使用 SQL 计划管理控制执行计划演变

目的

本教程将向您介绍如何在 Oracle Database 11g 中管理 SQL 执行计划。

大约 30 分钟

主题

本教程讨论以下主题:

概述
前提条件
总结

将光标置于此图标上可以加载和查看本教程的所有屏幕截图。(警告:因为此操作会同时加载所有屏幕截图,所以网速较慢时,响应时间可能会比较长。)

注:此外,您还可以在下列步骤中将光标放在每个单独的图标上,从而仅加载和查看与该步骤相关的屏幕截图。可以通过单击各个屏幕截图将其隐藏。

当 SQL 语句的执行计划更改时,会出现潜在的性能风险。更改计划的原因多样,包括但不限于系统中发生的以下类型的更改:优化器版本、优化器统计信息、优化器参数、模式/元数据定义、系统设置及 SQL 配置文件创建。有时系统中的更改(如删除索引)会导致不可恢复的计划更改。无法确保计划更改后变得更好将使得一些客户不敢更改其执行计划或优化器统计信息。

Oracle Database 11g 中推出了一个新特性 SQL 计划管理 (SPM),该特性可控制执行计划的演进。使用 SPM,优化器将自动管理执行计划,并确保仅使用已知或经过验证的计划。当发现一个用于 SQL 语句的的新计划时,需经过验证其比现有的计划表现更好或相当后才能使用。

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开始学习本教程之前,您应该先完成以下步骤:

1.
2.

将 init.ora 参数 optimizer_capture_sql_plan_baselines 设置为 true 可开启自动计划捕获。当启动自动计划捕获后,SPM 信息库将自动填充任何可重复的 SQL 语句。为了识别可重复的 SQL 语句,优化器将在首次编译 SQL 语句时,将其身份记录到语句日志中。将 SQL 语句的身份写入日志后,如果再次处理该语句(如执行或编译),其记录在语句日志中的身份将意味着这是一个可重复的语句。系统将创建 SQL 计划历史并添加当前的或基于成本的计划作为首个计划基准。执行以下步骤:

1.

打开 Enterprise Manager DB Control,以 system 用户身份登录。

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2.

选择 Server 选项卡。

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3.

在 Query Optimizer 下选择 SQL Plan Control

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4.

选择 SQL Plan Baseline 选项卡。

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5.

在 Settings 下,对 Capture SQL Plan Baselines 选择 FALSE

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6.

对参数 optimizer_capture_sql_plan_baseline 选择 TRUE 值,然后单击 OK

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7.

该参数现在设为 TRUE。

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8.

打开 SQL*Plus 会话,以 SYSTEM 身份登录。因为是首次运行该 SQL 语句,它现在还不是可重复的,也没有计划基准,所以您需要执行以下查询 2 次。

@load_auto_select.sql

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9.

切换到 Enterprise Manager 并在 SQL Text 域中输入 %LOAD_AUTO%,然后单击 Go

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10.

计划已经加入到列表中。选择 SQL Text 链接查看详细信息。

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11.

显示 SQL Plan Baseline 详细信息。您会看到 Origin 设为 AUTO_CAPTURE,因为自动加载了基准。单击 Return

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12.

现在您希望更改或改变优化器模式,它将触发 SQL 语句执行一个不同的计划。转换到 SQL*Plus 更改优化器模式。执行以下命令。

alter session set optimizer_mode = first_rows;

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13.

重新运行以下查询。

@load_auto_select.sql

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14.

因为 SQL 语句将有一个新计划,因此会自动捕获另一个计划基准。您可以通过选择该计划基准进行确认。切换回 DB Control 并单击 Go

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15.

您可以看到 SQL 查询的两个基准,但注意到第二个计划未获得接受。新计划要经验证后才可接受为可使用的良好计划。选择未接受计划前的复选框并单击 Evolve

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16.

这里我们不考虑新计划的表现是否与当前 SQL 计划基准相当或更好,因此对 Verify Performance 请选择 No。这表示该计划将变成接受的 SQL 计划基准,不管其性能如何。单击 OK 对该计划执行演进,然后在后续确认窗口中单击 Return

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17.

返回 SQL Plan Control 窗口后,再次单击 Go 刷新该列表。

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18.

现在该计划获得了接受。要查看解释计划,选择 SQL Text 链接。

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19.

本计划将执行位图索引全扫描。单击 Return

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20.

您现在可将优化器模式重新设置为默认值并禁用自动计划基准捕获。切换到您的 SQL*Plus 会话,运行以下命令。

alter session set optimizer_mode = all_rows;

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21.

切换回 DB Control。选择 Capture SQL PLAN Baselines 的 TRUE 链接。

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22.

对参数 optimizer_capture_sql_plan_baseline 选择 FALSE 值,然后单击 OK

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23.

参数已更改。

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24.

现在可以删除 SQL 基准了。选中每个基准前的复选框,然后单击 Drop

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25.

单击 Yes 确认删除。

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26.

基准已删除。

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批量捕获计划有两种方式:

使用 SQL 调优集 (STS)

使用游标缓存

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使用 SQL 调优集 (STS)

您可以使用 SQL 调优集捕获关键的 SQL 语句集的计划详细信息。这是确保 10g 升级到 11g 过程中不出现意外计划更改的一种方法。执行以下步骤:

1.

您需要执行的第一个任务是检查解释计划。切换到 SQL*Plus 会话并执行以下脚本:

@load_sts_explain_plan

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2.

使用以下脚本执行 SQL 语句:

@load_sts_select

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3.

现在您可以通过执行以下命令更改优化器模式:

alter session set optimizer_mode = first_rows;

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4.

现在您可以通过执行以下脚本获得一个不同的计划。

@load_sts_explain_plan
@load_sts_select

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5.

执行以下命令重新设置优化器模式:

alter session set optimizer_mode = all_rows;

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6.

此时,您可以开始创建 SQL 调优集并加载计划了。在 SQL*Plus 会话中执行以下脚本创建 SQL 调优集。

@cr_sts

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7.

现在可以使用您刚运行的 SQL 填充 SQL 调优集。执行以下脚本填充 SQL 调优集:

@populate_sts

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8.

切换到 Enterprise Manager。现在您已经准备好加载刚创建的 SQL 调优集了。在 SQL Control Plan > SQL Plan Baseline 选项卡中,单击 Load

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9.

选择 SQL Tuning Set 的手电筒图标。

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10.

选择调优集 SPM_STS,然后单击 Select

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11.

单击 OK,提交基准作业。

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12.

基准创建完成。单击 Refresh

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13.

在 SQL Text 域中输入 %LOAD_STS%,然后单击 Go

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14.

选择 SQL text 链接

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15 .

显示解释计划。此次,由于计划的创建方式,Origin 设置为 MANUAL-LOAD。单击 Return

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16.

现在可以删除 SQL 基准了。选中每个基准前的复选框,然后单击 Drop

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17.

单击 Yes 确认删除。

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18.

基准已删除。

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使用游标缓存

您可以使用 dbms_spm.load_plans_from_cursor_cache 直接从游标缓存加载计划。可以为游标缓存中的所有语句加载计划,或可以对模块名或模式名等应用筛选器,下次执行这些语句时将使用它们的基准计划。执行以下步骤:

1.

您需要执行的第一个任务是检查解释计划。切换到 SQL*Plus 会话并执行以下脚本:

@load_cc_explain_plan

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2.

使用以下脚本执行 SQL 语句:

@load_cc_select

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3.

现在您可以通过执行以下命令更改优化器模式:

alter session set optimizer_mode = first_rows;

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4.

现在您可以通过执行以下脚本获得一个不同的计划。

@load_cc_explain_plan
@load_cc_select

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5.

执行以下命令重新设置优化器模式:

alter session set optimizer_mode = all_rows;

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6.

现在游标缓存已经填充完毕,您需要获取您的 SQL 语句的 sql id,该 id 用于在加载基准时筛选游标缓存的内容。执行以下脚本:

@load_cc_get_sql_id

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7.

现在加载计划并创建基准。切换到 Enterprise Manager DB Control。在 Server > SQL Plan Control > SQL Plan Baseline 页单击 Load

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8.

选中多选按钮 Load plans from cursor cache,然后选择 SQL id 的手电筒图标。

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9.

在 SQL Text 域中输入 %LOAD_CC%,然后单击 Go

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10.

选择上一步您在 SQL*Plus 中查询游标缓存时所见的 SQL id 前的复选框,然后单击 Select

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11.

单击 OK

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12.

提交作业。在 SQL Text 域中输入 %LOAD_CC%,然后单击 Go

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13.

选择 SQL 语句的链接。

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14.

显示解释计划。单击 Return

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15.

现在可以删除 SQL 基准了。选中每个基准前的复选框,然后单击 Drop

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16.

单击 Yes 确认删除。

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17.

基准已删除。

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每次编译 SQL 语句时,优化器首先使用传统的基于成本的搜索构建一个最佳成本计划。如果初始化参数 OPTIMIZER_USE_SQL_PLAN_BASELINES 设置为 TRUE(默认值),优化器将尝试在 SQL 计划基准中寻找一个修补计划。如果找到将照常继续后续步骤。否则将添加新计划到计划历史,然后在 SQL 计划基准中计算每个接受的计划的成本,然后选出成本最低的计划。执行以下步骤:

1.

您需要执行的第一个任务是检查解释计划。切换到 SQL*Plus 会话并执行以下脚本:

@use_opm_explain_plan

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2.

使用以下脚本执行 SQL 语句:

@use_opm_select

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3.

现在您可以通过执行以下命令更改优化器模式:

alter session set optimizer_mode = first_rows;

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4.

现在您可以通过执行以下脚本获得一个不同的计划。

@use_opm_explain_plan
@use_opm_select

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5.

执行以下命令重新设置优化器模式:

alter session set optimizer_mode = all_rows;

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6.

现在游标缓存已经填充完毕,您需要获取您的 SQL 语句的 sql id,该 id 用于在加载基准时筛选游标缓存的内容。执行以下脚本:

@use_opm_get_sql_id

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7.

现在加载计划并创建基准。切换到 Enterprise Manager DB Control。在 Server > SQL Plan Control > SQL Plan Baseline 页单击 Load

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8.

选中多选按钮 Load plans from cursor cache,然后选择 SQL id 的手电筒图标。

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9.

在 SQL Text 域中输入 %USE_OPM%,然后单击 Go

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10.

选中上一步您在 SQL*Plus 中查询游标缓存时所见的 SQL id 前的复选框,然后单击 Select

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11.

单击 OK

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12.

该作业已执行。在 SQL Text 搜索域中输入 %USE_OPM%,然后单击 Go。SQL Plan Baseline 显示。

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13.

现在已经加载了计划,您需要检查是否正在使用该计划。切换到 SQL*Plus 会话并执行以下脚本:

@use_opm_explain_plan2

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解释输出最末尾的说明指出使用了一个基准。从执行计划您看到使用了第一个基准(全表扫描)。

14.

您可以将优化器模式更改为 first_rows,以转而使用其他基准。执行以下命令:

alter session set optimizer_mode = first_rows;

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15.

重新运行解释计划查看其他基准。执行以下脚本:

@use_opm_explain_plan2

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从执行计划您看到使用了第二个基准(位图索引全扫描)。

16.

这时您想要禁用该计划基准,并检查它是否将使用其他计划基准。切换到 Enterprise Manager,选择上一步的解释计划中显示的计划前面的复选框。然后单击 Disable

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17.

计划已禁用。

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18.

切换到 SQL*Plus 会话并再次执行以下脚本:

@use_opm_explain_plan2

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在执行计划中,您可以看到使用的计划是索引扫描而不是全表扫描,因此这是第二个基准。

19.

最后一个任务是禁用其他计划基准。然后,优化器将回到基于成本的方法。切换到 Enterprise Manager,选择上一步的解释计划中显示的计划前面的复选框。然后单击 Disable

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20.

现在,两个计划都已禁用。

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21.

切换到 SQL*Plus 会话并执行上一次的脚本:

@use_opm_explain_plan2

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优化器现在使用默认的基于成本的方法,因为计划的最后没有提示说明使用了某个基准。

22.

现在可以删除 SQL 基准了。选中每个基准前的复选框,然后单击 Drop

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23.

单击 Yes 确认删除。

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24.

基准已删除。

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在本教程中,您学习了如何:

自动捕获计划
使用 SQL 调优集或 SQL ID 捕获计划
选择使用的计划

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