数据库性能问题总结--屡次发生的Oracle谓词越界

数据库 Oracle
近期在客户现场屡次遇到由于统计信息过旧,导致执行计划选错引发的数据库性能问题,今天做个总结。

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本文转载自微信公众号「数据和云」,作者任艳杰。转载本文请联系数据和云公众号。  

近期在客户现场屡次遇到由于统计信息过旧,导致执行计划选错引发的数据库性能问题,今天做个总结。

谓词越界常见发生在 where 谓词是时间字段的情况,总的来说统计信息记录的是一个过旧的时间,而 SQL 传入的时间是一个最新的时间范围(往往是 <time time1<c<time2)由于统计信息不全,按照 CBO 计算出来的结果集就很小,在多表关联的情况下,CBO 就会选择认为的最优的关联方式,而实际执行时发现不是那么回事,有大量结果集需要扫描,就会爆发 SQL 性能问题。

谓词越界就是 select 的谓词的条件不在统计信息 low_value 和 high_value 之间,在实际选择结果集要大于 CBO 记录的结果集数量,即实际的 selectivity 偏大,这种情况下 CBO 评估出来的 selectivity 会出现严重的偏差,导致 CBO 选错执行计划。

测试验证

下面做一组测试,从执行计划 cost 看谓词越界的发生过程,先插入部分数据:

  1. DECLARE 
  2. INT
  3. BEGIN 
  4. i := 78179; 
  5. WHILE(i < 100000) 
  6. LOOP 
  7. i := i + 1; 
  8. INSERT INTO test_obj(object_id) VALUES(i); 
  9. COMMIT
  10. END LOOP; 
  11. END

查看此时的 num_rows:

  1. TEST@PROD1> select count(*) from test_obj; 
  2.   COUNT(*) 
  3. ---------- 
  4.      94283 
  5. TEST@PROD1> select max(object_ID),dump(max(object_id),16) from test_obj; 
  6.   
  7. MAX(OBJECT_ID) DUMP(MAX(OBJECT_ID),16) 
  8. -------------- ---------------------------------------- 
  9.         100000 Typ=2 Len=2: c3,b     
  10. TEST@PROD1> select min(object_ID),dump(min(object_id),16) from test_obj; 
  11.   
  12. MIN(OBJECT_ID   )               DUMP(MIN(OBJECT_ID),16) 
  13. ------------------------------ ---------------------------------------- 
  14.       2                          Typ=2 Len=2: c1,3        --C103 

不收集统计信息,此时统计列统计信息过旧,HIGH_VALUE 依然是原来的值 78179。

  1. TEST@PROD1> select  low_value ,high_value,num_distinct,num_nulls from  DBA_TAB_COL_STATISTICS where table_name='TEST_OBJ' and owner='TEST'
  2.   
  3.                                                                   Distinct     Number 
  4. LOW_VALUE                      HIGH_VALUE                           Values      Nulls 
  5. ------------------------------ ------------------------------ ------------ ---------- 
  6. C103                           C3085250                             72,462(原值)  0 

查询结果返回 2081 行结果集。

  1. TEST@PROD1> select count(*) from test_obj where object_id between 78200 and 81000; 
  2.   COUNT(*) 
  3. ---------- 
  4.       2801 
  5. 计算公式为: 
  6. selectivity=((VAL2 - VAL1) / (HIGH_VALUE - LOW_VALUE)+2 / NUM_DISTINCT) * null_adjust 
  7. null_adjust=(NUM_ROES - NUM_NULLS) / NUM_ROES 
  8.  
  9. 计算结果为: 
  10. TEST@PROD1>  select round(((81000-78200)/(100000-2)+2/94283)*(94283-0)/94283*94283) from dual;  
  11.   
  12. ROUND(((81000-78200)/(100000-2)+2/94283)*(94283-0)/94283*94283) 
  13. --------------------------------------------------------------- 
  14.                                                            2642 

查看结果集发现 dictionary 值为 1,这明显是一个错误的执行计划,由于统计信息过旧,已经低于谓词条件区间(谓词过界)导致 CBO 低估了查询成本。

  1. TEST@PROD1>  select count(*) from test_obj where object_id between 78200 and 81000; 
  2.   
  3. Execution Plan 
  4. ---------------------------------------------------------- 
  5. Plan hash value: 2217143630 
  6.   
  7. ------------------------------------------------------------------------------- 
  8. | Id  | Operation          | Name     | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     | 
  9. ------------------------------------------------------------------------------- 
  10. |   0 | SELECT STATEMENT   |          |     1 |     5 |   289   (1)| 00:00:04 | 
  11. |   1 |  SORT AGGREGATE    |          |     1 |     5 |            |          | 
  12. |*  2 |   TABLE ACCESS FULL| TEST_OBJ |     1 |     5 |   289   (1)| 00:00:04 | 
  13. ------------------------------------------------------------------------------- 
  14.   
  15. Predicate Information (identified by operation id): 
  16. --------------------------------------------------- 
  17.   
  18.    2 - filter("OBJECT_ID">=78200 AND "OBJECT_ID"<=81000) 
  19.   
  20.   
  21. Statistics 
  22. ---------------------------------------------------------- 
  23.           1  recursive calls 
  24.           0  db block gets 
  25.        1117  consistent gets 
  26.           0  physical reads 
  27.           0  redo size 
  28.         423  bytes sent via SQL*Net to client 
  29.         419  bytes received via SQL*Net from client 
  30.           2  SQL*Net roundtrips to/from client 
  31.           0  sorts (memory) 
  32.           0  sorts (disk) 
  33.           1  rows processed 

重新收集统计信息再次查看执行计划。

  1. TEST@PROD1> exec dbms_stats.gather_table_stats('test','test_obj'); 
  2. TEST@PROD1> select  low_value ,high_value,num_distinct,num_nulls from  DBA_TAB_COL_STATISTICS where table_name='TEST_OBJ' and owner='TEST'
  3.   
  4.                                               Distinct     Number 
  5. LOW_VALUE            HIGH_VALUE                 Values      Nulls 
  6. -------------------- -------------------- ------------ ---------- 
  7. C103                 C30B                       94,283          0 

此时统计信息 HIGH_VALUE 已经和最初计算的值相等,Typ=2 Len=2: c3,b。再次查看执行计划,此时 CBO 已经能够产生了正确的执行计划了。

执行计划为:

  1. TEST@PROD1> select count(*) from test_obj where object_id between 78200 and 81000; 
  2.   
  3. Execution Plan 
  4. ---------------------------------------------------------- 
  5. Plan hash value: 2217143630 
  6.   
  7. ------------------------------------------------------------------------------- 
  8. | Id  | Operation          | Name     | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     | 
  9. ------------------------------------------------------------------------------- 
  10. |   0 | SELECT STATEMENT   |          |     1 |     5 |   314   (1)| 00:00:04 | 
  11. |   1 |  SORT AGGREGATE    |          |     1 |     5 |            |          | 
  12. |*  2 |   TABLE ACCESS FULL| TEST_OBJ |  2642 | 13210 |   314   (1)| 00:00:04 | 
  13. ------------------------------------------------------------------------------- 
  14.   
  15. Predicate Information (identified by operation id): 
  16. --------------------------------------------------- 
  17.   
  18.    2 - filter("OBJECT_ID">=78200 AND "OBJECT_ID"<=81000) 
  19.   
  20.   
  21. Statistics 
  22. ---------------------------------------------------------- 
  23.           0  recursive calls 
  24.           0  db block gets 
  25.        1117  consistent gets 
  26.           0  physical reads 
  27.           0  redo size 
  28.         423  bytes sent via SQL*Net to client 
  29.         419  bytes received via SQL*Net from client 
  30.           2  SQL*Net roundtrips to/from client 
  31.           0  sorts (memory) 
  32.           0  sorts (disk) 
  33.           1  rows processed 

谓词越界主要发生在大表,按照 Oracle 统计信息收集机制,表的数据变化量达到 10% 以上才会进行统计信息收集,大表不常收集统计信息就容易爆发谓词越界。

预防方式

可对关键表实行按谓词查询条件分区,即按天或者按月分区可规避此问题发生。

责任编辑:武晓燕 来源: 数据和云
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