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），對一些高負荷大數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)進行分治處理。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方面：

Parallel Query：并行查詢，使用多個操作系統(tǒng)級別的Server Process來同時完成一個SQL查詢；

Parallel DML：并行DML操作。類似于Parallel Query。當(dāng)要對大數(shù)據(jù)量表進行DML操作，如insert、update和delete的時候，可以考慮使用；

Parallel DDL：并行DDL操作。如進行大容量數(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)庫實例崩潰重新啟動，或者進行存儲介質(zhì)恢復(fù)的時候，可以啟動并行恢復(fù)技術(shù)。從而達到減少恢復(fù)時間的目的；

Procedural Parallel，過程代碼并行化。對我們編寫的代碼片段、存儲過程或者函數(shù)，可以實現(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。備選進行并行操作的任務(wù)task必須是一個大任務(wù)作業(yè)，比如，長時間的查詢。任務(wù)時間通?？梢砸苑昼?、小時進行計數(shù)。只有這樣的任務(wù)和需要，才值得讓我們冒險使用并行操作方案；

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候，才可以考慮進行并行處理。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)險在于并行爭用引起的效率不升反降。所以，要在確定兩個前提之后，再進行并行規(guī)劃處理。

2、環(huán)境準(zhǔn)備

首先，準(zhǔn)備實驗環(huán)境。由于筆者使用的一般家用PC虛擬機，所以并行度和存儲量不能反映真實條件需求，見諒。

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

BANNER

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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

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

SQL_ID 2jkn7rpsbj64t, child number 0

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

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)行計劃中沒有使用并行特性，進行全表掃描。執(zhí)行時間為54s。

3、并行查詢計劃

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

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)化器進行選擇。這樣，CBO會根據(jù)系統(tǒng)中資源的情況和數(shù)據(jù)的實際，進行執(zhí)行計劃生成。計劃中可能是并行，也可能不是并行。這樣的優(yōu)點是將并行與否交予優(yōu)化器CBO去判斷，缺點是并行的濫用風(fēng)險。

此處，筆者設(shè)置自動確定并行度的方式。

SQL> alter table t parallel;

Table altered

SQL> select count(*) from t;

 COUNT(*)

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1160704

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

SQL> select * from v$px_process;

SERVER_NAME STATUS      PID SPID       SID  SERIAL#

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

P000    AVAILABLE     25 5776               

P001    AVAILABLE     26 5778

注意，并行伺候進程是一種特殊的Server Process，本質(zhì)上是一種可共享的slave進程。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Client Process。而伺候slave進程是通過進程池進行管理的，一旦啟動初始化，就會在一定時間內(nèi)駐留在系統(tǒng)中，等待下次并行處理到來。

此時，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)的真實進程伺候。

[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

由于此時查詢已經(jīng)結(jié)束，對應(yīng)的并行會話信息，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)行一個并行操作時，Oracle會從伺候進程池中獲取到對應(yīng)的并行進程，來進行操作。當(dāng)操作完成后，伺候進程還會等待一定時間，之后回收。

并行操作進程的資源消耗，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

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|  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，之后分別進行全表掃描。最后排序計算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)功能的一個步驟來進行。

進行并行查詢最大的風(fēng)險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會引入盡可能多的并行進程進行操作。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)繁忙的時候，PSQ會將一些要進行的并行操作進入等待狀態(tài)，防止并行環(huán)境的惡化。當(dāng)環(huán)境好轉(zhuǎn)之后，等待隊列中的并行語句就進入執(zhí)行狀態(tài)。這個特性就可以有效的防止并行濫用的出現(xiàn)。

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