Oracle Statspack verbessern: Historische Pläne – Teil 2

Grundlegendes: Ändern des Statspack Code

English version here : Improving Statspack: Add Support for Plan Stability

Natürlich sollte man den Statspack Code nicht leichtfertig ändern. Das wird Niemand wollen. Die hier besprochene Änderung erlaubt es, schnell und ohne großes Nachdenken einen Plan aus der Vergangenheit wieder her zu stellen.

Für manche Applikationen und Datenkonstellationen ist diese Möglichkeit wirklich wichtig.
In diesem Fall sollte man es sich gründlich überlegen, ob man die hier beschriebene Veränderung nicht doch machen will.

Schließlich hat man den Source Code des Statspack. Man sollte die originale Codeversion behalten und kann daher jederzeit den Originalcode schnell wiederherstellen. Die zusätzliche optionale Spalte stört da nicht.

Ausgangslage

Bei meinem Webinar „The good plan and the bad Plan” für die DOAG ging es darum, gute Pläne aus der Vergangenheit wieder zu aktivieren.

Kann man die AWR Daten lesen, so kann man beispielsweise aus den DBA_HIST Daten mittels dbms_xplan.display_awr ein Outline erzeugen. Dieses Outline kann man dann in aktuelle Pläne einpflanzen.

Ich wurde damals gefragt, ob eine solche Methode auch auf einer Oracle Standard Edition Datenbank funktioniert.

Mit dem SQL_PATCH [2] gibt es eine legale Möglichkeit, ein Outline in einen SQL Befehl einzupflanzen.

Die Frage ist nur, wie man auf einer Oracle Standard Edition zu einem Outline eines alten Planes kommt.
Gibt es mit Statspack eine Funktion ähnlich dem dbms_xplan.display_awr?

Uwe Küchler, alias Oraculix hat eine sehr kreative Lösung parat [1].

Man verwendet einfach dbms_xplan.display im Zusammenhang mit einer Suchfunktion:

select * from table(dbms_xplan.display(
  table_name   => 'perfstat.stats$sql_plan',
  statement_id => null,
  format       => 'ALL -predicate -note',
  filter_preds => 'plan_hash_value = '|| &&phv
);

Man muss dazu noch eine Spalte in der Tabelle stats$sql_plan ergänzen, die Einzelheiten finden Sie im Oraculix Blog.

Was passiert nun, wenn man jetzt einfach im Format noch +OUTLINE angibt?
Dann müsste man doch das Outline bekommen. Da könnte man dann über einen SQL_PATCH in ein Statement schreiben und voila, hat man den alten Plan zurück.

Oder etwa nicht?

Nein, die Format Anweisung wird scheinbar einfach ignoriert.
Der Grund hierfür ist, dass in den Statspack Plänen einige Spalten fehlen. Konkret geht es hier um die Spalte OTHER_XML, die nicht mitgespeichert wird.

Die Spalte other_xml

In dieser Spalte findet sich unter anderen das Outline. Wer also die sehr wichtige Funktion der historischen Pläne haben will, darf nicht davor zurückscheuen, den Statspack code zu verändern. Wenn Oracle schon die der MOS Note 2182680.1 vorschlägt das Statspack zu verändern, weshalb sollte wir nicht ein wenig weiter gehen?

Wir beginnen, in dem wir die Spalte hinzufügen.

ALTER TABLE perfstat.stats$sql_plan ADD timestamp INVISIBLE AS (cast(NULL AS DATE));
ALTER TABLE perfstat.stats$sql_plan ADD OTHER_XML CLOB;

Danach müssen wir den Code anpassen. Analog zum Vorgehen in MOS Note 2182680.1 habe ich zuerst eine Kopie des aktuellen Codes gemacht.
Wieder ist es das Skript spcpkg, welches angepasst werden muss.

Zu ändern ist das Insert Statement beginnend mit:

insert into stats$sql_plan
                 ( plan_hash_value
                 , id
                 , operation
                 , options
                 , object_node
                 , object#

Hier muss die Spalte Other_XML ergänzt werden. Dabei gibt es jedoch eine Schwierigkeit.

Im Select Teil des Inserts steht eine Maximum Funktion, z.B. so:

                 , max(sp.operation)
                 , max(sp.options)
                 , max(sp.object_node)
                 , max(sp.object#)
                 , max(sp.object_owner)
                 , max(sp.object_name)
                 , max(sp.object_alias)
                 , max(sp.object_type)

Die Maximum Funktion ist ziemlich sicher nur dafür da, um duplizierte Sätze zu vermeiden.

Also schreiben wir doch einfach: Max(other_xml), oder?

Prompt kommt ORA-00932. Der Grund dafür ist, dass CLOB nicht sortierbar sind, daher kann auch kein Maximum berechnet werden.

ANY_VALUE

Natürlich gäbe es noch andere Möglichkeiten, um die Werteliste eindeutig zu machen.
Beispielsweise analytische Funktionen wie row_number ().

Ich wolle jedoch nicht so viel am Original Code verändern.

Mir fiel eine Idee aus dem Oracle Technologie Network ein, bei der es darum ging, für genau solche Probleme eine neue Art von Gruppenfunktion ein zu führen, genannt ANY_VALUE [3.].

Die Idee wird anscheinend mit Version 20c umgesetzt. Zu schade. Mit Version 19 wäre besser.

Als ehemaliger Oracle Mitarbeiter weiß ich jedoch, dass manchmal die Vorgängerversionen undokumentiert schon Änderungen der Folgeversion enthalten.

Und in der Tat: any_value gibt es schon.
Leider wirft auch diese Implementation völlig unnötig ORA-00932.

Ich habe Chris Saxon darauf aufmerksam gemacht und hoffe das Oracle die Implementierung noch ändert.
Nun, wenn Oracle nicht liefert muss ich das selbst machen.

Ich habe mir über das User-Defined Aggregate Functions Interface die Funktion selbst definiert und any_lob genannt.

Den Code finden sie am Ende dieses Blogs. Hier erst einmal der vollständige Insert Befehl. Die alle vom Standard abweichenden Änderungen sind mit Rot gekennzeichnet. Die Hints habe ich im vorigen Blog zum Thema Statspack beschrieben.

            insert into stats$sql_plan
                 ( plan_hash_value
                 , id
                 , operation
                 , options
                 , object_node
                 , object#
                 , object_owner
                 , object_name
                 , object_alias
                 , object_type
                 , optimizer
                 , parent_id
                 , depth
                 , position
                 , search_columns
                 , cost
                 , cardinality
                 , bytes
                 , other_tag
                 , partition_start
                 , partition_stop
                 , partition_id
                 , other
                 , other_xml                 
                 , distribution
                 , cpu_cost
                 , io_cost
                 , temp_space
                 , access_predicates
                 , filter_predicates
                 , projection
                 , time
                 , qblock_name
                 , remarks
                 , snap_id
                 )
            select /*+ leading(spu@np ssp@sq  s sp) */
                   new_plan.plan_hash_value
                 , sp.id
                 , max(sp.operation)
                 , max(sp.options)
                 , max(sp.object_node)
                 , max(sp.object#)
                 , max(sp.object_owner)
                 , max(sp.object_name)
                 , max(sp.object_alias)
                 , max(sp.object_type)
                 , max(sp.optimizer)
                 , max(sp.parent_id)
                 , max(sp.depth)
                 , max(sp.position)
                 , max(sp.search_columns)
                 , max(sp.cost)
                 , max(sp.cardinality)
                 , max(sp.bytes)
                 , max(sp.other_tag)
                 , max(sp.partition_start)
                 , max(sp.partition_stop)
                 , max(sp.partition_id)
                 , max(sp.other)
                 , any_lob(sp.other_xml)
                 , max(sp.distribution)
                 , max(sp.cpu_cost)
                 , max(sp.io_cost)
                 , max(sp.temp_space)
                 , 0 -- should be max(sp.access_predicates) (2254299)
                 , 0 -- should be max(sp.filter_predicates)
                 , max(sp.projection)
                 , max(sp.time)
                 , max(sp.qblock_name)
                 , max(sp.remarks)
                 , max(new_plan.snap_id)
              from (select /*+ QB_NAME(NP)  */  
                           spu.plan_hash_value
                         , spu.hash_value    hash_value
                         , spu.address       address
                         , spu.text_subset   text_subset
                         , spu.snap_id       snap_id
                      from stats$sql_plan_usage spu
                     where spu.snap_id         = l_snap_id
                       and spu.dbid            = p_dbid
                       and spu.instance_number = p_instance_number
                       and not exists (select /*+ QB_NAME(SQ)  */ *
                                         from stats$sql_plan ssp
                                        where ssp.plan_hash_value 
                                            = spu.plan_hash_value
                                      )
                   )          new_plan
                 , v$sql      s      -- join reqd to filter already known plans
                 , v$sql_plan sp
             where s.address         = new_plan.address
               and s.plan_hash_value = new_plan.plan_hash_value
               and s.hash_value      = new_plan.hash_value
               and sp.hash_value     = new_plan.hash_value
               and sp.address        = new_plan.address
               and sp.hash_value     = s.hash_value
               and sp.address        = s.address
               and sp.child_number   = s.child_number
             group by 
                   new_plan.plan_hash_value, sp.id
             order by
                   new_plan.plan_hash_value, sp.id; -- deadlock avoidance

Zusammenfassung

Der Code scheint recht gut zu funktionieren.

Nur eine Sache war etwas ärgerlich: Immer, wenn ich Syntaxfehler im Insert hatte, musste ich auch die Funktion any_lob neu kompilieren.

Hinweis: Man muss den Snap Level auf 6 oder höher schalten, damit das Statspack Pläne sammelt.  Z.B.:

EXECUTE statspack.snap(i_snap_level => 7);

Create or replace type any_lob_type as object
(
  v_clob CLOB,

  static function ODCIAggregateInitialize
    ( sctx in out any_lob_type )
    return number ,

  member function ODCIAggregateIterate
    ( self  in out any_lob_type ,
      value in     CLOB
    ) return number ,

  member function ODCIAggregateTerminate
    ( self        in  any_lob_type,
      returnvalue out CLOB,
      flags in number
    ) return number ,

  member function ODCIAggregateMerge
    ( self in out any_lob_type,
      ctx2 in     any_lob_type
    ) return number
);
/

create or replace type body any_lob_type
is
  static function ODCIAggregateInitialize
  ( sctx in out any_lob_type )
  return number
  is
  begin
    sctx := any_lob_type( null ) ;
    return ODCIConst.Success ;
  end;

  member function ODCIAggregateIterate
  ( self  in out any_lob_type ,
    value in     CLOB
  ) return number
  is
  begin
    self.v_clob := value ;
    return ODCIConst.Success;
  end;

  member function ODCIAggregateTerminate
  ( self        in  any_lob_type ,
    returnvalue out CLOB ,
    flags       in  number
  ) return number
  is
  begin
    returnvalue := self.v_clob;
    return ODCIConst.Success;
  end;

  member function ODCIAggregateMerge
  ( self in out any_lob_type ,
    ctx2 in     any_lob_type
  ) return number
  is
  begin
      return ODCIConst.Success;
  end;
end;
/

create or replace function any_lob
  ( input CLOB )
  return CLOB
  deterministic
  parallel_enable
  aggregate using any_lob_type
;
grant execute on any_lob to public;
create public sysnonym for sys.any_lob;

Quellen

 

Oracle Securefiles Performance Boost

Performance Boost mit SecureFiles und NOLOGGING

In diesem Beitrag vergleichen wir SecureFiles und BasicFiles. Es gibt einige Beiträge auf anderen Webseiten die zeigen wie schnell Secure Files sind, aber ich möchte diesmal einige Fakten und Benefits der NOLOGGING Option aufzeigen, welche bereits in einem früheren Beitrag auf diesem Blog beschrieben wurde.

The default value of the initialization parameter DB_SECUREFILE has changed in 12c from PERMITTED to PREFERRED

Die Test Umgebung

Alle hier angeführten Test wurden auf unserer eigenen Oracle Exadata X2 (Patch Level Jänner 2014) unter OEL5 auf einer 11.2.0.4 Datenbank durchgeführt.

Es wurde dafür die Tabelle lob_test erstellt und die NOCACHE Option aktiviert, welche mit der NOLOGGING Option zwingend notwendig ist.

CREATE TABLE lob_test (id     raw(16) default sys_guid() primary key,
                       lob1 BLOB,
                       lob2 BLOB,
                       lob3 BLOB,
                       lob4 BLOB,
                       lob5 BLOB)
        LOB(lob1) STORE AS SECUREFILE(
                  NOCOMPRESS NOCACHE LOGGING )
        LOB(lob2) STORE AS SECUREFILE(
                  NOCOMPRESS NOCACHE NOLOGGING)
        LOB(lob3) STORE AS SECUREFILE(
                  NOCOMPRESS NOCACHE FILESYSTEM_LIKE_LOGGING)
        LOB(lob4) STORE AS BASICFILE  (
                        NOCACHE LOGGING )
        LOB(lob5) STORE AS BASICFILE  (
                        NOCACHE NOLOGGING);

Das wurde getestet

Zuerst wurde ein Load und Unload Test mit 5 Gigabyte Daten (500 Files) durchgeführt, wobei jede einzelne Column seperat getestet wurde. Es wurden Basicfile vs. SecureFile und die NOLOGGING Option vs. LOGGING Option verglichen. Zusätzlich wurde auch die FILESYSTEM_LIKE_LOGGING Option gestestet, welche laut Dokumentation keinen bzw. minimalen Effekt in Vergleich zu NOLOGGING zeigen sollte:

In this case, if NOLOGGING is the default value, the SecureFile will default to FILESYSTEM_LIKE_LOGGING.

Bitte beachten Sie, dass es sich bei den Tests nicht um einen klassischen Performance Benchmark, sondern um die Simmulation einer üblichen Applikation handelt. Die Ergebnisse zeigen einen Vergleich der Performance Steigerungen auf der eingesetzten Hardware.

Test #1 Execution Time

Lob Load Time

Die Load Time zeigt die Zeitspanne für das Laden von 500 Files in die Test Tabelle. Die Diffenenz zwischen Lob2 und Lob3 ist marginal, was auch Sinn macht. Das Basicfile Lob5 mit NOLOGGING benötigt 127 Sekunden um die Daten zu laden, im Vergleich dazu benötigt Lob3 nur 14 Sekunden. In diesem Fall ist das Laden via SecureFile also 9x schneller als via Basicfile.

LOB Unload Time

Der umgekehrte Weg beim Unload der 500 Files von der Tabelle in das Filesystem zeigt ein ähnliches Bild. Das SecureFile benötigt circa 550 Sekunden für den Unload, das Basicfile benötigt 2351 Sekunden und ist circa 4x langsamer.

Test #2 IO Performance

LOB IO

Der I/O Durchsatz wird mit MB/s beim Laden in die Tabelle gemessen. Das Securefile erreicht einen Wert von 358/MB auf lokalen Server Harddisks. Das Basicfile erreicht nur 39 MB/s im NOLOGGING Mode.

 

Test #3 NOLOGGING Performance

Redo Size

Die NOLOGGING Performance bedeutet auch wie die Redo Information geschrieben wird. Das Securefile lob1 benötigt circa 5100MB Redo, was etwa der Datenmenge entspricht die in die Datenbank geladen wurde.

Interessant ist, dass das Basicfile 176MB Redo Data benötigt.
Das SecureFile benötigt nur 30MB, was circa 6x geringer ist.