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PGA

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在专有模式下，Oracle会为每个用户的连接请求分配一个服务进程(Server Process)为其服务，而为这个服务器进程分配的内存就叫做PGA。

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PGA的官方名称是程序全局区(Program Global Area),也有叫做进程全局区(Process Global Area)。

叫什么并没有什么本质的区别，重要的是要知道:

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1.PGA是一块内存区域

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2.这块内存区域包含的是和特定服务器进程相关的数据和控制信息。

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每个进程都拥有自己的PGA，并且是进程私有的。这也就是意味着，不同进程不会共享PGA内容。因此，和SGA不同，不需要Latch,Lock等保护机制，永远不会发生竞争。

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总的来说，PGA包含的是进程使用的操作系统信息和进程专有的私有状态信息。

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PGA主要包括两部分内容:

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1.Session Area

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Session Area这部分包括会话特有信息，比如说会话的跟踪信息，使用Alter Session

命令修改的环境参数，打开的DB Links，会话拥有的角色等。

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2.Private SQL Area

Server Process每执行一个SQL语句时，都需要伸请一个Private SQL Area，这也就是通常所说的Cursor。

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这个区域又可分为两个部分:

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1.Persistent Area

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这个区域存放的是如绑定变量，数据类型转换等Cursor的结构

信息，一旦Cursor被关闭时，这块区域就会被释放。

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2.Run-Time-Area

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

这个区域在SQL运行过程中使用，其大小依赖于SQL语句的操作

方式(Sort或者Hash Join)，要处理的数据行和每行记录的大小。

也就是要处理的数据越多,执行处理的步骤越多，这块区域的空

间需求就越大。

如果是DML语句，SQL语句执行完毕这块区域就会释放；而如果

是查询语句，则只有在整个记录集都传递给用户后，或者用户

取消查询后这部分空间才会被释放。

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一旦SQL语句处理完毕后，Run-Time-Area就被释放，而Private

SQL Are部分就可以被其它SQL语句重用，每次对Private SQL

Area的重用都必须重新初始化。

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注意:不要把Private SQL Area和Shared Pool中的Public SQL Area相混淆。

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Public SQL Area中保存的是SQL语句可以共享的信息，如执行计划。

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Private SQL Area中保存的是每个Session特有的信息，比如当前获取的行数信息。

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Server Process在执行SQL语句前，必须在Share Pool中定位语句的Share SQL Area。

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在PGA中的活动也与这个过程类似，也必须在PGA中定位该SQL语句的Private SQL Area。如果定位失败，服务器必须为其分配一个Private SQL Area，并进行初始化。这个过程也是一个CPU密集型操作。

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PGA中可以同时包含多个的Private SQL Area,Server Process也会尽量减少对已有PrivateSQL Area的重新初始化，这一点和Share Pool的功能有异曲同工之处，其目的就是在Server Process这一侧尽量增加重用。一个大的PGA可以避免Private SQL Arear的置换，相应地就会减少CPU开销，因而可以提高性能。当然，在分配PGA内存和整体性能之间还需要一个折中的考虑。

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因此，对于PGA的调整实际就是对Private SQL Area中的Run-Time-Area区域的调整。

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在Oracle9i之前，对于PGA的配置需要手工进行，DBA需要定义的参数包括SORT_AREA_SIZE和HASH_AREA_SIZE。

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从Oracle9i开始，PGA实现了自动调整，这部分区域就有了一个新的名称:SQL工作区域(SQL WORK AREA)，对应出现的PGA自动调整参数WORK_AREA_SIZE_POLICY也就因此得名。

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例1:从V$PROCESS视图查看PGA的总体分配情况:

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

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

)

);

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

例2:从V$PROCESS_MEMORY视图进一步查看PGA各个区域分配的大小信息:

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

SQL>select p.program,p.spid,

pm.allocated,pm.used,pm.max_allocated

from v$process p,v$process_memory pm

where p.pid = pm.pid

and

p.spid in(

select spid from v$process where addr in(

select paddr from v$session where sid in(

select distinct sid from v$mystat

)

);

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SQL语句的执行过程

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1.语法分析(Syncatic)

检查SQL语句的语法是否正确

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2.语义分析(Semantic)

检查SQL语句涉及的对象是否存在

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3.在Library Cache中检查语句的Cursor是否存在。

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如果存在可以重用的Cursor(包括Parent Cursor和Child Cursor)，则把PGA的Private SQL Area和其做关联,然后直接跳到第8步。这种解析叫做软解析(Soft Parse)。

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如果没有就申请一个Parent Cursor。Parent Cursor就是用来保存SQL语句的。

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4.View Merge

如果用户的语句中用到了视图，把视图语句合并到用户语句中

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5.Statement Transformation

把Complex SQL转换成Simple SQL，比如展开子查询

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注:某些资料也把(4)(5)这两步叫做逻辑优化(Logical Optimization)

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6.Optimization

如果是CBO，则根据对象的统计信息确定最佳访问路径

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注:某些资料把这个步骤叫做物理优化(Physical Optimization)

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7.QEP Generation

生成执行计划(Query Execution Plan);也就是产生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，比如优化器模式

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和软解析相对应，如果一个语句完整的经历了第(1)到第(7)步，这个解析过程叫做硬解析

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8.执行语句，生成结果

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总结:以上(1)-(7)统称为解析(Parsing)。解析的最终结果就是生成执行计划。

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每个SQL语句和它的执行计划都被保存在Library Cache中，而Oracle对Library Cache的访问也是基于HASH方式。每个SQL语句根据相同的HASH算法，得到一个HASH值，然后利用这个HASH值去检索Library Cahce。

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Parent Cursor and Child Cursor

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1.Parent Cursor:

它保存的就是SQL语句的原始文本

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2.Child Cursor:

它保存的是SQL语句的执行计划和环境信息

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在Share Pool中，一个SQL语句的执行计划可以有多个，但每个执行计划都是和特定的条件相关联的。如检索条件，但即使检索条件相同，不同的环境(这里主要指优化器的参数设置)也会生成不同的执行计划。

对于Child Cursor，保存的是执行计划和环境信息，因此，即便执行计划一样，但是环境信息不同，仍然会产生多个Child Cursor。

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产生的这些执行计划都有可能被重用，因此也都会被保存。所以，Oracle对这些执行计划和匹配的环境作为Child Cursor保存，并和Parent Cursor相关联。

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例1:更改优化器模式

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SQL>alter session set optimizer_mode=all rows/first_rows_10;

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

例2:当前系统中Parent Cursor的数量

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SQL>select sql_id,sql_text,executions from v$sqlarea;

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

例3:查看指定SQL语句的Child Cursor

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SQL>select sql_id,child_number,sql_text,optimizer_mode

from v$sql

where sql_text='select count(*) from a';

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

例4:从V$SQL_SHARED_CURSOR中获取为什么会有多个Child Cursor存在

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SQL>select child_number,optimizer_mode_mismatch

from v$sql_shared_cursor

where sql_id='25xvwbgca91h5';

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

注意:这里的child_number代表的不是child cursor的数量，而是child

cursor的索引,从0开始,child_number=0代表的是第一次产生的

child cursor。

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3.关于V$SQLAREA和V$SQL

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

1.V$SQLAREA是在Parent Cursor级别上统计语句执行信息

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2.V$SQL 是在Child Cursor级别上统计语句执行信息

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与Cursor有关的参数

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1.OPEN_CURSOR

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这个参数控制每个Session最多能同时打开的Cursor数量,如果超过这个数量，就会遇到ORA-1000错误

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例1:获得系统的参数设置以及系统曾经达到的最大值

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

SQL>select max(v$sesstat.value),

v$parameter.value as v$parameter_value

from v$sesstat,v$statname,v$parameter

where v$sesstat.statistic#=v$statname.statistic#

and v$statname.name='opened cursors current'

and v$parameter.name='open_cursors'

group by v$parameter.value;

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

例2:Cursor漏洞的解决方案-->

确定一个业务逻辑需要的Cursor数量

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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 cumulative'

and p.name='open_cursors'

and a.sid=(

select max(sid) from v$mystat

)

group by p.value;

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

2.SESSION_CACHED_CURSORS

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

这个参数用来控制CACHE缓存的CURSOR数量。

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如果一个SQL语句被频繁执行(3次以上),那么CACHE就会缓存这个CURSOR，当下次再执行该SQL时，就省去了对CURSOR的重新初始化过程，从而提高了SQL执行效率。

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例1:评估该参数设置的效果

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

这个参数设置的效果可通过两个统计量来进行评估:

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

1.session cursor cache hits:表示从CACHE CURSOR中得到的SQL语句数量

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

2.Parse count(total):代表总的数量

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通过这两个统计量的差就可得到发生了解析的数量

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

SQL>select cach.value cache_hits,

prs.value all_parses,

prs.value-cach.value sess_cur_cache_not_used

from

v$sesstat cach,

v$sesstat prs,

v$statname nm1,

v$statname nm2

where cach.statistics#=nm1.statistics#

and nm1.name= 'session cursor cache hits'

and prs.statistics#= nm2.statistics#

and nm2.name= 'parse count(total)'

and cach.sid= &sid and prs.sid= cach.sid;

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

3.CURSOR_SHARING

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

这个参数定义Cursor共享的模式，可以的取值包括:

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1.EXACT(精确)

缺省参数，这时系统不自动合并和共享Cursor，只有书写完全一致的Cursor才能共享

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2.SIMILAR(类似)

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3.FORCE(强制)

和SIMILAR相似，会将非绑定变量转为绑定变量，和SIMILAR不同的是，PARSER强制认为共享是安全的，因此不会理会柱状图的信息，直接共享该Cursor。

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4.CURSOR_SPACE_FOR_TIME

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

默认参数为FALSE，对性能提升不是很大，通常建议不要打开

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Explain之执行计划

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1.Explain plan for

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注意:此执行计划并非Library Cache中真正的执行计划，只供分析使用。

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1.生成指定语句的执行计划

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

SQL>explain plan for select * from dept;

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

2.获得执行计划

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

SQL>select * from table(dbms_xplan.display);

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

SQL Trace and 10046 Event

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二者的功能是一致的，都是跟踪某个Session的活动情况。既可以跟踪前台进程，也可以跟踪后台进程。

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1.启动方法

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1.10046事件分5个级别

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1.0级，相当于设置SQL_TRACE=FALSE,禁用跟踪功能

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2.1级，相当于设置SQL_TRACE=TRUE，启用标准跟踪

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

3.4级，在1级的基础上还会跟踪绑定变量信息

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

4.8级，在1级的基础上还会跟踪等待事件信息

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

5.12级，相当于1级+4级+8级

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

2.启用10046事件有两种方式:

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

1.静态修改初始化参数

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

[oracle@localhost ~]$ event="10046 trace name context forever,level 8"

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2.如果使用动态设置，则既可在系统级别设置，也可在会话级别设置

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

SQL>alter system set events='10046 trace name context forever,level 8';

SQL>alter session set events='10046 trace name context forever,level 8';

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

2.关闭方式

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SQL>alter session set events='10046 trace name context off';

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警告:设置了这个事件后，会在短时间内产生大量的trace文件，如果不及时关闭，很容易迅速耗尽磁盘空间。因此，除非必要，建议设置会话级别的跟踪就足够了，并且要及时关闭跟踪。

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3.跟踪文件存放目录和文件格式

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

1.USER_DUMP_DEST

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

2.BACKGROUND_DUMP_DEST

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

3.文件名格式是:sid_ora_spid.trc

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4.查找当前进程的SPID

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SQL>select spid from v$process where addr in (

select paddr from v$session wehre sid in (

select distince sid from v$mystat

));

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5.也可以通过定义跟踪文件名格式从而找到跟踪文件

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SQL>alter session set tracefile_identifier='lisheng';

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6.跟踪文件转换

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[oracle@localhost udump]$trprof orcl_ora_13258_lisheng.trc trace.txt

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需要注意的三列,所有的调整最终也是为了降低这3个统计量

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DISK:number of physical reads of buffers from disk

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

QUERY:number of buffers gotten for consistent read

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CURRENT:number of buffers gotten in current mode (usually for update)

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如何跟踪其它会话的信息

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方法一:使用DBMS_SUPPORT包

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如果当前系统中没有，可以通过执行脚本$ORACLE_HOME/rdbms/admin/dbmssupp.sql手工创建

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1>打开跟踪

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SQL>exec dbms_support.start_trace_in_session(

sid=>703,serial=>846,waits=>true,binds=>true);

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

注:WAITS,BINDS分别代表等待事件和绑定变量的信息

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2>关闭跟踪

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

SQL>exec dbms_support.stop_trace_in_session(sid=>703,serial=>846);

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方法二:oradebug

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这是Oracle提供的在SQL*PLUS环境下使用的工具。使用这个工具需要提供进程的OS PID或者Oracle PID。

*如果使用OS PID：

oradebug setospid 4600

*如果使用Oracle PID:

oradebug setorapid 15

1、定义生成的跟踪文件是否有了限制，unlimit代表不限制：

oradebug unlimit;

2、定义要跟踪的事件：

oradebug event 10046 trace name context forever , level 12;

3、结束要跟踪的事件：

oradebug event 10046 trace name context off;

DBMS_SUPPORT和ORADEBUG两种方法其实也是10046事件。

从Library Cache中获取

1.先介绍几个视图:

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

1.V$SQL_PLAN

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和之前的PLAN_TABLE相似，可以查看执行计划。所不同的是，件助这个视图查看到的是Library Cache中真实的执行计划。

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2.V$SQL_PLAN_STATISTICS

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这个视图查看的是执行计划的每一步在运行时的统计信息，包括花费时间，处理的数据

行数。是对V$SQL_PLAN的有益补充。前一个视图虽然也有类似的数据，但那些数据都是在Parsing阶段预估出来的，供优化器选择最优的执行计划用的。而这个视图提供的是真正的性能消耗。但缺省这些数据并不会收集，要想收集这些数据，必须把初始化参数STATISTICS_LEVEL设置成ALL，或者对SQL语句添加GATHER_PLAN_STATISTICS提示。

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3.V$SQL_WORKAREA

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

该视图提供了SQL语句运行时内存的消耗。

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4.V$SQL_PLAN_STATISTICS_ALL

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

这个视图是前三个视图的汇总，Oracle替用户完成了复杂的JOIN操作

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

5.V$SESSION

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在做性能调整时，V$SESSION是最初的入口。

在Oracle10g中，这个视图的功能有了增强，如V$SESSION_WAIT。

这个视图会记录两条SQL语句:

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

1.SQL_ID, SQL_CHILD_NUMBER(当前正在执行的)

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

2.PREV_SQL_ID,PREV_CHILD_NUMBER(刚刚执行完的)

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

注:在Oracle10g之前，要想定位一个Cursor,需要通过ADDRESS，HASH_VALUE,CHILD_NUMBER三个变量。前两个用来定位Parent Cursor,后一个用来定位Child Cursor。

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从Oracle10g开始，可以用SQL_ID来定位Parent Cursor。SQL_ID就是根据SQL语句计算出来的HASH值。对于一个SQL来说，SQL ID永远不变，ADDRESS只是一个内存指针，可能变化。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2.如何获取信息

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这个方法也是利用的DBMS_XPLAN包，这个包从Oracle9i就有了，10g又增加了新的方法。

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DISPLAY |Oracle9i

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DISPLAY_CURSOR |Oracle10g

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DISPLAY_AWR |Oracle10g

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DISPLAY_SQLSET |Oracle10g

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DISPLAY_SQL_PLAN_BASELINE |Oracle11g

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3.实例

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1.DISPLAY_CURSOR(Oracle10g)

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

格式声明:

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

DBMS_XPLAN.DISPLAY_CURSOR(

sql_id in varchar2 default null,

child_number in number default null,

format in varchar2 default 'TYPICAL'

);

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

注:1.child_number 如不指定值，会列出所有子游标的执行计划

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

2.format 用来控制输出内容

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

FORMAT常见4种格式:

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1.BASIC 只需要最基本的执行计划

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

2.TYPICAL 缺省值

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

3.SERIAL 与TYPICAL基本相同，只是没有任何并行相关信息

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、 4.ALL 比TYPICAL增加了语句过滤信息

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

如果收集了SQL运行信息，还可以使用如下选项

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

要使用如下选项，还需如下其一操作:

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

1.执行SQL语句时，使用/*+ gather_plan_statistics */提示

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

2.在系统范围或者至少在执行该语句的会话内，设置参数 statistics_level='ALL'

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

1.IOSTATS 显示IO数据

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

2.MEMSTATS 如果PGA手动管理，会出现相关内容

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

3.ALLSTATS 同时显示以上两个内容

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例1:

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

1.执行测试语句

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

SQL>select /*+ lisheng */ /*+ gather_plan_statistics */ count(*)

from scott.emp where sal <1000;

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

2.确认这个语句的SQL_ID

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

SQL>select sql_text,sql_id from v$sql

where sql_text like '%lisheng%';

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

3.查看执行计划

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

SQL>select * from table(

dbms_xplan.display_cursor('d4ky9n1kfu0gk',null,'TYPICAL'));

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

SQL>select * from table(

dbms_xplan.display_cursor(

'd4ky9n1kfu0gk',null,'TYPICAL,+IOSTATS,+MEMSTATS'));

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

2.DISPLAY_AWR(Oracle10g)

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

这个方法是作为Oracle10g诊断包的一部分发布的，用户借助这个方法可以获得AWR中的执行计划，

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其信息来自于DBA_HITS_SQL_PLAN,DBA_HIST_SQLTEXT

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Select * from table(dbms_xplan.display_awr(‘awr_sql_id’));

阅读执行计划

一个完整的执行计划应该包含以下五部分内容：

1.SQL概要信息

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

*SQL_ID，即SQL语句的Parent Cursor。Oracle使用SQL_ID来区分每一个SQL语句

*Child Cursor ，即SQL语句的Child Cursor

*完整的SQL语句

2.执行计划

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

*执行计划的HASH值

*以表格形式列出的执行计划

3.QB

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Oracle把SQL语句分为single sql statement和complex sql statement。所谓的简单SQL语句就

没有任何SQL嵌套的一个SQL语句，而复杂SQL语句就是使用了如视图，子查询，或者带有集合操作符的SQL语句(UNION,UNIONALL,MINUS,INTERCEPT)。

Query Block命名：

1、系统自动生成

格式为：Prefix$n

根据操作类型的不同，前缀也不同：

CRI$ Create Index Action

DEL$ Delete Action

INS$ Insert Action

MEG$ Merge Action

SEL$ Select Action

SET$ 用于集合操作

UPD$ Update Action

MISC$ Other Action ,for example “Lock table”

2、自定义

通过 /*+ qb_name(…) */指定

如：select /*+ qb_name(stone) */ * from test;

子查询块的名称格式：

Table_name@ qb_name

复杂语句的处理办法：

Oracle优化器在遇到复杂SQL语句时，首先要做的就是转换（transformation）,也就是没法把复杂的SQL语句转换成简单的SQL语句。对于视图则是合并（Merge），对于子

查询则是展开（Unnset Subquery）。10053事件可跟踪SQL语句的Parse全过程。

语句转换的理想结果就是去掉所有的View、Subquery，整个语句改写成只有一层SELECT语句，所有的表都合并到一个FROM子句中。早期,Oracle认为这样的性能会更好。但有时也是得不偿失，所以才有了CBO。

语句转换结束后，原始的复杂SQL语句不复存在，取而代之的是一个新的简单的SQL语句，这个新的SQL语句也对应着一个Query Block，对于这个Query Block，Oracle采用了一种不同的命名方式，其格式是SET$XXXXXXXX（8 个字符）。这8 个字符和SQL_ID异曲同工，也是对新的SQL语句进行某种HASH计算的值，可以认为是不变的。对于这个Query Block名称，用户是无法通过/*+ qb_name */提示命名的。

Query Block的作用

Query Block主要用于提示（Hint）。Oracle的Hint是一个非常强大的性能调整工具，件助于它DBA可以随心所欲的控制SQL语句的执行计划。

但要特别注意的是，所有的控制访问路径、连接方式的Hint都是在Singe SQL语句内起作用，或者说在一个Query Block范围内起作用。

如，要实现对B表全表扫描（错误）：

Select /* full(a) full(b) */ a.id,v_b.id

From a,(select　* from b) v_b

Where ………………..

要实现对B表全表扫描（正确）：

Select /* full(a) */ a.id,v_b.id

From a,(select /* full(b) */ from b ) v_b

Where ……………………………

DBA通常希望能把一个SQL语句的所有Hint集中放到一个地方。有两种方法可以实现这个目的：

1、 Global Hint

2、 Query Block

（1） Global Hint

要想使用Global Hint，需要为子查询创建一个别名，然后通过这个别名引用子查询中的对象。

如：

SQL> select /* full(a) full(v_b.b) */ a.id,v_b.id

2 from a,(select * from b) v_b

3 where .....

对于视图、Inline-view这两种Query Block来说，Global Hint 是有效的。但是对于子查询，也就是放在WHERE子句中的子查询是无法定义别名的，这时Global Hint这种方法就不起作用了。

（2）QB_NAME

这种方法只在Oracle10g以后的版本有效

Oracle10g开始，每个Hint都可以跟一个参数，也就是Query Block Name，其目的

就是定义这个Hint的作用范围。有了这个扩展之后，对于嵌套子查询也可以完成上

的要求了。

如：

SQL> select /* qb_name(main) full(@main t_a) full(@sub t_b) */ ...

2 from t_a

3 where ... exist (select /* qb_name(sub) */ from t_b...)

引用方式：@qb_name table_name

用这种方式时，建议使用有意义的名字。当然也可以使用系统产生的名字，但需要

获得执行计划，区分出每个Query Block的名字，尤其是发生TransformationZ时生

成的名字。

4.谓词(predicate)（过滤条件）

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关系数学术语，俗称过滤条件，包括选择条件，连接条件等

1 - access("E"."DEPTNO"="D"."DEPTNO")

2 – filter (“E”.”SAL”>300)

每一行都是一步数据过滤，记录了过滤是执行计划的哪一行起作用，以及如何起作用的。

*filter 代表对原始数据的过滤条件

*access 代表利用某种结构过滤数据，比如利用索引、hash连接等

执行计划中每个使用数据过滤的行前，也会带有一个*号，和这里的代表行号的数字相对应。

5.列投影(projection)

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也是关系数学的术语，含义就是只选择部分列而非所有列

这一部分显示了每一个操作返回了哪些列，以及这些列的数据类型、数据长度。

从这里，我们可以判断是否发生了隐式数据类型转换，而隐式数据类型转换正是

阻止使用索引的罪魁祸首之一。

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SQL 优化原理

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