使用访问指导(SQL Access Advisor)优化数据库业务负载

简介: 本文介绍了Oracle的SQL访问指导(SQL Access Advisor)的应用场景及其使用方法。访问指导通过分析给定的工作负载,提供索引、物化视图和分区等方面的优化建议,帮助DBA提升数据库性能。具体步骤包括创建访问指导任务、创建工作负载、连接工作负载至访问指导、设置任务参数、运行访问指导、查看和应用优化建议。访问指导不仅针对单条SQL语句,还能综合考虑多条SQL语句的优化效果,为DBA提供全面的决策支持。

1 SQL 访问指导应用场景

DBMS_SQLTUNE调优任务报告在给出创建索引的建议时,同时也会提示下面信息:

Rationale
  ---------
    创建推荐的索引可以显著地改进此语句的执行计划。但是, 使用典型的 SQL 工作量运行 "访问指导"可能比单个语句更可取。通过这种方法可以获得全面的索引建议案, 包括计算索引维护的开销和附加的空间消耗。

建议我们在创建索引前运行访问指导获得全面的建议方案。有时,我们需要对数据库整体或某个业务的负载进行全面的分析和优化,这时,也需要用到SQL访问指导。

2 什么是访问指导(SQL Access Advisor)

在给定的工作负载下(这个工作负载可以来自游标缓存区、AWR快照、会话跟踪文件,也可以是是从其他数据库导入的负载),SQL访问指导可以提供索引、物化视图、分区等方面的建议以获得更好的性能。在索引方面,可以建议位图索引、函数索引及B-Tree索引。

访问指导依靠为它提供的关于表和索引的统计信息,这些统计信息可以使用dbms_stats包收集,信息可以是准确的,也可以是估算的。如果一个表上没有统计信息,工作负载中引用这个表的查询为被标记为无效,访问指导不会为这个查询提供推荐建议。

3 使用访问指导优化数据库负载

3.1 创建访问指导任务

使用访问指导前,必须创建一个访问指导任务,使用DBMS_ADVISOR的CREATE_TASK函数创建一个SQL建议任务,命令如下

DBMS_ADVISOR.CREATE_TASK (advisor_name =>'SQL Access Advisor',
                          task_name=> 'my_task');
END; /
PL/SQL procedure successfully completed.

创建之后使用下面语句查看已经创建的任务

 select TASK_NAME,ADVISOR_NAME,TASK_ID,STATUS from USER_ADVISOR_TASKS where TASK_NAME='my_task'
TASK_NAME                        ADVISOR_NAME                        TASK_ID STATUS
-------------------------------- -------------------------------- ---------- -----------
my_task                          SQL Access Advisor                      636 INITIAL
3.2 创建工作负载

使用STS(SQL Tuning Set)创建访问指导使用的工作负载,先创建一个STS集

BEGIN
  DBMS_SQLSET.CREATE_SQLSET (
    sqlset_name  => 'STS_f_AWR' --STS集名称
,   description  => 'STS from awr snapshots' --STS集描述
);
END;

从AWR快照中载入工作负载

DECLARE
  cur DBMS_SQLTUNE.SQLSET_CURSOR;
BEGIN
  OPEN cur FOR
    SELECT VALUE(P)
      FROM table(
        DBMS_SQLTUNE.SELECT_WORKLOAD_REPOSITORY(423,424,
                                                'parsing_schema_name = ''SH''',
                                                NULL, NULL,NULL,NULL,
                                                1,
                                                NULL,
                                                'ALL')) P;
  DBMS_SQLTUNE.LOAD_SQLSET(sqlset_name => 'STS_f_AWR',
                           populate_cursor => cur,
                           load_option => 'MERGE',
                           update_option => 'ACCUMULATE');
END;

调用函数时,按照顺序填写输入参数,可以不填写参数名称。这里只是演示这种用法,实际使用还是填上参数名称为好。423,424是AWR的起止快照,在载入工作负载时,对载入的SQL 进行过滤,只载入用户SH模式下的SQL语句。

3.3 连接STS负载至访问指导
EXECUTE DBMS_ADVISOR.ADD_STS_REF('my_task', null, 'STS_f_AWR');

这个存储过程只有3个参数,分别是访问指导任务名称,STS集属主用户,STS集名称。STS集属主为空表示当前用户。

3.4 设置访问指导任务参数

访问指导任务由很多参数,这些参数分为四类

  • 工作负载过滤—根据用户名、模块名、起始时间、sql字符串等过滤工作负载
  • 任务配置----任务的日期、格式等
  • 模式属性----推荐的索引、物化视图、分区等的属性(表空间、属主、模板等)
  • 建议选项----怎样执行分析,分析后建议的选项等

上述四类参数可以根据任务的需要进行设置,选项及说明参考Oracle官方指南,设置参数使用下面命令

EXECUTE DBMS_ADVISOR.SET_TASK_PARAMETER('my_task','STORAGE_CHANGE', 1000000000);
3.5 运行访问指导

完成上述步骤后,可以运行访问指导了

EXECUTE DBMS_ADVISOR.EXECUTE_TASK('my_task');

查询任务运行状态

select TASK_NAME,ADVISOR_NAME,TASK_ID,STATUS from USER_ADVISOR_TASKS where TASK_NAME='my_task';

TASK_NAME                        ADVISOR_NAME                                TASK_ID STATUS
-------------------------------- ---------------------------------------- ---------- -----------
my_task                          SQL Access Advisor                              720 COMPLETED

5 查看、分析、应用报告

5.1 查看优化建议记录及每条建议的收益
SELECT REC_ID, RANK, BENEFIT
FROM USER_ADVISOR_RECOMMENDATIONS WHERE TASK_NAME ='my_task';
    REC_ID       RANK    BENEFIT
---------- ---------- ----------
         1          1        288
         2          2      16338
         3          3          0
         4          4          0
        --省略多行   
        15         15        564

这个语句查询的访问指导产生的建议记录及每个建议记录的收益,这里的收益指的是对分析sql语句的整体的收益。

5.2 查看优化建议及每条语句的收益
SELECT a.sql_id, a.rec_id, a.precost, a.postcost,
       (a.precost-a.postcost)*100/a.precost AS percent_benefit,
       dbms_lob.substr(h.sql_text,40) sql_text
FROM USER_ADVISOR_SQLA_WK_STMTS a left join dba_hist_sqltext h on a.sql_id=h.sql_id
WHERE TASK_NAME = 'my_task';
SQL_ID       |REC_ID|PRECOST|POSTCOST|PERCENT_BENEFIT|SQL_TEXT                                                                                                                                                                                                                                                       |
-------------+------+-------+--------+---------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2f74pxwtsupmv|    12|   7476|     264|          96.46|SELECT¶ c.cust_id,¶ t.calendar_month_desc,¶ TO_CHAR (SUM(amount_sold),'9,999,999,999') AS SALES,¶ TO_CHAR(AVG(SUM(amount_sold))--sliding window¶OVER (ORDER BY c.cust_id, t.calendar_month_desc ROWS 2 PRECEDING),¶      '9,999,999,999') AS MOVING_3_MONTH|
6ufw2dvv51fht|     2|   7512|    5610|          25.31|SELECT prod_id, promo_id, count(*) FROM SALES_NO_PAR GROUP BY PROD_ID,PROMO_ID ORDER BY 3                                                                                                                                                                      |
f957w2uc0z6wc|     6|  20490|   20430|           0.29|SELECT¶ channel_desc,¶ calendar_month_desc,¶ TO_CHAR(SUM(amount_sold),'9,999,999,999') SALES$,¶ RANK() OVER (PARTITION BY calendar_month_desc¶ORDER BY¶ SUM(amount_sold) DESC) AS RANK_WITHIN_MONTH,¶ RANK() OVER (PARTITION¶ BY channel_desc¶ORDER BY¶ SUM(|
97jzw892p57g4|    10|   7482|    1224|          83.64|--CREATE INDEX idx_mo_id_sales ON sales(prod_id,promo_id);¶¶¶¶SELECT¶ t.time_id,¶ TO_CHAR (SUM(amount_sold),'9,999,999,999')¶AS SALES,¶ TO_CHAR(AVG(SUM(amount_sold)) OVER¶  (ORDER BY t.time_id--Centered Aggregate Function¶   RANGE BETWEEN INTERVAL '1|
7aa51hyf5yq54|     0|     24|      24|              0|SELECT * FROM COUNTRIES                                                                                                                                                                                                                                        |
a8j02bbcb44hc|    13|   6054|    5598|           7.53|SELECT¶ channel_desc,¶ country_iso_code,¶ SUM(amount_sold) SALES$,¶ RANK() OVER (PARTITION BY GROUPING_ID(channel_desc, ¶country_iso_code)¶ORDER BY¶ SUM(amount_sold) DESC) AS RANK_PER_GROUP¶FROM¶ sales,¶ customers,¶ times,¶ channels,¶ countries¶WHERE¶ sal|
ba8py8307rbc2|     1|  12744|   12672|           0.56|SELECT¶ calendar_month_desc AS MONTH,¶ channel_desc,¶ TO_CHAR(SUM(amount_sold) , '9,999,999,999') SALES$,¶ CUME_DIST() OVER (PARTITION BY calendar_month_desc¶ORDER BY¶ SUM(amount_sold) ) AS CUME_DIST_BY_CHANNEL¶FROM¶ sales,¶ products,¶ customers,¶ times,|
10mhmuxdm71p3|     2|   7368|      60|          99.18|SELECT * FROM SALES_NO_PAR snp  WHERE PROD_ID=113 AND PROMO_ID=999 AND  to_char(TIME_ID,'YYYY-MM-DD')='2019-05-27'                                                                                                                                             |
8ayzndd9srcdg|     0|  10032|   10032|              0|SELECT prod_id, LISTAGG(cust_first_name||' '||cust_last_name, '; ') ¶  WITHIN GROUP (ORDER BY amount_sold DESC) cust_list¶FROM SALES_NO_PAR, customers¶WHERE SALES_NO_PAR.cust_id = customers.cust_id AND cust_gender = 'M'AND cust_credit_limit = 15000 AN|
9ta50y24zx0ba|     2|   7368|     240|          96.74|SELECT * FROM SALES_NO_PAR WHERE prod_id=126 AND PROMO_ID=351                                                                                                                                                                                                  |

这条语句查询的是每个建议记录下对应的sql语句的收益,收益的计算公式是(优化前成本-优化后成本)*100/优化前成本。从这里可以看出访问指导和SQL优化任务的不同,SQL优化任务是针对每一条sql进行分析,不考虑对其它语句的影响,访问指导则分析了一条优化记录对每条SQL语句的影响,给DBA做决策时提供了更全面的考虑。

5.3 查看每条建议的详细情况
select REC_ID,ACTION_ID,SUBSTR(command,1,30) AS command,ATTR1,ATTR3,ATTR4 from user_advisor_actions where TASK_NAME = 'my_task';

    REC_ID  ACTION_ID COMMAND              ATTR1                            ATTR3                            ATTR4
---------- ---------- -------------------- -------------------------------- -------------------------------- ----------
         1          2 RETAIN INDEX         "SH"."CUSTOMERS_PK"              "SH"."CUSTOMERS"                 BTREE
         2         14 CREATE INDEX         "SH"."SALES_NO_PAR_IDX$$_02D00002" "SH"."SALES_NO_PAR"              BTREE,FUNC                                                                                                      TION-BASED
         4          9 RETAIN INDEX         "SH"."IDX_MO_ID_SALES"           "SH"."SALES"                     BTREE
         5          6 RETAIN INDEX         "SH"."SALES_CHANNEL_BIX4"         "SH"."SALES"                     BITMAP                                          
        15         20 CREATE INDEX         "SH"."SALES_IDX$$_02D00008"      "SH"."SALES"                     BITMAP,FUN                                                                                                      CTION-BASE                                                                                                            D, LOCAL 
5.4 生成任务的执行脚本

如果确认要执行访问指导建议的操作,使用DBMS_ADVISOR.GET_TASK_SCRIPT获得执行脚本,这个函数的语法如下:

DBMS_ADVISOR.GET_TASK_SCRIPT (
   task_name          IN VARCHAR2
   type               IN VARCHAR2 := 'IMPLEMENTATION',
   rec_id             IN NUMBER   := NULL,
   act_id             IN NUMBER   := NULL,
   owner_name         IN VARCHAR2 := NULL,
   execution_name     IN VARCHAR2 := NULL,
   object_id          IN NUMBER   := NULL)
RETURN CLOB;

可以看到,在获取脚本时,可以指定任务名、记录id,动作id等,从而获得执行的动作的命令,这里获取整个任务的执行脚本,使用下面命令

select DBMS_ADVISOR.GET_TASK_SCRIPT('my_task') from dual

DBMS_ADVISOR.GET_TASK_SCRIPT('MY_TASK')
--------------------------------------------------------------------------------
Rem  SQL Access Advisor: Version 23.0.0.0.0 - Production
Rem
Rem  Username:        SYS
Rem  Task:            my_task
Rem  Execution date:  11/12/2024 07:26
Rem

/* RETAIN INDEX "SH"."COUNTRIES_PK" */

CREATE INDEX "SH"."TIMES_IDX$$_02D00000"
    ON "SH"."TIMES"
    ("CALENDAR_MONTH_DESC")
    COMPUTE STATISTICS;
CREATE INDEX "SH"."SALES_NO_PAR_IDX$$_02D00006"
    ON "SH"."SALES_NO_PAR"
    ("CUST_ID","TIME_ID")
    COMPUTE STATISTICS;

CREATE BITMAP INDEX "SH"."SALES_IDX$$_02D00008"
    ON "SH"."SALES"
    (TO_CHAR("TIME_ID",'YYYY-MM-DD'))
    COMPUTE STATISTICS
    LOCAL;

6 小结

Oracle给DBA提供了各种非常使用的故障诊断和性能分析工具,访问指导就是其中的一个,使用这个工具,可以对数据库的整体或某个业务负载进行分析,提供全面的访问结构方面的建议,给DBA或开发在做决策时提供分析的依据和参考。STS工作负载也可以导出到另一个数据库上进行分析,不影响生产系统,增加了分析的可能性。

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