前阵子总结了这篇“”博客,里面介绍了标量子查询缓存(scalar subquery caching),如果使用标量子查询缓存,ORACLE会将子查询结果缓存在哈希表中,如果后续的记录出现同样的值,优化器通过缓存在哈希表中的值,判断重复值不用重复调用函数,直接使用上次计算结果即可。从而减少调用函数次数,从而达到优化性能的效果。另外在ORACLE 10和11中, 哈希表只包含了255个Buckets,也就是说它能存储255个不同值,如果超过这个范围,就会出现散列冲突。 更多详细新可以参考我那篇博客
当然,哈希表只包含了255个Buckets是怎么来的呢?这个是Tom大神推算而来,我也没有测试过,后面网友lfree反馈他的测试结果跟这个结果不同。他反馈在ORACLE 10g下,测试结果实际上是512, ORACLE 11g为1024。由于前阵子比较忙,拖延症犯了,另外也跟他缺少沟通,不过有个志同道合的人讨论感兴趣的技术话题是一件幸事。最近有时间,看完了他的关于这个问题的多篇文章,学到了不少东西,也咨询了一下他一下具体细节,具体测试了一下,感觉他的测试方法有点复杂,部分结论过早给出定论了! 但是自己也没有一个合理的测试验证方法。遂啃了一下Tom大神的On Caching and Evangelizing SQL这篇雄文。在这里结合自己的理解,重新演示一下,下面测试环境为Oracle 11g,关于Hash Table,估计有些人会比较懵,借用Tom大神的述说:
You cannot ‘see’ the hash table anywhere, it is an internal data structure that lives in your session memory for the duration of the query. Once the query is finished – it goes away.
It is a cache associated with your query – nothing more, nothing less.
You can “see” it in action by measuring how many times your function is called, for example:
首先,创建这个自定义函数,这个函数是用来验证哈希表大小的关键所在(确实是一个构造很巧妙,而且又简单的函数。大神真不是盖的)。如果对函数dbms_application_info.set_client_info不了解的,自行搜索、学习这个知识点!
create or replace function f( x in varchar2 ) return number
as
begin
dbms_application_info.set_client_info(userenv('client_info')+1 );
return length(x);
end
然后创建测试表,插入测试数据。然后就可以开始我们的测试,
CREATE TABLE TEST(ID NUMBER);
INSERT INTO TEST
SELECT 1 FROM DUAL UNION ALL
SELECT 1 FROM DUAL UNION ALL
SELECT 1 FROM DUAL UNION ALL
SELECT 2 FROM DUAL UNION ALL
SELECT 2 FROM DUAL UNION ALL
SELECT 2 FROM DUAL UNION ALL
SELECT 3 FROM DUAL UNION ALL
SELECT 3 FROM DUAL;
COMMIT;
准备好上述测试环境,我们就可以用下面脚本来测试、验证标量函数被调用了多少次(注意下面这段脚本会被多次使用,下面测试部分会多次使用,后续可能直接称呼其为test.sql,而不会每次贴出这段脚本)
variable cpu number;
begin
:cpu := dbms_utility.get_cpu_time;
dbms_application_info.set_client_info(0);
end;
/
select id,(select f(id) from dual) as client_info from test;
select dbms_utility.get_cpu_time- :cpu cpu_hsecs,
userenv('client_info')
from dual;
我们可以看到测试结果userenv(‘client_info’)的值为3, 这意味着标量函数被递归调用了3次(如果不理解的话,多补一下基础知识)
如果你对这种方式存在质疑的话,也可以使用10046 trace找到SQL的真实执行计划。具体SQL如下所
alter session set events '10046 trace name context forever,level 12';
select id,(select f(id) from dual) as client_info from test;
alter session set events '10046 trace name context off';
SELECT T.value
|| '/'
|| Lower(Rtrim(I.INSTANCE, Chr(0)))
|| '_ora_'
|| P.spid
|| '.trc' TRACE_FILE_NAME
FROM (SELECT P.spid
FROM v$mystat M,
v$session S,
v$process P
WHERE M.statistic# = 1
AND S.sid = M.sid
AND P.addr = S.paddr) P,
(SELECT T.INSTANCE
FROM v$thread T,
v$parameter V
WHERE V.name = 'thread'
AND ( V.value = 0
OR T.thread# = To_number(V.value) )) I,
(SELECT value
FROM v$parameter
WHERE name = 'user_dump_dest') T;
找到测试生成的trace文件,格式化后,如下截图所示,FAST DUAL表示执行子查询的次数,也就是递归调用次数。
[oracle@DB-Server trace]$ tkprof gsp_ora_11336.trc klb_out.txt
删除这个表,然后我们构造一个拥有从1到255的新表,然后执行test.sql,测试看看标量函数会调用多少次,如下所示:
SQL> drop table test purge;
Table dropped.
SQL> create table test as select rownum id from dual connect by level<=255;
Table created.
如下所示,可以看到当前情况下,标量函数执行了255次
然后插入1、2、 3 三个值,我们再执行一下test.sql,看看优化器是否使用哈希表中缓存的记录,减少函数调用次数。如下所示,函数还是只调用了255次。
INSERT INTO TEST
SELECT 1 FROM DUAL UNION ALL
SELECT 2 FROM DUAL UNION ALL
SELECT 3 FROM DUAL;
COMMIT;
然后我们清空表TEST中的数据,然后使用下面脚本构造相关数据后, 执行test.sql继续我们的测试。
SQL> TRUNCATE TABLE TEST;
Table truncated.
SQL> DECLARE RowIndex NUMBER;
2 BEGIN
3 RowIndex :=1;
4 WHILE RowIndex <= 255 LOOP
5 INSERT INTO TEST
6 SELECT RowIndex FROM DUAL;
7
8 RowIndex := RowIndex +1;
9 END LOOP;
10 COMMIT;
11 END;
12 /
PL/SQL procedure successfully completed.
SQL> DECLARE RowIndex NUMBER;
2 BEGIN
3 RowIndex :=1;
4 WHILE RowIndex <= 255 LOOP
5 INSERT INTO TEST
6 SELECT RowIndex FROM DUAL;
7
8 RowIndex := RowIndex +1;
9 END LOOP;
10 COMMIT;
11 END;
12 /
PL/SQL procedure successfully completed.
SQL>
其实这里出现这个问题,是因为1-255中,有些数因为HASH冲突,导致无法缓存到哈希表中,我们来验证测试一下,如下所示,9和16出现HASH冲突(为什么会出现HASH冲突,这个不清楚,因为我们不清楚它的HASH算法),由于9和16出现HASH 冲突,从而导致16无法缓存到哈希表,从而导致两条16的记录调用了两次,所以标量函数被调用了3次。但是如果出现冲突的记录,两次重复出现,那么它会重用上一次的调用函数的结果。如下测试所示:
我们继续往表TEST里面插入一条ID=16的记录, 我们开始测试
SQL> INSERT INTO TEST VALUES(16);
1 row created.
SQL> COMMIT;
SQL> select id,(select f(id) from dual) from test where id in (9,16);
ID (SELECTF(ID)FROMDUAL)
---------- ---------------------
9 9
16 16
9 9
16 16
16 16
SQL> select dbms_utility.get_cpu_time- :cpu cpu_hsecs, userenv('client_info') from dual;
CPU_HSECS USERENV('CLIENT_INFO')
---------- ----------------------------------------------------------------
1 3
如上所示,自定义函数调用的次数还是3, 按照推理:ID=9的记录调用一次自定义函数,然后ID=16的记录出现HASH冲突,调用一次自定义函数,然后到记录ID=9,发现可以从内存中的哈希表取值,跳过调用自定义函数,接着到ID=16,由于哈希冲突,哈希表没有缓存相关记录,那么还会调用一次自定义函数,再接下来ID=16的记录,由于两次重复出现,那么它会重用上一次的调用函数的结果。所以调用次数为3
如果我们接下来继续插入两条记录,一条为9,一条为16,那么调用自定义函数的次数就会变为4,如下所示:
SQL> insert into test values(9);
1 row created.
SQL> insert into test values(16);
1 row created.
SQL> commit;
Commit complete.
SQL> variable cpu number;
SQL> begin
2 :cpu := dbms_utility.get_cpu_time;
3 dbms_application_info.set_client_info(0);
4 end;
5 /
PL/SQL procedure successfully completed.
SQL>
SQL> select id,(select f(id) from dual) from test where id in(9,16);
ID (SELECTF(ID)FROMDUAL)
---------- ---------------------
9 9
16 16
9 9
16 16
16 16
9 9
16 16
7 rows selected.
SQL> SQL> select dbms_utility.get_cpu_time- :cpu cpu_hsecs, userenv('client_info') from dual;
CPU_HSECS USERENV('CLIENT_INFO')
---------- ----------------------------------------------------------------
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