Oracle 課程九之綁定變量

課程目標

　　完成本課程的學習后，您應該能夠：

　　•變量綁定的目的

　　•父子游標

　　•游標共享

　　•綁定窺探

　　•SQL語句處理流程

　　•硬解析、軟解析、軟軟解析

　　•變量綁定的應用場景

 

1。游標

　　游標可以理解為SQL語句的一個句柄，也叫SQL語句的指針，游標指向一條SQL語句，oracle會話要執行一條SQL時，首先要打開游標。

1.1父子游標:

　　同樣的SQL，因某些其它的差異，會產生另外的cursor。解析操作的結果是將一個父游標與子游標保存到庫緩存中。很顯然，將它們保存到共享內存的目的是為了重用它們，從而避免硬解析。

　　父游標 parent cursor ---第一條運行的SQL。
　　子游標 child cursor ---后續運行的SQL 。
　　父游標的關鍵信息是SQL語句的文本。
　　子游標的關鍵是執行計划和執行環境。

實驗：

sqlplus test/test
drop table t_cursor purge;
create table t_cursor as select * from dba_objects;
alter system flush shared_pool;

select count(*) from t_cursor;
select count(*) from T_cursor;
col sql_text format a40;
select sql_id, sql_text, executions from v$sql
 where sql_text like '%select count(*) from%_cursor%'
   and sql_text not like '%sql_text%';
alter system flush shared_pool;
select sql_id, sql_text, executions from v$sql
 where sql_text like '%select count(*) from%_cursor%'
   and sql_text not like '%sql_text%';

select count(*) from t_cursor;
select count(*) from t_cursor;
select sql_id, sql_text, executions from v$sql
 where sql_text like '%select count(*) from%_cursor%'
   and sql_text not like '%sql_text%';
alter system flush shared_pool;

--父子游標
alter session set optimizer_mode = all_rows;
select count(*) from t_cursor;
select sql_id, sql_text,child_number,executions from v$sql
 where sql_text like '%select count(*) from%_cursor%'
   and sql_text not like '%sql_text%';
alter session set optimizer_mode = first_rows_10;
select count(*) from t_cursor;
select sql_id, sql_text,child_number,executions from v$sql
 where sql_text like '%select count(*) from%_cursor%'
   and sql_text not like '%sql_text%';

grant select any dictionary to scott;

sqlplus scott/tiger
drop table t_cursor purge;
create table t_cursor as select * from user_objects;
col sql_text format a40;
select count(*) from t_cursor;
select sql_id, sql_text,child_number, executions from v$sql
 where sql_text like '%select count(*) from%_cursor%'
   and sql_text not like '%sql_text%';

1.2V$SQL_SHARED_CURSOR,提供游標為什么不能共享的原因:

　　Desc V$SQL_SHARED_CURSOR:

　　字段意思參考幫助文檔：Reference/V$SQL_SHARED_CURSOR

　　Select * from V$SQL_SHARED_CURSOR;

　　邏輯優化：這個階段，通過應用各種不同的轉換技巧，會生成語義上等同的新的SQL語句。

　　物理優化：首先會生成與每個邏輯優化產生的SQL語句有關的執行計划。接着，根據數據字典找到的統計信息或動態取樣收集的統計信息，計算出一個與各個執行計划相關的開銷。最后，擁有最低開銷的執行計划會被選中。

1.3硬解析步驟

　　　　1.) 對SQL語句進行語法檢查，看是否有語法錯誤。如果存在語法錯誤，則退出解析過程；
　　　　2.) 通過數據字典(row cache)，檢查SQL語句中涉及的對象和列是否存在。如果不存在，則退出解析過程;
　　　　3.)檢查SQL語句的用戶是否對涉及到的對象是否有權限。沒有則退出解析；
　　　　4.)通過優化器創建一個最優的執行計划。這個過程會根據數據字典中的對象的統計信息，來計算多個執行計划的cost，從而得到一個最優的執行計划。
　　　　　 這一步涉及到大量的數據運算，從而會消耗大量的CPU資源；(library cache最主要的目的就是通過軟解析來減少這個步驟);

　　　　5.)將該游標所產生的執行計划，SQL文本等裝載進library cache中的heap中。

1.4軟解析、軟軟解析

　　軟解析： 所謂軟解析，就是因為相同文本的SQL語句存在於library cache中，所以本次SQL語句的解析就可以去掉硬解析中的多個步驟。從而節省大量的資源的　　耗費。
　　軟軟解析：所謂的軟軟解析，就是沒有任何解析過程。當設置了session_cached_cursors參數時，當某個session第三次執行相同的SQL語句時，則會把該SQL語句的游標緩存到PGA中。這樣，當該session在執行該SQL語句時，會直接從PGA中取出執行計划，從而跳過解析的所有步驟。

drop table test purge;
alter system flush shared_pool;
create table test as select * from dba_objects where 1<>1;
exec dbms_stats.gather_table_stats(user,'test');

select * from test where object_id=20;
select * from test where object_id=30;
select * from test where object_id=40;
select * from test where object_id=50;
var oid number;
exec :oid:=20;
select * from test where object_id=:oid;
exec :oid:=30;
select * from test where object_id=:oid;
exec :oid:=40;
select * from test where object_id=:oid;
exec :oid:=50;
select * from test where object_id=:oid;
begin
     for i in 1..4 loop
     execute immediate 'select * from test where object_id=:i' using i;
     end loop;
     end;
 /
 
select sql_text,s.PARSE_CALLS,loads,executions from v$sql s
    where sql_text like 'select * from test where object_id%'
    order by 1,2,3,4; 

 

2.綁定變量

2.1變量綁定的目的

　　變量綁定的目的是把硬解析變成軟解析:

　　a.減少SQL硬解析的次數。
　　b.減少系統資源開銷。
　　c.減少latch爭用。

　　綁定變量也有冬天:bind peeking

　　bind peeking的由來：在執行含有綁定變量的查詢語句時，完成解析和最優化操作之后才能對綁定變量進行綁定，這意味着在實現最優化操作時無法使用綁定變　　　　量列的統計信息。
　　為了解決這個問題，數據庫使用了窺探技術，在第一次解析SQL時，按照窺探變量的值生成執行計划，以后這樣的SQL都按照這個執行。
隱藏參數_optim_peek_user_binds=true則啟用綁定變量窺探，否則CBO認為統計列是均勻的。
由綁定窺探你想到了什么?

 

drop table test purge;
create table test as select * from dba_objects;
create index ind_object_id on TEST (object_id);
exec dbms_stats.gather_table_stats(user,'test',cascade=>true);
set autotrace traceonly
select count(object_name) from test where object_id < 10;
select count(object_name) from test where object_id < 1000000;
set autotrace off

alter session set statistics_level=all;
alter system flush shared_pool;
var ccc number;
exec :ccc:=10;
select count(object_name) from test where object_id < :ccc;
select * from table(dbms_xplan.display_cursor(null,null,'allstats last'));

exec :ccc:=1000000;
select count(object_name) from test where object_id < :ccc;
select * from table(dbms_xplan.display_cursor(null,null,'allstats last'));

alter system flush shared_pool;
exec :ccc:=1000000;
select count(object_name) from test where object_id < :ccc;
select * from table(dbms_xplan.display_cursor(null,null,'allstats last'));

exec :ccc:=10;
select count(object_name) from test where object_id < :ccc;
select * from table(dbms_xplan.display_cursor(null,null,'allstats last'));

 

2.2變量綁定的應用場景

　　OLTP環境應該使用綁定變量：

　　•操作的結果集小，雖然有些表數據量很大，但是往往操作的記錄數可能很小。比如改部門，只需要在龐大的用戶表里通過索引找到其中一行數據來做修改。即使每個用戶的謂詞條件不一樣，執行計划也是一樣的，也就是說，在執行計划幾乎唯一的情況下，使用變量來代替謂詞條件，是非常合適的。

　　•用戶量非常大、執行頻繁。

---OLTP環境模擬
drop table t purge;
create table t (name varchar2(20),department_id number(10));

begin
  for i in 1 .. 10000 loop
    insert into t values ('test'||i,i);
  end loop;
  commit;
end;
/
select * from t;
------------以上為創造實驗環境--------------
---如果我們要將test1、test2兩個用戶轉部門，那么產生的sql應該是以下兩條內容
select department_id from t where name = 'test1' 
update t set department_id=1000 where name ='test1';
commit;

select department_id from t where name = 'test2' 
update t set department_id=1000 where name ='test2';
commit;
---如果使用綁定變量，那么sql應該是以下內容
select department_id from t where name = :x;
update t set department_id=1000 where name =:x;
---通過綁定變量，我們將兩次硬解析變成了一次硬解析

---接下來我們看綁定變量與不綁定變量的性能區別
alter session set tracefile_identifier = 'Look_For_Me';
alter session set events '10046 trace name context forever,level 12';

begin                        ---不綁定
for x in 1..10000 loop
execute immediate 'select * from t where name ='||x;
end loop;
end;
/

begin                        ---綁定
for x in 1..10000 loop
execute immediate 'select * from t where name =:x' using x;
end loop;
end;
/

alter session set events '10046 trace name context off';

　　OLAP環境不應該使用綁定變量：

　　OLAP環境大多時候是報表處理，操作的結果集龐大，並且數據往往不均勻，在這種情況下，謂詞條件不同，獲取到的數據量也不一定相同，執行計划就不一定相同，這個時候，變量就不那么合適了

　　在OLAP系統中，根據不同謂詞條件選擇不同的執行計划是至關重要的，這時候，解析的代價和大查詢的代價比較起來，sql解析消耗的資源是可以忽略不計的
用戶量較少、執行次數少。

2.3游標共享(cursor_sharing)

　　cursor sharing用來告訴oracle什么情況下可以共享游標，即SQL重用。oracle默認cursor_sharing 是exact  指的是SQL語句必須絕對一樣的情況下才能共享游標，否則作為新的SQL語句處理。
　　適合場景：使用exact 高效的前提是應用代碼中使用了綁定變量，這也是oracle推薦的。

Drop table t purge;
show parameter cursor_sharing;
create table t as select * from dba_objects;
alter system flush shared_pool;
select /*+test_exact*/count(1) from t where object_id=100;
select /*+test_exact*/count(1) from t where object_id=200;
col sql_text format a80;
select sql_text from v$sql where sql_text like '%/*+test_exact*/%'
and  sql_text not like '%sql_text%';

alter system flush shared_pool;
var x number;
exec :x:=100;
select /*+test_exact*/count(1) from t where object_id=:x;
exec :x:=200;
select /*+test_exact*/count(1) from t where object_id=:x;
select sql_text from v$sql where sql_text like '%/*+test_exact*/%'
and  sql_text not like '%sql_text%';

　　cursor sharing=force,oracle將2條類似的SQL的謂詞用一個變量代替，同時將它們看做同一條SQL語句處理
　　適用場景：在無法將應用的代碼修改為綁定變量情況下，oracle提供的一種解決方法。
　　注意：游標共享特性有個不太好的名聲，就是它不是很穩定，過去數年，大量與之相關的bug被發現和確認。

Drop table t purge;
show parameter cursor_sharing;
create table t as select * from dba_objects;
alter session set cursor_sharing=force;
alter system flush shared_pool;
select /*+test_force*/count(1) from t where object_id=100;
select /*+test_force*/count(1) from t where object_id=100;
select /*+test_force*/count(1) from t where object_id=200;
col sql_text format a80;
select sql_id,child_number,sql_text from v$sql where sql_text like '%/*+test_force*/%'
and  sql_text not like '%sql_text%'
And  sql_text not like '%EXPLAIN PLAN%';

　　cursor_sharing=similar ，exact和force折中的參數。當探測到謂詞會導致執行計划的改變，就會重新解析，否則不會。
　　適用場景：在無法將應用的代碼修改為綁定變量情況下，oracle提供的又一種解決方法，similar的好處是最大限度地避免CBO在綁定變量的情況下做出的錯誤的判斷，但它的代價是分析的次數變大。

Drop table t purge;
show parameter cursor_sharing;
create table t as select * from dba_objects;
Create index ind_t_object_id on t(object_id) nologging;
exec dbms_stats.gather_table_stats(user,'t',cascade => true);
alter session set cursor_sharing=similar;
Set autotrace traceonly 
select /*+test_similar*/* from t where object_id<10;
select /*+test_similar*/* from t where object_id<100000;
Set autotrace off

alter system flush shared_pool;
Set autotrace traceonly
select /*+test_similar*/* from t where object_id<10;
select /*+test_similar*/* from t where object_id<100000;
Set autotrace off
col sql_text format a80;
select sql_id,child_number,sql_text from v$sql where sql_text like '%/*+test_similar*/%'
and  sql_text not like '%sql_text%'
And  sql_text not like '%EXPLAIN PLAN%';

alter system flush shared_pool;
Set autotrace traceonly
select /*+test_similar*/* from t where object_name='aaa';
select /*+test_similar*/* from t where object_name='bbb';
select /*+test_similar*/* from t where object_name='ccc';
select /*+test_similar*/* from t where object_name='ddd';
Set autotrace off
select sql_id,child_number,sql_text from v$sql where sql_text like '%/*+test_similar*/%'
and  sql_text not like '%sql_text%'
And  sql_text not like '%EXPLAIN PLAN%';