是用来保存SQL语句的。
4、View Merge:如果用户验收用到了视图,把视图语句合并到用户语句中。
5、Statement Transformation:把Complex SQL转换成Simple SQL,比如展开子查询。
(4、5也叫逻辑优化Logical Optimization)
6、Optimization:确定最佳访问路径。基于CBO来做,也叫做物理优化Physical Optimization。
7、QEP Generation:生成执行计划Query Execution Plan,产生Child Cursor,执行计划会保存在Child Cursor中,并和Parent Cursor相关联。在Child Cursor中保存的是执行计划和执行环境信息(优化器模式)。
(1~7这个部分叫做完整的硬解析)
8、SEP Execution:执行语句,生成结果。
每个SQL语句和它的执行计划都存在Library Cache中,Oracle对Library Cache的访问也就基于Hash方式。
Parent Cursor只保存SQL语句的原始文本。
Child Cursor保存SQL语句的执行计划和环境信息。
Shared Pool中保存的一个SQL语句的执行计划可以有多个,每个计划是和具体条件相关的。
条件、优化器参数都会影响执行计划,使得一个SQL语句有不同的执行计划。ORACLE对这些计划和匹配的环境作为Child Cursor保存,并和Parent Cursor相关联。
Parent Cursor和Child Cursor都可以被重用,减少Parsing对CPU、内存、锁消耗。Parent Cursor保存的是SQL语句文本,因此Parent Cursor可重用条件是文本完全匹配,包括大小写,空格等。
可以用以下语句查看Cursor在SQLAREA中的情况:
SQL>SELECT SQL_ID, SQL_TEXT, EXECUTIONS FROM V$SQLAREA;
可以进行以下实验来证明同一语句(Parent Cursor)多个Child Cursor的情况:
SQL>ALTER SESSION SET OPTIMIZER_MOD=ALL_ROWS;
SQL>SELECT COUNT(*) FROM TABLEA;
SQL>ALTER SESSION SET OPTIMIZER_MOD=FIRST_ROW_10;
SQL>SELECT COUNT(*) FROM TABLEA;
SQL>SELECT SQL_ID, CHILD_NUMBER, SQL_TEXT, OPTIMIZER_MODE, PLAN_HASH_VALUE
FROM V$SQL
WHERE SQL_TEXT=’SELECT (*) FROM TABLEA’;
会有两条记录。
查看V$SQL_SHARED_CURSOR可以区分Child Cursor。原因可见_MISMATCH字段。环境因素不同,则相应值为Y。
SQL>SELECT * FROM V$SQL_SHARED_CURSOR WHERE SQL_ID=’XXXX’;
V$SQL和V$SQLAREA都记录了一个SQL语句运行的运行信息,包括SQL语句文本,执行次数,解析次数等。V$SQLAREA统计Parent Cursor的SQL执行信息,V$SQL是统计在Child Cursor上执行信息。
OPEN_CURSOR参数
控制每个SESSION能够同时打开的CURSOR数量,超过了就会出现ORA-1000错误。
可以使用以下语句查看该参数设置和曾达到的最大值。
SQL>select max(a.value) as highest_open_cur, p.value as max_open_cur
from v$sesstat a, v$statname b, v$parameter p
where a.statistic# = b.statistic#
and b.name = ‘opened cursors current’
and p.name = ‘open_cursors’
group by p.value;
*注:代码中关闭了Cursor后,ORACLE把这部分资源标识为“closeable”,而非立即释放。直到新Cursor需要使用这部分空间的时候旧Cursor才会被释放。
“Currently Open Cursors”并不能区分“closeable”的Cursor。
如果要确定一个业务逻辑需要的Cursor数量,可以进行一下处理。先运行一次完整业务逻辑,然后运行如下代码:
SQL>select max(a.value) as cumu_open_cur, p.value as max_open_cur
from v$sesstat a, v$statname b, v$parameter p
where a.statistic# = b.statistic#
and b.name = ‘opened cursors current’
and p.name = ‘open_cursors’
and a.sid = (select max(sid) from v$mystat)
group by p.value;
SESSION_CACHED_CURSORS参数
默认为20,定义改参数后如果一个SQL语句被执行3次,这个CURSOR就被CACHE,免去了重新初始化过程,提高效率。
可以查看统计量“SESSION CURSOR CACHE HITS”和“PARSE COUNT(TOTAL)”。
前者代表CACHED CURSOR中SQL的数量(完全不PARSE);后者代表总数量。
两者相减得到解析数量。
SQL>select cache.value cache_hits, prs.value all_parses, prs.value-cache.value sess_cur_cache_not_used
from v$sesstat cache, v$sesstat prs, v$statname nm1, v$statname nm2
where cache.statistic# = nm1.statistic#
and nm1.name = 'session cursor cache hits'
and prs.statistic# = nm2.statistic#
and nm2.name = 'parse count (total)'
and cache.sid = &sid and prs.sid = cache.sid;
CURSOR_SHARING参数
定义CURSOR共享模式,有三种EXACT(精确)、FORCE(强制)、SIMILAR(相似)。
缺省使用EXACT模式,系统部自动合并共享CURSOR,只有书写完全一致的才能共享。
SIMILAR,ORACLE会自动将非绑定变量转换为绑定变量,同时会做PEEKING(监控),如果判断是可以共享的就共享SQL。
如果某个WHERE条件里的字段存在柱状图,那么PEEKING过程会认为这个SQL的共享不安全,将不进行共享,而产生一个新的Child Cursor。这种情况下,只有非绑定变量的值是相同的,PARSER才认为共享是安全的,此时不产生新Child Cursor。
CURSOR_SPACE_FOR_TIME参数
缺省是FALSE,设成TRUE后SHARED SQL AREA当CURSOR打开的时候是驻留在共享池里的。PGA中的CURSOR的私有内存执行完SQL也不关闭,下次执行的时候直接使用。节省时间。坏处是占用大量内存,尤其在共享池碎片较为严重的情况下带来负面效应。通常不建议启用。PARSE频繁执行SQL频繁的情况下不建议启用。