评估和提升oracle数据库性能的主要工具
SQL是一种非过程化的语言，我们定义的sql语句仅仅告诉数据库我们需要什么样的数据，并没有告诉数据库如何获取这些数据。而执行计划正式数据库获取这些数据的方式和步骤。在日常开发中，为了优化数据库的需要，我们常常需要获取sql语句的执行计划，通过它判断
SQL是一种非过程化的语言，我们定义的sql语句仅仅告诉数据库我们需要什么样的数据，并没有告诉数据库如何获取这些数据。而执行计划正式数据库获取这些数据的方式和步骤。在日常开发中，为了优化数据库的需要，我们常常需要获取sql语句的执行计划，通过它判断语句执行性能的高低，进而进行优化。那么怎么获得执行计划呢？
1、获取SQL执行计划的方式
- 使用explain plan工具
- 查询动态性能视图
- 启用执行计划跟踪功能，即autotrace功能
-
使用PL/SQL Developer提供的获取执行计划方法
下面分别详细介绍下及几种获取执行计划的方式：
1.1 使用explain plan工具
explain plan命令可以将一条SQL语句预估的执行计划插入到计划表plan table，然后查询该表来获取预估的执行计划。 explain plan命令将SQL语句的执行计划插入到计划表，并不会执行隐式commit，所以如果想要持久化到数据库，需要显示commit。
提示：explain plan命令获得的执行计划是预估的，因为它并不是该SQL语句真正执行时的执行计划，随着oracle库中参数、表数据等因素的变化（比如表的数据的太少，虽然某些字段上建了索引，在执行时索引并不一定真正其效果，但是explain plan获得执行计划可能是走索引的），预估的执行计划往往和实际是有出入的。
1.1.1 前提条件
预估的执行计划要存入plan table表，所以执行explain plan之前要确保plan table表的存在。在oracle 10g之前，plan table表是需要手动创建的，从oracle 10g开始，oracle会自动创建全局plan table表（表名为PLAN_TABLE）,供所有用户使用。
如何要创建表plan_table，或创建其他的计划表呢？
找到$ORACLE_HOME/rdbms/admin/utlxplan.sql脚本文件，可以根据该脚本创建自己想要的计划表，只需要根据情况修改表名plan_table即可。
提示：关于计划表plan_table介绍请参考《Oracle 10g版本计划表PLAN_TABLE列的说明》
1.1.2 explain plan语法
EXPLAIN PLAN
[SET STATEMENT_ID = 'statement_id']
[INTO table_name]
FOR sql_statement
说明：
1、方括号[]中的语句是可选的。
2、相关选项说明
| 选项 |
说明 |
| statement_id |
标识存入表plan_table的sql语句的执行计划，不同sql语句的执行计划可以共用相同的statement_id标识，但是为了进行区分，尽量唯一，可以通过statement_id作为条件查询plan_table表中的执行计划。 |
| table_name |
执行计划表的名称，如果没有指定，默认表名plan_table，如果指定的表不是plan_table表，而是自定义的，必须要确保该表和标准的计划表结果相同。 |
| sql_statement |
sql语句，该sql语句可以包含绑定变量。 |
1.1.3 执行计划查询和展现
下面介绍两种查询执行计划的方法：使用dbms_xplan包、自定义层次查询语句，这两种方法都是从计划表查询数据，通过使用dbms_xplan包查询执行计划，默认计划表名为plan_table, 而且查询出来的参数数据也是固定的；但是通过自定义的层次查询语句不但可以*指定计划表，还可以根据情况选择查询参数。
- 使用DBMS_XPLAN包查看执行计划
语句如下：
SELECT * FROM TABLE(dbms_xplan.display());如：
SQL> explain plan
2 for select * from t_student where gid = 1;
Explained
SQL> SELECT * FROM TABLE(dbms_xplan.display());
PLAN_TABLE_OUTPUT
--------------------------------------------------------------------------------
Plan hash value: 1947974170
--------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)
--------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 595 | 0 (0)
| 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| T_STUDENT | 1 | 595 | 0 (0)
|* 2 | INDEX UNIQUE SCAN | SYS_C0010947 | 1 | | 0 (0)
--------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
2 - access("GID"=1)
14 rows selected
这种查看执行计划的方法比较简便，但是也有局限性，它查询参数数据有限，只能从名为plan_table的计划表查询数据，而是展现参数也是固定的(仅限Operation、Name、Rows、Bytes和Cost的参数数据)，不过这些数据一般足够了。如果想获得更多的参数数据，可以使用自定义的层次查询语句。- 自定义层次查询语句执行计划
查询语句如下：
SELECT RTRIM(LPAD(' ', 2*LEVEL)||
RTRIM(operation)||' '||
RTRIM(options)||' '||
object_name) query_plan, cost, cardinality, time
FROM plan_table
CONNECT BY PRIOR id = parent_id
START WITH ID = 0; 这种方法使用者可以根据自己的需要查看计划表中字段，上面语句只写了query_plan、cost、cardinality和time，其他字段请参考《Oracle
10g版本计划表PLAN_TABLE列的说明》。
如：
SQL> explain plan
2 for select * from t_student where gid = 1;
Explained
SQL> SELECT RTRIM(LPAD(' ', 2*LEVEL)||
2 RTRIM(operation)||' '||
3 RTRIM(options)||' '||
4 object_name) query_plan, cost, cardinality, time
5 FROM plan_table
6 CONNECT BY PRIOR id = parent_id
7 START WITH ID = 0;
QUERY_PLAN COST CARDINALITY TIME
-------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------- --------------------------------------- ---------------------------------------
SELECT STATEMENT 0 1 1
TABLE ACCESS BY INDEX ROWID T_STUDENT 0 1 1
INDEX UNIQUE SCAN SYS_C0010947 0 1 1
1.2、查询动态性能视图
上面1.1章节介绍查询的执行计划，都是预估的执行计划。而动态性能视图中缓存的SQL执行信息，则是真实的执行计划。
下面介绍一下几个动态视图：
- V$SQL:缓存着已执行的SQL语句的时间消耗、CPU或IO需求等信息。
- V$SQL_PLAN:缓存SQL语句的执行计划信息。
- V$SQL_PLAN_STATICS:记录着执行计划每个步骤执行次数、IO次数以及处理记录数。
通过动态性能视图查询较高SQL的执行计划的思路是：
1.通过挖掘V$SQL中具有较高时间消耗、CPU或IO需求的SQL语句。这一步通过自定义SQL完成。比如消耗时间最多的前10条语句，
查询语句如下：
SELECT sql_id, child_number, sql_text, elapsed_time
FROM ( SELECT sql_id, child_number, sql_text, elapsed_time, cpu_time, disk_reads,
RANK () OVER (ORDER BY elapsed_time DESC) AS elapsed_rank
FROM v$sql)
WHERE elapsed_rank
2.通过使用V$SQL_PLAN和V$SQL_PLAN_STATICS找到不尽如人意的SQL语句的执行计划。这一步不需要我们写SQL,DBMS_XPLAN已经为提供可查询方法DBMS_XPLAN.display_cursor().具体使用请参考《DBMS_XPLAN包中函数的使用》。
例子：
SQL> SELECT sql_id, child_number, sql_text, elapsed_time
2 FROM ( SELECT sql_id, child_number, sql_text, elapsed_time, cpu_time, disk_reads,
3 RANK () OVER (ORDER BY elapsed_time DESC) AS elapsed_rank
4 FROM v$sql)
5 WHERE elapsed_rank SELECT * FROM TABLE(DBMS_XPLAN.display_cursor('at5b8k7swu5w4', '0', 'TYPICAL'));
PLAN_TABLE_OUTPUT
--------------------------------------------------------------------------------
SQL_ID at5b8k7swu5w4, child number 0
-------------------------------------
select * from t_student where gid = 2
Plan hash value: 1947974170
--------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)
--------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | | | 1 (100)
| 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| T_STUDENT | 1 | 595 | 0 (0)
|* 2 | INDEX UNIQUE SCAN | SYS_C0010947 | 1 | | 0 (0)
--------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
2 - access("GID"=2)
19 rows selected
1.3、启用执行计划跟踪功能
工具EXPLAIN PLAN和DBMS_XPLAN可以获取预估执行计划和缓存中的执行信息，他们是主要的SQL调优工具，但是他们只是获取单个SQL的执行信息。如果想获取特定事务或是应用优化一批SQL语句，跟踪（Tracing）是个有效的方法。跟踪可以提供EXPLAIN PLAN与DBMS_XPLAIN能提供的所有信息，并且更加准确详尽，因为它是执行SQL时的真实的执行计划。
SQL跟踪包括两个基本组成部分：
1. SQL跟踪：在当前会话或其他会话中启动跟踪。
2. tkprof工具：格式化跟踪文件，因为生成的跟踪文件对使用者不容易读取，使用该工具可以转换为使用者跟容易读取的格式。具体请参加《tkprof命令格式化分析跟踪文件》
启动跟踪的方式有：
1. 启动当前会话的跟踪
2.启动其他会话的跟踪
3.使用登陆触发器启动跟踪
下面分别详细介绍3种跟踪启动的方式。
1.3.1 启动当前会话的跟踪
1.3.1.1启动当前会话跟踪的两种方法
启动当前会话的跟踪的两种方法：
1.设置参数SQL_TRACE 为true，语句如下：
ALTER SESSION SET SQL_TRACE = TRUE;
该语句创建基本的跟踪，跟踪信息包括SQL语句的执行统计信息与执行计划，但不会包含绑定变量的
值，也不包含等待各种事件花费的时间。如果要获取这些信息，请使用第2种启动方式。
2.调用DBMS_SESSION方法，语法如下：
DBMS_SESSION.session_trace_enable (
waits IN BOOLEAN DEFAULT TRUE,
binds IN BOOLEAN DEFAULT FALSE );
下面介绍下函数参数的含义：
| 参数 | 说明 |
| waits | 如果为TRUE，将收集等待信息；如果为FALSE，则不收集。 |
| binds | 如果为TRUE，将收集绑定变量信息；如果为FALSE，则不收集。 |
调用例子，在Command Window中输入如下命令：
begin
dbms_session.session_trace_enable(true,
true);
end;
/
执行完后，执行如下语句查询是否执行成功：
SQL> SELECT t.sql_trace, t.sql_trace_waits, t.sql_trace_binds FROM v$session t WHERE t.sid = USERENV('SID');
SQL_TRACE SQL_TRACE_WAITS SQL_TRACE_BINDS
--------- --------------- ---------------
ENABLED TRUE TRUE
收集的结果如下（tkprof工具格式化后）：SQL ID: 518m7y4zt6xkp
Plan Hash: 1947974170
select *
from
t_student where gid = 1
call count cpu elapsed disk query current rows
------- ------ -------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
Parse 1 0.01 0.01 0 0 0 0
Execute 1 0.00 0.00 0 0 0 0
Fetch 1 0.00 0.01 2 2 0 1
------- ------ -------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
total 3 0.01 0.02 2 2 0 1
Misses in library cache during parse: 1
Optimizer mode: ALL_ROWS
Parsing user id: 79
Rows Row Source Operation
------- ---------------------------------------------------
1 TABLE ACCESS BY INDEX ROWID T_STUDENT (cr=2 pr=2 pw=0 time=0 us cost=1 size=19 card=1)
1 INDEX UNIQUE SCAN SYS_C0010947 (cr=1 pr=1 pw=0 time=0 us cost=0 size=0 card=1)(object id 73110)
Elapsed times include waiting on following events:
Event waited on Times Max. Wait Total Waited
---------------------------------------- Waited ---------- ------------
SQL*Net message to client 2 0.00 0.00
SQL*Net message from client 2 0.04 0.04
Disk file operations I/O 1 0.00 0.00
db file sequential read 2 0.01 0.01
其中第20到26行就是时间等待信息，如果使用第1种方法启动跟踪信息，将没有这部分的内容。1.3.1.2 定位跟踪文件
启动会话跟踪之后，如何才能找到当前会话的跟踪文件呢？有两种方法
1.3.1.2.1 通过查询语句
下面语句用来查询当前会话跟踪文件：
select p.TRACEFILE from v$session s, v$process p
where s.PADDR = p.ADDR
and s.SID = USERENV('SID');
说明：USERENV('SID')得到的是当前会话的SID。
如下：
SQL> select p.TRACEFILE from v$session s, v$process p
2 where s.PADDR = p.ADDR
3 and s.SID = USERENV('SID');
TRACEFILE
--------------------------------------------------------------------------------
d:\oracle\diag\rdbms\david\orcl\trace\orcl_ora_7220.trc
1.3.1.2.2 标识跟踪文件
为会话指定一个跟踪文件的标识符，通过设置tracefile_identifier参数实现：
ALTER SESSION SET tracefile_identifier = 标识符
如果我们设定tracefile_identifier为LGL，即执行：
SQL> alter session set tracefile_identifier=LGL;那么跟踪文件目录中将生成一个类似orcl_ora_3668_LGL.trc格式的跟踪文件。
跟踪文件的目录保存在user_dump_dest参数：
SQL> show parameter user_dump_dest; NAME TYPE VALUE ------------------------------------ ----------- ------------------------------ user_dump_dest string d:\oracle\diag\rdbms\david\orcl\trace
1.3.2 启动其他会话的跟踪
通过DBMS_MONITOR包中的session_trace_enable()方法启动别的会话的跟踪，语法如下：
DBMS_MONITOR.session_trace_enable(
session_id IN BINARY DEFAULT NULL,
serial_num IN BINARY DEFAULT NULL,
waits IN BOOLEAN DEFAULT TRUE,
binds IN BOOLEAN DEFAULT FALSE
)
下面介绍下函数参数的含义：
| 参数 |
说明 |
| session_id | 对应V$SESSION视图中的列SID的值。 |
| serial_num | 对应V$SESSION视图中的列SERIAL#的值。 |
| waits |
如果为TRUE，将收集等待信息；如果为FALSE，则不收集。 |
| binds |
如果为TRUE，将收集绑定变量信息；如果为FALSE，则不收集。 |
SQL> SELECT t.sid, t.serial#, t.sql_trace FROM v$session t WHERE LOWER(t.service_name) LIKE '%david%';
SID SERIAL# SQL_TRACE
---------- ---------- ---------
7 249 DISABLED
8 41 ENABLED
71 125 ENABLED
通过上面查询结果可知SID为7的会话的没有启动会话跟踪，使用session_trace_enable()方法启动SID为7的 会话的跟踪，打开Command Window窗口，执行如下语句：
begin
dbms_monitor.session_trace_enable(session_id =>7,
serial_num =>249,
waits =>true,
binds =>true);
end;
/
再次查询SID为7的会话跟踪情况，语句如下：
SQL> SELECT t.sid, t.serial#, t.sql_trace FROM v$session t WHERE t.sid = 7;
SID SERIAL# SQL_TRACE
---------- ---------- ---------
7 249 ENABLED
从查询结果可以看出，SID为7的会话已经启动了跟踪。
1.3.3 使用登陆触发器启动跟踪
建立一个触发器(执行到sys用户中)，用户登录数据库之后就启动会话的跟踪，触发器创建脚本如下：
CREATE OR REPLACE TRIGGER trace_login_trigger
AFTER LOGON ON DATABASE
BEGIN
--设置用户ADMIN的会话跟踪
IF USER = 'ADMIN' THEN
--设置跟踪文件标识
EXECUTE IMMEDIATE 'alter session set tracefile_identifier=ADMINCC';
--启动会话跟踪
DBMS_SESSION.session_trace_enable( waits =>TRUE,
binds =>FALSE
);
END IF;
END;
/
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