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)間通常可以以分鐘、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
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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
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| 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(*)
----------
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#
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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
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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
----------------------------------------------------------------------------------------------------
sql_id 2jkn7rpsbj64t, child number 1
-------------------------------------
select count(*) from t
plan hash value: 3126468333
----------------------------------------------------------------------------------------------------
| 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)。