這篇文章主要介紹了oracle并行操作的并行查詢技術(shù),需要的朋友可以參考下。

oracle數(shù)據(jù)庫的并行操作特性，其本質(zhì)上就是強(qiáng)行榨取除數(shù)據(jù)庫服務(wù)器空閑資源（主要是cpu資源），對一些高負(fù)荷大數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分治處理。并行操作是一種非確定性的優(yōu)化策略，在選擇的時(shí)候需要小心對待。目前，使用并行操作特性的主要有下面幾個(gè)方面：

parallel query：并行查詢，使用多個(gè)操作系統(tǒng)級(jí)別的server process來同時(shí)完成一個(gè)sql查詢；

parallel dml：并行dml操作。類似于parallel query。當(dāng)要對大數(shù)據(jù)量表進(jìn)行dml操作，如insert、update和delete的時(shí)候，可以考慮使用；

parallel ddl：并行ddl操作。如進(jìn)行大容量數(shù)據(jù)表構(gòu)建、索引rebuild等操作；

parallel recovery，并行恢復(fù)。當(dāng)數(shù)據(jù)庫實(shí)例崩潰重新啟動(dòng)，或者進(jìn)行存儲(chǔ)介質(zhì)恢復(fù)的時(shí)候，可以啟動(dòng)并行恢復(fù)技術(shù)。從而達(dá)到減少恢復(fù)時(shí)間的目的；

procedural parallel，過程代碼并行化。對我們編寫的代碼片段、存儲(chǔ)過程或者函數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行的并行化，從而加快執(zhí)行效率；

1、并行查詢parallel query

oracle數(shù)據(jù)庫的并行查詢是比較基礎(chǔ)的技術(shù)，也是olap和oracle data warehouse經(jīng)常使用的一種并行技術(shù)。同本系列前面一直強(qiáng)調(diào)的要素相同，在確定使用并行技術(shù)之前，要確定軟硬件的一些先決條件：

任務(wù)task必要條件。備選進(jìn)行并行操作的任務(wù)task必須是一個(gè)大任務(wù)作業(yè)，比如，長時(shí)間的查詢。任務(wù)時(shí)間通?？梢砸苑昼?、小時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)。只有這樣的任務(wù)和需要，才值得讓我們冒險(xiǎn)使用并行操作方案；

資源閑置條件。只有在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器資源存在閑置的時(shí)候，才可以考慮進(jìn)行并行處理。如果經(jīng)常性的繁忙，貿(mào)然使用并行只能加劇資源的爭用。

并行操作最大的風(fēng)險(xiǎn)在于并行爭用引起的效率不升反降。所以，要在確定兩個(gè)前提之后，再進(jìn)行并行規(guī)劃處理。

2、環(huán)境準(zhǔn)備

首先，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)環(huán)境。由于筆者使用的一般家用pc虛擬機(jī)，所以并行度和存儲(chǔ)量不能反映真實(shí)條件需求，見諒。

sql> select * from v$version where rownum<2;

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oracle database 11g enterprise edition release 11.2.0.1.0 - production

sql> select count(*) from t;

count(*)

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1160704

選擇11gr2服務(wù)器環(huán)境，數(shù)據(jù)表t總數(shù)據(jù)量超過一百萬。

首先，我們觀察一下不使用并行的執(zhí)行情況。

//提取出使用游標(biāo)信息；

sql> select sql_text, sql_id, version_count from v$sqlarea where sql_text like 'select count(*) from t%';

sql_text            sql_id    version_count

------------------------------ ------------- -------------

select count(*) from t     2jkn7rpsbj64t       2

sql> select * from table(dbms_xplan.display_cursor('2jkn7rpsbj64t',format => 'advanced', cursor_child_no => 0));

plan_table_output

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sql_id 2jkn7rpsbj64t, child number 0

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select count(*) from t

plan hash value: 2966233522

-------------------------------------------------------------------

| id | operation     | name | rows | cost (%cpu)| time   |

-------------------------------------------------------------------

|  0 | select statement  |   |    | 4464 (100)|     |

|  1 | sort aggregate  |   |   1 |      |     |

|  2 |  table access full| t  | 1160k| 4464  (1)| 00:00:54 |

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該執(zhí)行計(jì)劃中沒有使用并行特性，進(jìn)行全表掃描。執(zhí)行時(shí)間為54s。

3、并行查詢計(jì)劃

首先，我們設(shè)置相應(yīng)的并行度。設(shè)置并行度有兩種方式，一種是使用hint加在特定的sql語句上。另一種是對大對象設(shè)置并行度屬性。

前者的優(yōu)點(diǎn)是帶有一定的強(qiáng)制性和針對性。就是指定特定的sql語句進(jìn)行并行處理。這樣的優(yōu)點(diǎn)是易于控制并行度，缺點(diǎn)是帶有很強(qiáng)的強(qiáng)制力，當(dāng)數(shù)據(jù)量偏小的時(shí)候，使用并行優(yōu)勢不大。而且如果是顯示指定并行度，又會(huì)帶來移植伸縮性差的缺點(diǎn)。

后者通過對象的屬性指定并行度。就將并行作為一種執(zhí)行手段，提供給優(yōu)化器進(jìn)行選擇。這樣，cbo會(huì)根據(jù)系統(tǒng)中資源的情況和數(shù)據(jù)的實(shí)際，進(jìn)行執(zhí)行計(jì)劃生成。計(jì)劃中可能是并行，也可能不是并行。這樣的優(yōu)點(diǎn)是將并行與否交予優(yōu)化器cbo去判斷，缺點(diǎn)是并行的濫用風(fēng)險(xiǎn)。

此處，筆者設(shè)置自動(dòng)確定并行度的方式。

sql> alter table t parallel;

table altered

sql> select count(*) from t;

 count(*)

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1160704

當(dāng)啟動(dòng)查詢時(shí)，oracle中的并行伺候進(jìn)程池會(huì)根據(jù)系統(tǒng)中的負(fù)荷和實(shí)際因素，確定分配出的并行進(jìn)程數(shù)量。此時(shí)，我們可以通過視圖v$px_process來查看進(jìn)程池中的連接信息。

sql> select * from v$px_process;

server_name status      pid spid       sid  serial#

----------- --------- ---------- ------------------------ ---------- ----------

p000    available     25 5776               

p001    available     26 5778

注意，并行伺候進(jìn)程是一種特殊的server process，本質(zhì)上是一種可共享的slave進(jìn)程。專用連接模式下，一般的server process與client process是“同生共死”的關(guān)系，終身服務(wù)于一個(gè)client process。而伺候slave進(jìn)程是通過進(jìn)程池進(jìn)行管理的，一旦啟動(dòng)初始化，就會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)駐留在系統(tǒng)中，等待下次并行處理到來。

此時(shí)，我們檢查v$process視圖，也可以找到對應(yīng)的信息。

sql> select * from v$process;

pid spid     pname username      serial# program   

-------- ---------- ------------------------ ----- --------------- ---------- -------------------------------

25 5776      p000 oracle         13 oracle@oracle11g (p000)  

26 5778      p001 oracle          6 oracle@oracle11g (p001)  

（篇幅由于原因，予以省略……）

32 rows selected

對應(yīng)的os中，也存在相應(yīng)的真實(shí)進(jìn)程伺候。

[oracle@oracle11g ~]$ ps -ef | grep oracle

（篇幅由于原因，予以省略……）

oracle  5700   1 0 17:29 ?    00:00:02 oraclewilson (local=no)

oracle  5723   1 0 17:33 ?    00:00:00 ora_smco_wilson

oracle  5764   1 2 17:40 ?    00:00:05 oraclewilson (local=no)

oracle  5774   1 0 17:42 ?    00:00:00 oraclewilson (local=no)

oracle  5776   1 0 17:43 ?    00:00:00 ora_p000_wilson

oracle  5778   1 0 17:43 ?    00:00:00 ora_p001_wilson

oracle  5820   1 1 17:44 ?    00:00:00 ora_w000_wilson

由于此時(shí)查詢已經(jīng)結(jié)束，對應(yīng)的并行會(huì)話信息，已經(jīng)消失不可見。

sql> select * from v$px_session;

saddr      sid  serial#   qcsid qcserial#

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但是，如果任務(wù)的時(shí)間長，是可以捕獲到對應(yīng)信息的。

從上面的情況看，我們執(zhí)行一個(gè)并行操作時(shí)，oracle會(huì)從伺候進(jìn)程池中獲取到對應(yīng)的并行進(jìn)程，來進(jìn)行操作。當(dāng)操作完成后，伺候進(jìn)程還會(huì)等待一定時(shí)間，之后回收。

并行操作進(jìn)程的資源消耗，通過v$px_sysstat視圖查看。

sql> col statistic for a30;

sql> select * from v$px_process_sysstat;

statistic              value

------------------------------ ----------

servers in use             0

servers available            0

servers started             2

servers shutdown            2

servers highwater            2

servers cleaned up           0

server sessions             6

memory chunks allocated         4

memory chunks freed           0

memory chunks current          4

memory chunks hwm            4

buffers allocated           30

buffers freed             30

buffers current             0

buffers hwm               8

15 rows selected

下面，我們檢查一下執(zhí)行計(jì)劃信息。

sql> set pagesize 10000;

sql> select * from table(dbms_xplan.display_cursor('2jkn7rpsbj64t',format => 'advanced',cursor_child

_no => 1));

plan_table_output

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sql_id 2jkn7rpsbj64t, child number 1

-------------------------------------

select count(*) from t

plan hash value: 3126468333

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| id | operation       | name   | rows | cost (%cpu)| time   |  tq |in-out| pq distrib

----------------------------------------------------------------------------------------------------

|  0 | select statement    |     |    | 2478 (100)|     |    |   |     

|  1 | sort aggregate    |     |   1 |      |     |    |   |     

|  2 |  px coordinator    |     |    |      |     |    |   |     

|  3 |  px send qc (random) | :tq10000 |   1 |      |     | q1,00 | p->s | qc (rand)

|  4 |   sort aggregate   |     |   1 |      |     | q1,00 | pcwp |     

|  5 |   px block iterator |     | 1160k| 2478  (1)| 00:00:30 | q1,00 | pcwc |     

|* 6 |    table access full| t    | 1160k| 2478  (1)| 00:00:30 | q1,00 | pcwp |     

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predicate information (identified by operation id):

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6 - access(:z>=:z and :z<=:z)

從執(zhí)行計(jì)劃的條件（6 - access(:z>=:z and :z<=:z)）中，我們可以看到任務(wù)分配，之后分別進(jìn)行全表掃描。最后排序計(jì)算count，合并結(jié)果的過程。

4、結(jié)論

oracle parallel query是經(jīng)常使用到的一種并行操作技術(shù)。相對于ddl、dml等類型操作，并行查詢更可以作為系統(tǒng)功能的一個(gè)步驟來進(jìn)行。

進(jìn)行并行查詢最大的風(fēng)險(xiǎn)就是并行濫用和失控的出現(xiàn)。這也是oracle一直致力解決的問題。在oracle11gr2中，引入了parallel statement queuing（psq）技術(shù)特性。通常，只要并行伺候池允許，oracle會(huì)引入盡可能多的并行進(jìn)程進(jìn)行操作。psq技術(shù)的出現(xiàn)，就是從資源角度加入了并行控制。

當(dāng)系統(tǒng)繁忙的時(shí)候，psq會(huì)將一些要進(jìn)行的并行操作進(jìn)入等待狀態(tài)，防止并行環(huán)境的惡化。當(dāng)環(huán)境好轉(zhuǎn)之后，等待隊(duì)列中的并行語句就進(jìn)入執(zhí)行狀態(tài)。這個(gè)特性就可以有效的防止并行濫用的出現(xiàn)。