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极速体验:Oracle 18c 下载和 Scalable Sequence 新特性

2018年2月23日
盖国强
2375


Oracle 18c 已至,目前已经可以从 Oracle Edelivery 网站下载。 该网站的网址是:https://edelivery.oracle.com



搜索 Oracle Database 可以看到 18 版的软件介质,目前的介质声明是 Exadata Only,但是应可以在非 Exadata Linux 系统平台安装,OEL 是 Oracle 推荐的最佳支持平台 :



目前介质包含主要包含三个文件,客户端、软件 和 Grid 安装包,首发 Linux 系统支持版本(百度云分享了一份软件,关注公众号“数据和云”回复:18cNF 可以在目录中找到):



关于 Oracle 18c 的新特性,我整理一个之前发布过的文章列表,供大家参考:


Oracle Database 18c 的10大新特性一览

技术前沿:Oracle 18c 最新特性概览

开工大吉:Oracle 18c已经发布及新特性介绍


此前我们就曾经注意到一个有意思的特性:可扩展序列 - Scalable Sequence

通过在 CREATE SEQUENCE 或 ALTER SEQUENCE 语句中指定 SCALE 子句,可以使序列获得健壮的扩展性。


那么这个特性是如何实现的?究竟又是为了解决什么问题呢?


我们回顾一下,Oracle RWP 团队的领袖 Andrew Holdsworth 的一个精彩分享:Real World Performance 经典性能优化案例 - 索引竞争 。


在这个主题中,Andrew 提到了在优化时候遇到的种种索引竞争情况:


我们一直在寻找一种方法,希望能够从应用层就把竞争的可能性消除。既能解决单节点的竞争问题,又能在扩展中不带来新的问题,这就需要保证缓存的相关性,让数据所在的实例恰好是会被访问的实例。


那么最佳的解决方案会是怎样的呢?


跟所有 RWP 的解决方案一样,我们并不推荐通过各种配置或者参数的调整来解决问题,我们会扩展问题的领域,希望把问题上升到应用层去解决,对于案例中的索引竞争的问题,如果我们能控制如何生成代理主键,我们就能把这些特征放入到生成的主键中。


这样不仅能够保证得到较好的缓存相关度,从而使 RAC 可扩展,而且可以把主键分散开,这样在单实例上也不会出现竞争。


所以关于索引竞争,我们面临两个挑战:


 一是实例间的竞争或者说扩展性问题

 二是单节点间的竞争


因此我们考虑生成一个智能主键,智能主键常常需要找到应用代码中的某一行,弄清楚我们要如何生成这一串字节才能确保不会出现竞争。


首先要考虑的是可以使用实例号作为主键号的开头,这样插入数据的时候就会保存在树节点的一边,也正是这些数据应该被保存到的实例上,这样就可以建立与插入操作相关的缓存相关性。


当我们在访问的时候能够准确定位数据所在的实例之后,第二个要考虑的问题就是,访问同一个实例上数据的时候不会竞争同一块内存。


我们考虑,如果说智能主键的中间部分如果是对进程号某种方式取余,这样就把对索引的维护分散到同一实例的多个内存块上去,而智能主键的最后一部分是 sequence 的本身,这样可以保证引用和完整性,确保每一行都是唯一的。


因此最终智能主键的组成是:实例 ID - 进程号取余 - 序列号


接下来我们通过实验来看一下,在使用智能主键的情况下,发现系统的响应时间减少,其他等待事件消失,CPU 利用率提高,并且只有 CPU 在占用时间。跟最初系统没有产生竞争的情况下的性能一样。



通过自定义智能主键,很好地避免了传统的索引方案的不足,在不影响性能的情况下有效实现了业务的需求。


我们来看一下 18c 中的可扩展序列的定义:


通过以下语法定义 scalable sequence:

CREATE | ALTER SEQUENCE sequence_name
  ...
  SCALE [EXTEND | NOEXTEND] | NOSCALE
  ...


当 SCALE 语句被指定时, 一个 6 位数的数字被指定作为序列的前缀,末尾是正常的序列数字,两者联合成为新的序列:


   scalable sequence number = 
  6 digit scalable sequence offset number
  ||
  normal sequence number


在这里,6 位数字前缀是如何生成的呢?正是由实例号和会话号生成的:


6 digit scalable sequence offset number = 3 digit instance offset number || 3 digit session offset number.


The 3 digit instance offset number is generated as [(instance id % 100) + 100]. The 3 digit session offset number is generated as [session id % 1000].


所以可以看到,这个设计和之前 Andrew 的描述完全相同,这正是来自实践的指导最终推动了 Oracle 数据库产品的进步。


测试验证一下吧:

drop sequence enmo_seq;

CREATE SEQUENCE enmo_seq INCREMENT BY 1 MAXVALUE 1000000 SCALE;

SELECT enmo_seq.nextval FROM dual;


由于有 6 位前缀,也就是说序列最小要具备 7 位的长度,否则将不能使用:



而即使是 7 位,对于单一进程连接,也将仅有 9 个可用值:



ORA-64603: NEXTVAL cannot be instantiated for ENMO_SEQ. Widen the sequence by 1 digits or alter sequence with SCALE EXTEND.


现在通过这种序列方式,能够真正将来自不同实例的数据分散开来,索引竞争大大降低,从而提升了性能,使得序列变得可扩展。


更多新特性,欢迎大家测试体验,并和我们分享。