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盘点 Oracle 11g 中新特性带来的10大性能影响
发布时间:2017-08-21 发布人:盖国强 207

Oracle的任何一个新版本,总是会带来大量引人瞩目的新特性,但是往往在这些新特性引入之初,首先引起的是一些麻烦,因为对于新技术的不了解、因为对于旧环境的不适应,从Oracle产品到技术服务运维,总是要走过一个磨合的长期过程。

请注意:我们并不推荐大家盲目的关闭和摒弃Oracle的新特性,我们建议大家在遇到问题时,做出适合自己的调整。

就此盘点一下 Oracle 11g 中,那些新特性带来的新烦恼,如果有用户准备或者刚刚踏入这个新版本,则可以作为借鉴。


一、Adaptive direct path read-自适应的直接路径读


在Oracle Database 11g中有一个新特性,全表扫描可以通过直接路径读的方式来执行(Direct Path Read),这是一个合理的变化,如果全表扫描的大量数据读取是偶发性的,则直接路径读可以避免大量数据对于Buffer Cache的冲击。

可是现实往往是残酷的:在很多业务系统中,全表扫描是普遍存在的常态,将大表的全表扫描全部转化为直接路径读,反而不如Cache在Buffer Cache中效率高,Direct Path Read反而成为了一个严重的负担。

当然对于小表来说,Oracle允许通过Buffer Cache来进行全表扫描,因为这可能更快,也对性能影响不大。小表受到隐含参数:_small_table_threshold影响。如果表大于5倍的小表限制,则自动会使用DPR替代FTS。

如果遇到这个特性的负面影响,可以设置初始化参数: _serial_direct_read 来禁用串行直接路径读,其默认值为AUTO,设置为NEVER时禁用 11g 的自动direct path read的特性。该参数可以动态在实例或会话级别修改,而无需重启实例(可以结合Event 10949设置)。

SQL> alter system set "_serial_direct_read"=auto;
SQL> alter system set "_serial_direct_read"=never;

以下的AWR信息是典型的DPR症状,我们看到Direct Path Read在这个报告中处于最占用DB Time的部分:1.jpeg

如果结合ASH报告更加一目了然,显示全表扫描的SQL,都在以Direct Path Read的方式执行 Table Access Full:1503026608475028629.jpeg

二、Adaptive Log File Sync - 自适应的Log File Sync


关于 Log File Sync 等待的优化,在Oracle数据库中一直是常见问题,LOG FILE的写出性能一旦出现波动,该等待就可能十分突出。

在Oracle 11.2.0.3 版本中,Oracle 将隐含参数 _use_adaptive_log_file_sync 的初始值设置为 TRUE,由此带来了很多 Log File Sync 等待异常的情况,这个问题虽然由来已久,但是仍然有很多Oracle的用户并不知情

1503026608493080235.png

当前台进程提交事务(commit)后,LGWR需要执行日志写出操作,而前台进程因此进入 Log File Sync 等待周期。

在以前版本中,LGWR 执行写入操作完成后,会通知前台进程,这也就是 Post/Wait 模式;在11gR2 中,为了优化这个过程,前台进程通知LGWR写之后,可以通过定时获取的方式来查询写出进度,这被称为 Poll 的模式,在11.2.0.3中,这个特性被默认开启。这个参数的含义是:数据库可以在自适应的在 post/wait 和 polling 模式间选择和切换

 _use_adaptive_log_file_sync 参数的解释就是: Adaptively switch between post/wait and polling ,正是由于这个原因,带来了很多Bug,反而使得 Log File Sync 的等待异常的高,如果你在 11.2.0.3 版本中观察到这样的表征,那就极有可能与此有关。

在遇到问题是,通常将 _use_adaptive_log_file_sync 参数设置为 False,回归以前的模式,将会有助于问题的解决。


三、Adaptive Cursor Sharing - 自适应游标共享

racle数据库的SQL使用的是共享机制,通过绑定变量可以使Oracle DB 可以为多条SQL 语句共享单个游标,以减少分析SQL 语句所使用的共享内存和CPU资源等。

然而一个执行计划并不总是适用于所有绑定值,为了尽可能生成准确的执行计划,Oracle Database 11g 引入了自适应游标共享的新特性,在执行共享SQL时考虑更多的因素,如果与资源开销相比,使用多个执行计划所带来的收益更重要,则会为使用绑定变量的每条SQL 语句生成多个执行计划。

Adaptive Cursor Sharing 通过自适应游标共享,可以仅针对使用绑定变量的语句智能地共享游标。但是有时候这个特性会使得确定的执行计划变得不稳定,如果你确定系统中无需额外自适应的分析和变更执行计划,或者可能被不稳定的执行计划影响。那么可能需要调整这个特性的使用。

关闭这个特性,可以设置隐含参数:

SQL> alter session set"_optimizer_extended_cursor_sharing_rel"=none; 
SQL> alter session set"_optimizer_extended_cursor_sharing"=none; 
SQL> alter session set"_optimizer_adaptive_cursor_sharing"=false;


四、Oracle 11g 密码延迟认证


在 Oracle 11g 中,为了提升安全性,Oracle 引入了『密码延迟验证』的新特性。这个特性的作用是,如果用户输入了错误的密码尝试登录,那么随着登录错误次数的增加,每次登录前验证的时间也会增加,以此减缓可能对于数据库重复的口令尝试攻击。

但是对于正常的系统,由于口令的更改,可能存在某些被遗漏的客户端,不断重复尝试,从而引起数据库内部长时间的 Library Cache Lock的等待,这种情形非常常见。

如果遇到这一类问题,可以通过Event 28401关闭这个特性,从而消除此类影响,以下命令将修改设置在参数文件中:

ALTER SYSTEM SET EVENT = '28401 TRACE NAME CONTEXT FOREVER, LEVEL 1' SCOPE = SPFILE;

出现这类问题非常典型的AWR报告呈现如下,首先在 TOP 5 中,你可能看到显著的 Library Cache Lock 的等待,以下范例来自11.2.0.3.0版本的真实情况:

1503026608605030140.png

在这类情况下,时间模型 - Time Model 中会显示如下指标,其中 connection management call elapsed time 占据了主要的DB Time,这个等待直接表明是在建立数据库连接时产生的:

1503026608593035533.jpeg

这类问题,在Oracle的11g中是常见和确定的,在MOS上可以找到相应的记录:High 'library cache lock' Wait Time Due to Invalid Login Attempts(1309738.1)此外Oracle 11g开启了密码大小写验证,如果从Oracle 10g升级过来,需要特别的当心这个变化,通过初始化参数SEC_CASE_SENSITIVE_LOGON 可以来控制这个特性。


五、_datafile_write_errors_crash_instance - 文件写错

从Oracle 11.2.0.2版本开始,一个新的隐含参数 - _datafile_write_errors_crash_instance 被引入到数据库中,通过这个参数名就可以了解到其含义:当发生数据文件写错误时,Crash数据库实例。

为什么要引入这个参数呢?这个参数后台解决的是什么问题呢?

我在《数据安全警示录》一书上曾经写过多个案例,在归档模式下当发生文件(非SYSTEM文件)写错误时,Oracle会自动将数据文件离线,这造成了很多灾难,类似的错误日志可能是这样的:

Fri Jan 13 19:32:21 2013
KCF: write/open error block=0xf1fa6 online=1 
file=73 /dev/rods_gm05
error=27063 txt: 'IBM AIX RISC System/6000 Error: 22: Invalid argument
Additional information: -1
Additional information: 557056'
Automatic datafile offline due to write error on
file 73: /dev/rods_gm05

鉴于很多用户遇到的困境,Oracle做出了修正,这一修正在MOS上以BUG形式被提交,其内容为:

Bug 7691270  Crash the DB in case of write errors (rather than just offline files) 。

在11.2.0.2之前,如果数据库运行在归档模式下,并且写错误发生在非SYSTEM表空间文件,则数据库会将发生错误的文件离线,在从11.2.0.2开始,数据库会Crash实例以替代Offline。注意:在非归档模式下或者SYSTEM遭受错误时,数据库会直接崩溃。

好了,现在答案清楚了:为了解决数据文件损失,离线控制存在的不确定性风险,Oracle引入的 _datafile_write_errors_crash_instance 控制数据库实例直接崩溃。

如果你不能接受这一选择,那么设置参数 _datafile_write_errors_crash_instance 为False。


六、_optimizer_use_feedback - 优化器的基数反馈

Cardinality Feedback - 基数反馈,是Oracle 11.2中引入的新特性,这个新特性利用SQL执行过程中的信息采集,动态的调整执行计划,以解决统计信息陈旧、无直方图或基于直方图基数计算不准确等情况。

Oracle希望由此提升执行计划的准确性,但是在某些情况下,我们可能遇到SQL 第一次执行性能最好,之后再运行其性能变差的情况。

初始化参数 _optimizer_use_feedback 可以控制这个特性的启用,设置为False关闭了这个特性:

alter system set “_optimizer_use_feedback”=false;


七、deferred_segment_creation - 延迟段创建


在Oracle 11.2中, 当我们创建一个空表或者空分区时,为了加快创建速度,Oracle并不会立即分配初始段和空间,实际的表段Table Segement被延迟到第一行数据插入时创建。

该功能通过DEFERRED_SEGMENT_CREATION参数启用,默认为TRUE。延迟段创建可以节省空间,加快初始化过程,是面向性能和资源的一个优化。

这个新特性带来的一个问题是,在使用 exp / imp 进行导出导入时,不会包含这些空表,可能导致遗漏对象。

如果觉得这个特性是困扰,可以通过修改参数关闭这个特性:

alter system set deferred_segment_creation=flase sscope=spfile;


八、resource_manager_always_on - 资源管理器


在11g中,Oracle的资源管理器缺省被启用,并且时常发挥作用,并可能引发竞争。

你可能在TOP 5事件中看到类似的情景:

1503026608605030140.png

有两个参数配合设置,可以在你不需要资源管理器时彻底关闭这个隐含的控制:

SQL> alter system set "_resource_manager_always_off"=true scope=spfile; 
SQL> alter system set "_resource_manager_always_on"=false scope=spfile;


九、_gc_policy_time - RAC集群中的DRM管理

RM是 Dynamic Resource Management 的简称,意思就是动态资源管理。在Oracle RAC中,所有的数据块(Data block)都有一个实例作为主实例进行管理,叫做Master,Master 负责照看好自己所管辖的data block的状态,包括锁定等,并对跨实例访问进行授权。

如果能随着数据块的访问频繁动态的修改数据块的master节点,那么对应GC的grant message则会大量的减少。基于以上考虑,DRM特性应运而生。但是早期的DRM在进行 re-master的过程中长长带来短时的性能影响,在很多重要环境中,这是不能忍受的。

如果希望关闭DRM这个特性,可以结合设置 _gc_policy_time 和  _gc_undo_affinity :

alter system set "_gc_policy_time" = 0 scope=spfile;alter system set "_gc_undo_affinity" = false scope=spfile;

在白求恩智能诊断平台上(https://bethune.enmotech.com),对于DRM特性的检测结果如下:

1503026608619070073.png

多的新特性,由于DBA对其原理不够了解,使用不当往往会带来很多的性能影响。在白求恩平台上,针对新特性的部分会详细检查。帮助DBA快速找出系统中存在的一些隐患。

微信图片_20170821165036.png

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十、cleanup_rollback_entries 、_undo_autotune UNDO的清理和调整

在UNDO的管理中,如何设置保留时间,清理回滚段条目,释放UNDO空间,在高事务率的数据库中非常重要。

_cleanup_rollback_entries - 指定回滚时每次回滚的ENTRIES个数,默认为100,可以设置更高提升回滚速度;

_undo_autotune - 用于自动调整undo retention时间,设置 _undo_autotune=true,则undo_retention不再适用,Oracle会自行决定tuned_undo_retention;

以下设置在需要时对这些特性做出调整:

alter system set "_undo_autotune" = false scope=spfile;alter system set "_cleanup_rollback_entries" = 1000 scope=spfile;