巧用Cartesian连接优化SQL语句

Posted by 老熊 on 7月 16th, 2009

一条看上去很简单的SQL:

SELECT * FROM V_CALL_EVENT_10906
WHERE to_char(start_date, 'yyyymmdd') in ('20090620', '20090621', '20090622') 

执行时长比较长,以至于出现ORA-01555错误,由于返回的结果数据行数非常大,取1月之内3天的数据,不太适合于使用索引,同时应用结构上决定了,也不能按天分区。

这里如果我们能够把表访问从6次,改为1次,那么性能就能大幅提升,这里修改视图的定义如下:

V_CALL_EVENT_10906视图定义如下:

CREATE VIEW V_CALL_EVENT_10906
AS
SELECT ACCT_ID1 ACCT_ID,
               SERV_ID,
               EVENT_TYPE_ID,
               ACCT_ITEM_TYPE_ID1 ACCT_ITEM_TYPE_ID,
               CALLING_AREA_CODE,
               CALLING_NBR,
               CALLED_AREA_CODE,
               CALLED_NBR,
               START_DATE,
               START_DATE + DURATION / 3600 / 24 END_DATE,
               DURATION,
               CHARGE1 CHARGE,
               BILLING_CYCLE_ID,
               TO_DATE(CREATED_DATE) CREATED_DATE,
               TO_DATE(START_DATE) DATA_DATE,
               RESERVED_FIELD1,
               1 SPLIT_ID
 FROM CALL_EVENT_10906
union all
SELECT ACCT_ID1 ACCT_ID,
               SERV_ID,
               EVENT_TYPE_ID,
               ACCT_ITEM_TYPE_ID2 ACCT_ITEM_TYPE_ID,
               CALLING_AREA_CODE,
               CALLING_NBR,
               CALLED_AREA_CODE,
               CALLED_NBR,
               START_DATE,
               START_DATE + DURATION / 3600 / 24 END_DATE,
               DURATION,
               CHARGE2 CHARGE,
               BILLING_CYCLE_ID,
               TO_DATE(CREATED_DATE) CREATED_DATE,
               TO_DATE(START_DATE) DATA_DATE,
               RESERVED_FIELD1,
               2 SPLIT_ID
 FROM CALL_EVENT_10906
WHERE ACCT_ITEM_TYPE_ID2 != 0
  AND ACCT_ITEM_TYPE_ID2 IS NOT NULL

为节省篇幅,这个视图的定义实际上没有完全列出,视图中实际有5个“UNION ALL”,也就是CALL_EVENT_10906实际访问了6次。

CREATE VIEW V_CALL_EVENT_10906 
AS 
select /*+ no_merge(v) no_push_pred(v) */
v.* FROM 
(SELECT /*+   parallel(a,4) */
          ACCT_ID1 ACCT_ID,
                   SERV_ID,
                   EVENT_TYPE_ID,
                   DECODE(B.SPLIT_ID, 1, ACCT_ITEM_TYPE_ID1, 2, ACCT_ITEM_TYPE_ID2, 3, ACCT_ITEM_TYPE_ID3,   4, ACCT_ITEM_TYPE_ID4, 5, ACCT_ITEM_TYPE_ID5, 6,ACCT_ITEM_TYPE_ID6,0) ACCT_ITEM_TYPE_ID,
                   CALLING_AREA_CODE,
                   CALLING_NBR,
                   CALLED_AREA_CODE,
                   CALLED_NBR,
                   START_DATE,
                   START_DATE + DURATION / 3600 / 24 END_DATE,
                   DURATION,
                   DECODE(B.SPLIT_ID, 1, CHARGE1, 2, CHARGE2, 3, CHARGE3, 4, CHARGE4, 5, CHARGE5, 6,CHARGE6,0) CHARGE,
                   BILLING_CYCLE_ID,
                   TO_DATE(CREATED_DATE) CREATED_DATE,
                   TO_DATE(START_DATE) DATA_DATE,
                   RESERVED_FIELD1,
                   B.SPLIT_ID SPLIT_ID
           FROM CALL_EVENT_10906812 A,
                                   (
                  SELECT 1 SPLIT_ID
                    FROM DUAL
                  UNION ALL
                  SELECT 2
                    FROM DUAL  
                  UNION ALL  
                  SELECT 3
                    FROM DUAL
                  UNION ALL  
                  SELECT 4
                    FROM DUAL
                  UNION ALL  
                  SELECT 5
                    FROM DUAL
                  UNION ALL  
                  SELECT 6 FROM DUAL) B
) v,(select /*+ no_merge */ 0 id from dual) K
where nvl(v.acct_item_type_id,0) !=k.id;

通过UNION DUAL表,得到6行结果,同时与CALL_EVENT_10906表之间没有任何关联条件,这样就会形成笛卡尔连接(cartesian join),CALL_EVENT_10906这个表的每一行数据,将实际产生6行输出。这样就避免了对这个表扫描6次。

为什么这里还要嵌套一层,再加上这样的条件:

where nvl(v.acct_item_type_id,0) !=k.id

这个条件实际上是:

where nvl(v.acct_item_type_id,0) !=0

如果不嵌套一层,那么就会形成CALL_EVENT_10906与DUAL表UNION之后的结果之后的连接关系,就不会使用cartesian join了。

使用sql trace时需要注意的一个问题

Posted by 老熊 on 6月 20th, 2009

我们经常使用Sql Trace和10046 event来诊断Oracle数据库性能问题。而level超过1的10046事件通常称为extended sql trace,通常用于诊断确定的单个SQL、存储过程或会话的性能问题,具有如下的几个优点:

  • 可以得到SQL执行时实际的执行计划。
  • 可以得到SQL执行时所花时间的具体分布,CPU消耗了多长时间,多块读消耗了多长时间等等。
  • 可以得到SQL执行时的各种与性能相关的统计数据,逻辑读、物理读、fetch次数、parse次数等等。
  • 不仅能够用于性能测试,同时能够用于诊断正在执行的SQL或存储过程的性能。
  • 有很多的工具用于格式化生成的trace文件,除了Oracle自带的TKPROF、Metalink Note 224270.1 Trace Analyzer,以及第三方的免费工具如orasrp,《Troubleshooting Oracle Performance》作者开发的TVD$XTAT,甚至还有商业化的软件Hotsos Profiler等。

不过前段时间在用10046事件诊断一个性能问题的时候,却让生成的结果误导了。后来仔细检查发现,在会话开启sql trace的情况下,SQL语句会重新解析,导致开启sql trace之后与开启之前相比,执行计划可能发生了变化,导致sql trace的结果不能真实地反映会话执行SQL的情况,在分析时容易发生偏差。

下面是一个测试:

测试的环境是Oracle 10.2.0.1 for Windows,不过前面提到的案例,是发生在Oracle 9i下的,所以9i和10g都有这个问题,而11g目前还没有测试过,有兴趣的朋友可以在11g上进行测试。

首先创建一个sql文件,内容为:

select /*+ testsql */ sum(value) from t1 where flag=:v_flag;

创建一个列上数据有倾斜的表:
SQL> create table t1 (value number ,flag number,pad varchar2(2000));

表已创建。

SQL> insert into t1 select rownum,mod(rownum,2000),lpad('x',1000,'x') from dba_objects;

已创建49796行。

SQL> commit;

提交完成。

SQL> insert into t1 select rownum,3000,lpad('x',1000,'x') from dba_objects where rownum<=10000;

已创建10000行。

SQL> commit;

提交完成。

SQL> create index t1_idx on t1(flag);

索引已创建。

SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats(ownname=>user,tabname=>'T1',cascade=>true,method_opt=>'for all indexed columns');

PL/SQL 过程已成功完成。
SQL> select column_name,num_distinct,num_buckets from user_tab_columns where table_name='T1';

COLUMN_NAME                    NUM_DISTINCT NUM_BUCKETS
------------------------------ ------------ -----------
VALUE                                                  
FLAG                                   2030          75
PAD         

在创建的测试表中,FLAG列有2001个不同的值,其中,0-1999之间每个值约为25个,而有一个特殊的值3000,有10000个。收集统计信息时,在FLAG列上收集了直方图。

下面运行test.sql:

SQL> var v_flag number;
SQL> exec :v_flag:=3000;
SQL> set autot on stat
SQL> @test

SUM(VALUE)
----------
  50005000
统计信息
-------------------------------------------------------
          0  recursive calls
          0  db block gets
       8575  consistent gets
          0  physical reads
          0  redo size
        412  bytes sent via SQL*Net to client
        384  bytes received via SQL*Net from client
          2  SQL*Net roundtrips to/from client
          0  sorts (memory)
          0  sorts (disk)
          1  rows processed

我们来看看SQL的执行计划:
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一切皆有可能

Posted by 老熊 on 6月 14th, 2009

其实这是一篇技术文章。

最近比较忙,通宵干活也逐渐平常起来,BLOG更新也少了,其实想写的东西挺多的。

闲话少扯,切入正题。

■ Poor connection management can cause poor response times and unreliable
systems.
----摘自《Oracle Database Performance Tuning Guide 10g Release 2 (10.2)》”Understanding Scalability--Factors Preventing Scalability“一节.

■ Good Database Connection Management
Connecting to the database is an expensive operation that is highly unscalable.
Therefore, the number of concurrent connections to the database should be
minimized as much as possible. A simple system, where a user connects at
application initialization, is ideal. However, in a Web-based or multitiered
application, where application servers are used to multiplex database connections
to users, this can be difficult. With these types of applications, design efforts
should ensure that database connections are pooled and are not reestablished for
each user request.

----摘自《Oracle Database Performance Tuning Guide 10g Release 2 (10.2)》”Application Design Principles--SQL Execution Efficiency“一节.

1. Bad Connection Management
The application connects and disconnects for each database interaction. This
problem is common with stateless middleware in application servers. It has over
two orders of magnitude impact on performance, and is totally unscalable.

----摘自《Oracle Database Performance Tuning Guide 10g Release 2 (10.2)》”The Oracle Performance Improvement Method--Top Ten Mistakes Found in Oracle Systems“一节.

以上的内容,全部是关于连接管理(connection management)的,也就是应用系统连接到数据库的方式,其中之一就是,是使用长连接还是短连接。其实在以前,我看到如上所述的内容,并没有引起重视的,甚至可以说是不以为然。因为现在的使用Oracle数据库的大型的高并发的应用系统,在连接数据库上,一般都是使用了连接池,连接管理基本上都不存在什么问题。

然而事实证明,我错了。就在前不久,遇上一套系统,Oracle数据库的会话数保持在4000以上的高并发系统,一个关键的应用居然用的短连接。不幸的是,这个应用连接数据库的速率非常的快,而创建一个数据库的连接耗时非常的长,闲时都在150ms以上。在业务高峰期,连接数据库的排队已经非常高,Listener已经不能够及时处理连接请求,连接数据库通常需要1s以上,甚至数秒,严重影响了系统的性能。就算使用两个Listener都已经承受不了压力。

解决这个问题的根本办法还是修改应用,使用连接池。

看起来真是“只有想不到,没有做不到”,一切皆有可能啊。

记一个SQL优化案例(二)

Posted by 老熊 on 5月 17th, 2009

这次的案例同样是一个省电信的数据库,只不过比《记一个SQL优化案例》中提到的数据库规模要大得多。先简单地介绍一下环境,运行在AIX 5300 TL05上的Oracle 9.2.0.8。系统维护人员发现一个应用的中间件队列全部堵塞。检查数据库的等待事件,发现这个应用连接的会话,基本上都是在等待latch free,latch#为98,很明显是SQL性能出现了问题。因此,检查几个会话正在运行的SQL,都是下面类似的SQL:

select c.acct_id,
       a.serv_id,
       d.cust_code,
       d.cust_id,
       a.acc_nbr,
       c.acct_name,
       c.acct_nbr_97,
       e.name serv_acct_state,
       to_char(b.state_date, ’yyyymmdd’) state_date,
       f.name serv_state,
       h.product_name
  from serv a,
       serv_acct b,
       acct c,
       cust d,
       (select domain, name
          from v_domain
         where table_name = ’SERV_ACCT’
           and field_name = ’STATE’) e,
       (select domain, name
          from v_domain
         where table_name = ’SERV’
           and field_name = ’STATE’) f,
       product h
 where a.serv_id = b.serv_id
   and b.acct_id = c.acct_id
   and a.cust_id = d.cust_id
   and b.state = e.domain
   and a.state = f.domain
   and a.product_id = h.product_id
   and b.state = ’10A’
   and c.state = ’10A’
   and a.state in (’2HA’, ’2HC’, ’2HD’, ’2HE’, ’2HH’, ’2HN’, ’2HS’)
   and a.serv_id in
       (SELECT distinct serv_id
          FROM serv_attr
         WHERE attr_val = ’0xx833xxxxx’
           AND attr_id IN (SELECT attr_id
                             FROM a_query_acct_attr
                            WHERE state = ’A0A’
                              and attr_type = ’ACT’))

我隐去了代码中那ATTR_VAL=条件后真实的值,以’0xx833xxxxx’代替。

这个SQL咋一看跟《记一个SQL优化案例》提到的SQL都很相似,想想也能明白,都是一家开发商开发的系统^_^。

我在这条SQL中看到下面这样的代码,我就头痛:

SELECT distinct serv_id
          FROM serv_attr
         WHERE attr_val = ’0xx833xxxxx’
           AND attr_id IN (SELECT attr_id
                             FROM a_query_acct_attr
                            WHERE state = ’A0A’
                              and attr_type = ’ACT’)

对于SERV_ATTR这个表,我们可理解为这个表存储了所有用户的属性,每一个用户有多行,每一行有一个ATTR_ID,表示属性ID,也就是表示是什么属性,而ATTR_VAL则是属性的值。这样可以很方便地进行扩展,比如增加属性类型,甚至是自定义属性等。但是这样的设计,虽然具有了很大的灵活性,但不得不说,这样的设计,放在数据库中,基本上违背了关系型数据库的初衷。ATTR_VAL虽然定义为VARCHAR2类型,但实际存储的数据也可能是数值,日期,只不过都以字符串来表示。这样的表,对于Oracle的优化器来说,可以说是一个巨大的挑战。

虽然如此,不得不先接受现实,得想办法让这个SQL正常。第一步当然还是看执行计划了:
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Oracle压缩表数据块格式解析 PartII

Posted by 老熊 on 5月 16th, 2009

接上文《Oracle压缩表数据块格式解析 PartI》,本文将分析压缩表块中实际的行数据部分。

首先我们还是先来看看行数据部分(tab 1)序号为0的行的数据:

tab 1, row 0, @0×1855
tl: 52 fb: --H-FL-- lb: 0×0  cc: 13
col  0: [ 3]  53 59 53
col  1: *NULL*
col  2: [ 5]  56 41 4c 49 44
col  3: [ 1]  4e
col  4: [ 1]  4e
col  5: [ 1]  4e
col  6: [ 2]  c1 62
col  7: [ 5]  54 41 42 4c 45
col  8: [ 7]  78 6d 03 0f 12 2a 38
col  9: [ 7]  78 6d 03 0f 12 2a 38
col 10: [19]  32 30 30 39 2d 30 33 2d 31 35 3a 31 37 3a 34 31 3a 35 35
col 11: [ 7]  41 43 43 45 53 53 24
col 12: [ 2]  c1 62
bindmp: 2c 00 0d 06 76 c9 78 79 79 79 ca c1 62 cd 54 41 42 4c 45 77 77 db 32 30 30 39 2d 30 33 2d 31 35 3a 31 37 3a 34 31 3a 35 35 cf 41 43 43 45 53 53 24 ca c1 62

bindmp那一行,与符号表中的一样,都是表示这一行数据在数据块中的原始数据,也就是压缩后的数据。我们需要把这个数据解压还原。

bindmp: 2c 00 0d 06 76 c9 78 79 79 79 ca c1 62 cd 54 41 42 4c 45 77 77 db 32 30 30 39
        2d 30 33 2d 31 35 3a 31 37 3a 34 31 3a 35 35 cf 41 43 43 45 53 53 24 ca c1 62

为了便于排版,这里把数据处理后显示为2行。

2c 行标志字节,与普通表数据块一样
00 锁标志,即ITL插槽位置
0d 这个字节表示数据被压缩后的列数,可以理解为后面的数据被分割成了几部分。
06 表示这一行中前面6列数据一定是被压缩的,具体含义在后面可以进一步解析。这一个字节,是网上很多讲压缩表格式时都没有正确地给出其意义的。
接下来的部分,与符号表类型,都是
    标志字节+数据
76 表示数据来自符号表中的序号为118(0×76)的行。
c9 依照解析符号表时的推论,应该表示接紧着后面的数据是实际的列数据,长度为1。但实际上在这里更为复杂。这里也是网上所有关于压缩表块格式分析的文章没有提到的。上面提到过”06 表示这一行中前面6列数据一定是被压缩的“,由于到这列为止,只压缩了1列,因此还没有到6列,那么这1列也是被压缩的,只不过压缩的数据没有在符号表中,而在这个字节紧接着的后面。

我们来看看上面提到的”C9”究竟代表什么?这里就不得不引入了压缩块头部中的fcls_9ir2:
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Oracle压缩表数据块格式解析 PartI

Posted by 老熊 on 5月 16th, 2009

前段时间花了点时间研究了一下Oracle压缩表的数据块格式,并给ODU增加了压缩表支持功能。鉴于目前在网络上基本上没有完整的关于Oracle压缩表数据块的格式分析,我觉得有必要把自己的研究得到的知识,发布出来与大家分享。

由于Oracle 9i与Oracle 10g在压缩块格式上没啥区别,我使用ODU也能够在11g上导出压缩表,所以本文就是Windows上的Oracle 9.2.0.8下的压缩表来进行块格式分析。下面我们用DBA_OBJECTS的数据建一个测试表:

SQL> create table t1 as select * from dba_objects;

表已创建。
SQL> select header_file,header_block from dba_segments where owner=user and segment_name=’T1′;

HEADER_FILE HEADER_BLOCK
----------- ------------
          8          137
SQL> alter system dump datafile 8 block 138;

系统已更改。

由于T1表所在的表空间是MSSM管理方式的表空间,一般来说紧接着段头后面的数据块就是存储表实际数据的第1个块。所以dump出了datafile 8的138块。

下面从块头往下一直进行解析。

Start dump data blocks tsn: 8 file#: 8 minblk 138 maxblk 138
buffer tsn: 8 rdba: 0×0200008a (8/138)
scn: 0×0000.003d0735 seq: 0×02 flg: 0×04 tail: 0×07350602
frmt: 0×02 chkval: 0xe80a type: 0×06=trans data
Block header dump: 0×0200008a
Object id on Block? Y
seg/obj: 0×1be4 csc: 0×00.3d0735 itc: 3 flg: - typ: 1 - DATA
fsl: 0 fnx: 0×0 ver: 0×01

 Itl           Xid                  Uba         Flag  Lck        Scn/Fsc
0×01   0xffff.000.00000000  0×00000000.0000.00  C---    0  scn 0×0000.003d0735
0×02   0×0000.000.00000000  0×00000000.0000.00  ----    0  fsc 0×0000.00000000
0×03   0×0000.000.00000000  0×00000000.0000.00  ----    0  fsc 0×0000.00000000

这一部分是Oracle块的头部,与其他非压缩表块的头部没什么不同。接下来是表类型(相对于索引类型的数据块)的数据头部:

data_block_dump,data header at 0×3393074
===============
tsiz: 0×1f88
hsiz: 0×280
pbl: 0×03393074
bdba: 0×0200008a
     76543210
flag=-0------  这里“O”标记表示是压缩的块
ntab=2     这里说明块里面有两个“表”的数据,实际上是“符号表”和“实际的表数据”,分别是”tab 0″和”tab 1″
nrow=291
frre=-1
fsbo=0×280
fseo=0×28c
avsp=0xc
tosp=0xc
  r0_9ir2=0×0        这里及下面的数行都是压缩表特有的数据
  mec_kdbh9ir2=0×3  这个字段后面有详细说明
  r1_9ir2=0×0
            76543210
  flag_9ir2=------OC
    fcls_9ir2[7]={ 0 32768 32768 32768 32768 32768 32768 }  这个字段后面有详细说明
    perm_9ir2[13]={ 0 11 1 12 6 7 8 9 10 2 3 4 5 }  这个字段后面有详细说明
0×32:pti[0] nrow=122 offs=0
0×36:pti[1] nrow=169 offs=122
0×3a:pri[0] offs=0×189f
0×3c:pri[1] offs=0×1890
0×3e:pri[2] offs=0×1889
0×40:pri[3] offs=0×18ae
0×42:pri[4] offs=0×18c4
0×44:pri[5] offs=0×18ce

行目录数据比较多,在此大部分省略。接下来,就是tab 0,也就是符号表的数据了:
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数据库性能、容量规划

Posted by 老熊 on 5月 7th, 2009

其实这篇文章,我也不知道用什么标题为好。只是对今天发生的一个案例的思考。

今天是6号,是电信每个新帐期收费的第1天(可能各地有所差异)。某个省电信的收费系统Oracle数据库不堪压力,前台已经不能正常进行收费。而我登上数据库主机时,发现CPU使用率已经达到100%,90%以上的CPU使用率是user模式。这个主机有40个CPU(按逻辑CPU算是80个),而运行队列一直在130以上。

由于我之前没有接触过这套系统,对系统的能力,平时系统的状况都不是很了解。没有发现明显消耗CPU的进程,检查等待事件、以及使用statspack做了个10分钟左右的报告,没有发现特别的异常。唯一的异常是,活动会话太多。

为了解决此问题,客户立即给主机增加了16个CPU(这些CPU本来就在主机上,只是没有划给系统使用),同时重启了应用中间件。这个问题就这样暂时解决了,“火被扑灭了”。

下面分析一下今天这个问题:

大家应该都会有一个共识,应用服务器是很容易水平(横向)扩展的,一台应用服务器不够,可以再增加一台,对于很多应用,应用服务器几乎具有无限制的水平扩展能力。所以一个系统,其甁颈往往出现在数据库。RAC数据库几乎不能够线性扩展,比如两个节点的RAC,其处理能力达到单个节点库的1.6倍已经算是不错了。同时数据库往往受限于IO子系统的能力极限,扩展能力有限。因此,通过增加应用服务器,应用服务器可以接受无限制的请求,但是数据库的处理能力则是有限制的。

回到今天这个问题上,由于今天是业务高峰期,数据库接收到大量来自于应用服务器的请求,达到了某一个临界值以后,系统资源效率下降,比如,IOPS达到一定程度,IO响应时间大幅下降(当然这个系统IO子系统还没表现明显的瓶颈),CPU效率也会下降,同一个事务,以前只需要消耗CPU时间1s的,现在可能需要1.1s,一些等待也会加剧。这样应用服务器的请求队列越来越长,导致数据库的请求也越来越多,活动会话数越来越高。数据库处理的速度已经跟不上请求的速度了。CPU也就长时间保持在100%的使用率,也不足为奇了。

重启应用中间件,就强制中止了所有的请求,消除了排队,避免了给数据库增加更多的压力。重启应用中间件以及增加CPU(增加处理能力)之后,系统就恢复了正常。不过之后一段时间的观察,CPU使用率按之前40个CPU折算,也是在85%左右,也是一个比较高的值。

经过后面一段时间分析,数据库中也存在一些性能问题,存在着较大的优化余地。但是,对于这样一个成熟的庞大的系统来说,不要期望像像网上很多文章介绍的那样,优化极个别的SQL就能解决问题。存在性能不够优化的SQL很多(注意这里说的不够优化,并不是说存在严重的性能问题),并且反映出来的问题很多,涉及面相当广,比如有些表的统计信息缺失,有些SQL写法有问题,有些是索引使用不够合理,执行计划经常变动,不够稳定、有些表有碎片等等。解决这样的系统的性能问题,非一日之功。

所以今天对这个案例,让我思考的是另一方面,对于容量规划。某些系统,像电信的收费(销帐)系统,在业务高峰期,其交易量可以达到平时交易量的2-4倍(只是个粗略估计)。对于这样的系统,我们是不是应该让系统保证足够的处理能力?特别是CPU以及IO子系统能力。对于RAC数据库来说,对每个节点,是不是应该让系统足够在另一个节点DOWN掉的情况下能够支持所有的业务量,如果不能,那么RAC的高可用性就不能得到保证,一个节点DOWN掉以后,其他节点,如果不能承受DOWN掉节点转移过来的压力,也将会不堪重负而垮掉。

同时随着业务量的增加和数据量的增长,系统的压力也会越来越大。因此容量规划也需要考虑这个因素。

对于今天这样的一个系统,如果需要系统能够支撑业务高峰期的压力,通过优化系统,使之在业务低谷期,CPU的利用率应该控制在30%以下,否则今天这样的事情难免会重演。

一篇杂乱的文章,没有详细讨论容量规划,这是一个很大的话题,欢迎讨论。

TAF PartIV

Posted by 老熊 on 5月 1st, 2009

与本系列的前几篇不同,本文将在RAC上测试TAF的一些特性。而测试环境又有所不同:运行于Red Hat Enterprise Linux 5上的Oracle 10.2.0.1,客户端为Windows上的10.2.0.1。在客户端的TNSNAME配置如下:

DMDB =
  (DESCRIPTION =
    (ADDRESS_LIST =
      (ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = 192.168.0.81)(PORT = 1521))
      (ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = 192.168.0.82)(PORT = 1521))      
    )
    (CONNECT_DATA =
      (SERVICE_NAME = dmdb)
      (FAILOVER_MODE =
        (TYPE = SELECT)
        (METHOD = BASIC)
        (RETRIES = 180) (DELAY = 5)         
      )      
    )
  )

我们使用sqlplus连接到数据库中(为节省篇幅,对部分无关紧要的输出做了剪裁):

D:\>sqlplus test/test@dmdb
连接到:
Oracle Database 10g Enterprise Edition Release 10.2.0.1.0 - Production
With the Partitioning, Real Application Clusters, OLAP and Data Mining options

由于负载均衡的作用,我们需要确定会话连接的实例(节点),下面的输出给出了当前会话连接的节点和会话信息:

SQL> show parameter instance_name

NAME                                 TYPE        VALUE
------------------------------------ ----------- -------
instance_name                        string      rac2

SQL> select sid from v$mystat where rownum=1;

       SID
----------
       147
SQL> select failover_type,failover_method,failed_over from v$session where sid=147;

FAILOVER_TYPE FAILOVER_M FAILED_OVE
------------- ---------- ----------
SELECT        BASIC      NO      

从上面输出的结果中的最后几行可以看出,会话已经启用了TAF

现在将节点2上的实例(也就是rac2)关闭,在sqlplus依次执行下面的命令,得到的结果如下:

SQL> show parameter instance_name

NAME                                 TYPE        VALUE
------------------------------------ ----------- ------
instance_name                        string      rac1

SQL> select sid from v$mystat where rownum=1;

       SID
----------
       146
       
SQL> select failover_type,failover_method,failed_over from v$session where sid=146;

FAILOVER_TYPE FAILOVER_M FAILED_OVE
------------- ---------- ----------       
SELECT        BASIC      YES


从结果来看,会话已经顺利地failover到了第1个节点(rac1)上

在接下来的测试中,为了避免服务器端的自动均衡对测试造成的干扰,我们将两个实例的remote_listener参数设置为空,并使用lsnrctl services命令确认设置已经生效:

SQL> alter system set remote_listener=” sid=’rac1′;

System altered.

SQL> alter system set remote_listener=” sid=’rac2′;

System altered.

同时将客户端tnsname设置中原来的两个IP地址改为一个IP地址,即将:

(ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = 192.168.0.81)(PORT = 1521))
(ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = 192.168.0.82)(PORT = 1521))

改为:

(ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = 192.168.0.81)(PORT = 1521))

退出sqlplus,再次运行sqlplus,进行跟上面同样的测试:
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疯狂的系统,神奇的数据文件

Posted by 老熊 on 4月 22nd, 2009

这篇文章看起来有点标题党的感觉。

昨天一位网友管理的数据库(版本9iR2,平台Windows),由于存储阵列问题,挂了,再也起不来了。

数据库本来有RMAN做的备份,但不幸的是,备份数据与数据库放在同一台服务器,同一个硬盘上,备份文件不幸地变成了0字节。

数据库在打开时,报ORA-1578错误,错误块为系统表空间文件号1的第417块。这可是系统在自举(bootstrap)时非常重要的一个数据块,具体可以参见eygle的文章《Oracle中独一无二的Cache对象》

使用dbv检查数据文件,发现很多很多的坏块。

我让网友对现有的数据库中的所有文件(数据文件,在线日志文件等)做一个冷备份。然后使用我开发的ODU,dump 文件1的第417块,”神奇的“事情出现了,dump出来的结果显示,这个块头显示这个块的地址居然是文件号1,块号为425,相差了8个块。继续检查发现,这个块附近的连续8个块,都偏移了8个块(均是向后偏移了),而这8个块之后的8个块,又向前偏移了8个块的位置。说的更清楚的就是,这连续的16个块,前8个块和后8个块,他们在磁盘上交换了位置

My God,这个系统疯了,是存储阵列的问题?还是操作系统的。看起来阵列的问题其可能性更大。

我花了大约20几分钟的时间,修改了一下ODU程序,对copy datafile命令加上了修正数据块交错的功能。网友用copy datafile将SYSTEM表空间的数据文件复制成一个新的文件后,用dbv检查,仍然还是有很多的坏块,不过已经比之前的少很多了。不过从dbv检查的结果来看,有很多的坏块,显示的是全0字节,也就是说,这个块中的所有数据全为0。这样的块,彻底地坏了。

不过用ODU修正块的交错之后,至少能导出一部分数据字典了,有了一线希望。

网友仍然在尝试恢复中。

这是一个惨痛的教训,系统一定要做备份,备份的数据一定不要放在与系统同一台服务器上,也一定不要放在同一个硬盘或阵列上,阵列也是不可靠的。

Oracle与防火墙

Posted by 老熊 on 4月 20th, 2009

最近有两次Oracle数据库故障与防火墙有关。这里的防火墙是硬件网络防火墙,而不是软件防火墙。

先说说简单的。一个运行在Windows系统上的Oracle 9i,客户端不能连接数据库,但是用tnsping测试没有问题。解决问题的办法很简单,但是我们仍然需要了解一下引起这个问题的原因。

这个问题首先得从客户通通过监听连接数据库的整个过程说起,此处指专用服务器连接模式:

  • 服务器上的监听进程在1521端口上进行侦听
  • 客户端发起一个数据库连接请求
  • 监听进程fork一个Oracle服务器进程(Server Process),也可称之为影子进程 (Shadow Process)。服务器进程选择一个大于1024的端口号进行侦听,监听进程把这个端口号发回到客户端,要求客户端重新连接这个指定的端口。
  • 客户端重新连接监听指定的新端口,也就是重新进行连接。
  • 客户端与Server Process直接对话,不再通过监听,进行会话认证(登录),执行SQL等等。

从上述过程可以看到,客户端最终连接的端口实际上并不是1521。由于防火墙一般只开放了几个端口,对Oracle数据库只开放了1521端口,这样在客户端进行第二次连接时,不能通过防火墙,导致连接数据库失败。

值得庆幸的是,只有Windows平台上的9i及以下版本的Oracle才会有这个问题。Oracle在Linux以及Unix平台下,多个进程间可以对端口进行复用,Oracle Server Process仍然使用的是跟监听进程一个端口(1521)。通过在linux使用strace跟踪客户端连接数据库的过程可以发现,客户端只连接了一次,并没有进行第二次连接,与上面描述的流程相比已经发生了变化。在Windows平台上,10g及以上版本的库,也同样利用端口复用,避免了这样的问题。

那么Windows上运行的Oracle 9i怎么解决这个问题呢?答案很简单,在Windows注册表的\HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\ORACLE\HOMEn(这里n指Oracle Home的序号,只有一个Oracle Home时是0)键下面增加一项USE_SHARED_SOCKET,其值为TRUE。然后重启监听及Oracle服务(注意要重启Oracle的服务,而不仅仅是重启数据库),就可以解决此问题。实际上10g就是默认USE_SHARED_SOCKET为TRUE。

对于这种问题,或者是让防火墙打开针对数据库主机的所有端口访问,也能解决。但是这种方案往往会被负责安全的人否决。

下面这个由防火墙导致的问题,就相对复杂一点了。
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