面试宝典:Oracle数据库cursor: pin S wait on X等待事件处理过程

Oracle 数据库 cursor: pin S wait on X 等待事件深度解析

---

1. 等待事件本质

• cursor: pin S wait on X：
  会话尝试以**共享模式(S)获取游标的Library Cache Pin时，发现该游标正被其他会话以独占模式(X)**锁定而发生的等待。
• 关键特性：
  • 是cursor: pin S的特例，明确指示S模式等待X模式释放
  • 发生在游标需要结构修改时（如重解析、失效处理）
  • 比普通cursor: pin S更具破坏性，通常伴随DDL或硬解析风暴

---

2. 产生过程详解

1. X锁持有：
   会话A执行DDL或触发游标重解析，获取游标X锁
2. S锁请求：
   会话B执行SQL需要访问同一游标，请求S锁
3. 冲突等待：
   因X锁存在，会话B进入cursor: pin S wait on X状态
4. 锁释放：
   会话A完成操作释放X锁
5. 继续执行：
   会话B获得S锁并执行SQL

---

3. 高频场景

DDL操作冲突

-- 会话A (DDL操作)
ALTER TABLE orders ADD CONSTRAINT pk_orders PRIMARY KEY (order_id); 

-- 会话B (同时执行查询)
SELECT * FROM orders WHERE order_id = 100;  -- 进入等待

统计信息更新风暴

-- 自动统计信息收集
BEGIN
  DBMS_STATS.GATHER_SCHEMA_STATS('SALES', CASCADE=>TRUE); 
END;
-- 同时大量会话执行SQL → 集中进入等待

游标失效连锁反应

1. 表结构变更导致1000+游标失效
2. 第一个会话尝试重解析(持X锁)
3. 其他会话请求相同游标(等待X锁释放)

高并发硬解析

• 应用重启后所有会话同时执行登录SQL
• 每个会话都尝试硬解析(争抢X锁)

---

4. 根本原因分类

应用层问题

问题类型	典型案例
高频DDL	业务代码在高峰时段执行ALTER INDEX ... REBUILD
动态对象修改	应用运行时修改包体(CREATE OR REPLACE PACKAGE BODY)
无绑定变量	SELECT * FROM users WHERE id=
批量统计更新	全库统计信息更新未设置NO_INVALIDATE=>FALSE

数据库配置

• 共享池过小：

  SHOW PARAMETER shared_pool_size; -- < 总内存20% 风险高
  

• 优化器设置激进：
  optimizer_features_enable='19.1.0' (新特性增加解析复杂度)
• 会话缓存不足：
  session_cached_cursors=20 (默认值，高并发场景不足)

系统资源瓶颈

• CPU饱和：X锁释放延迟（Mutex操作需CPU指令）
• 内存压力：共享池频繁换页 → 游标重载增加X锁竞争

Oracle内部机制

• Bug导致X锁滞留：
  • Bug 16442477：12c中并行查询持X锁超时
  • Bug 29782207：统计信息收集持锁过久
• 子游标管理缺陷：
  当v$sql_shared_cursor中ROWLOCK_SEC标记时，X锁持有时间异常延长

---

5. 深度排查流程

步骤1：系统级诊断

-- 确认等待强度
SELECT event, total_waits, time_waited_micro
FROM v$system_event 
WHERE event = 'cursor: pin S wait on X';

-- 关联解析和DDL统计
SELECT 
  (SELECT value FROM v$sysstat WHERE name='parse count (hard)') hard_parse,
  (SELECT value FROM v$sysstat WHERE name='DDL statements') ddl_count
FROM dual;

• 严重性阈值：
  time_waited_micro > 100秒/分钟 + hard_parse > 1000/秒

步骤2：定位阻塞源头

-- 查找X锁持有者
SELECT 
    holder.sid,
    holder.serial#,
    holder.sql_id,
    holder.event,
    holder.module,
    waiter.sid waiter_sid
FROM v$session holder
JOIN v$session waiter ON holder.sid = waiter.blocking_session
WHERE waiter.event = 'cursor: pin S wait on X';

步骤3：分析被争用对象

-- 获取被阻塞游标信息
SELECT 
    s.sql_id,
    s.sql_text,
    o.owner,
    o.object_name,
    o.object_type
FROM v$session s
JOIN dba_objects o ON s.row_wait_obj# = o.object_id
WHERE s.event = 'cursor: pin S wait on X';

步骤4：检查游标健康度

-- 查看被争用游标状态
SELECT 
    sql_id,
    invalidations,
    loads,
    executions,
    last_active_time
FROM v$sql
WHERE sql_id = '&blocked_sql_id';

-- 检查子游标扩散
SELECT 
    child_number,
    reason 
FROM v$sql_shared_cursor 
WHERE sql_id = '&blocked_sql_id';

步骤5：DDL操作追溯

-- 查找近期DDL操作
SELECT 
    sql_text, 
    last_active_time
FROM v$sql
WHERE upper(sql_text) LIKE 'ALTER%'
   OR upper(sql_text) LIKE 'CREATE%'
   OR upper(sql_text) LIKE 'DROP%'
ORDER BY last_active_time DESC;

步骤6：资源瓶颈分析

-- CPU和内存压力
SELECT 
    metric_name, 
    ROUND(value,2) value
FROM v$sysmetric 
WHERE metric_name IN ('CPU Usage Per Sec','Shared Pool Free %')
AND group_id=2;  -- 最近1分钟

-- 共享池碎片
SELECT 
    free_space,
    avg_free_size,
    max_free_size
FROM v$shared_pool_reserved;

步骤7：高级诊断

-- 开启Library Cache追踪
ALTER SESSION SET events 'trace[library_cache] level 10';

-- 检查X锁持有时间
SELECT 
    sid,
    event,
    p1raw lock_addr,
    TO_CHAR(p2,'XXXXXXXX') lock_mode
FROM v$session_wait
WHERE wait_time=0;

---

6. 根治方案

紧急处置

-- 终止阻塞源会话
ALTER SYSTEM KILL SESSION '&holder_sid,&holder_serial#' IMMEDIATE;

-- 刷新特定游标
BEGIN
  DBMS_SHARED_POOL.PURGE('&address,&hash_value','C');
END;

应用层优化

• DDL执行窗口：

  -- 创建DDL作业窗口
  BEGIN
    DBMS_SCHEDULER.CREATE_WINDOW(
      window_name=>'DDL_WINDOW',
      resource_plan=>null,
      start_date=>TRUNC(SYSDATE)+22/24,  -- 晚10点
      duration=>'2 hours');
  END;
  

• 绑定变量改造：

  -- 原代码
  EXECUTE IMMEDIATE 'UPDATE orders SET status=''A'' WHERE id='||v_id;
  
  -- 改为
  EXECUTE IMMEDIATE 'UPDATE orders SET status=:1 WHERE id=:2' 
    USING 'A', v_id;
  

• 统计更新策略：

  DBMS_STATS.GATHER_TABLE_STATS(
    ownname=>'SCOTT',
    tabname=>'SALES',
    no_invalidate=>FALSE);  -- 立即失效游标改为FALSE
  

数据库调优

-- 共享池优化
ALTER SYSTEM SET shared_pool_size=6G SCOPE=SPFILE;
ALTER SYSTEM SET "_kghdsidx_count"=16;  -- 增加子池数

-- 游标缓存
ALTER SYSTEM SET session_cached_cursors=300; 

-- 解析优化
ALTER SYSTEM SET cursor_sharing=FORCE;  -- 临时方案
ALTER SYSTEM SET "_optimizer_invalidation_period"=3600; -- 19c+

补丁与升级

1. 关键补丁：
   • Bug 16442477：应用Database Patch Set Update
   • Bug 29782207：安装12.2.0.1.210119+补丁
2. 升级建议：
   • 迁移至19c+，使用游标依赖关系跟踪增强

     -- 19c新特性
     ALTER SYSTEM SET "_cursor_dependency_enhanced"=TRUE;
     

根治原则：
解决cursor: pin S wait on X的核心 = 隔离DDL操作 + 消除硬解析 + 减少游标失效。
相比其他游标等待，此事件直接指向主动修改行为（DDL/统计更新），需重点控制此类操作。

通过此方案可彻底解决X锁阻塞问题，恢复数据库并发性能。

欢迎关注我的公众号《IT小Chen》