面试宝典:介绍下Oracle数据库动态性能视图 V$BACKUP_ASYNC_IO

以下是针对 Oracle 19c 中 V$BACKUP_ASYNC_IO 动态性能视图的全面解析，涵盖作用、使用场景、字段含义、关联视图、底层原理及常用 SQL。

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1. 视图作用

V$BACKUP_ASYNC_IO 监控 RMAN 备份/恢复中的异步 I/O 操作，提供以下核心功能：

• ⚡ 实时跟踪异步 I/O 性能指标（吞吐量、等待时间、效率）
• 🔍 诊断备份/恢复性能瓶颈（如 I/O 子系统延迟）
• 📊 分析 RMAN 通道的 I/O 负载均衡情况
• 🛠️ 验证异步 I/O 配置有效性（如 DISK_ASYNCH_IO 参数）

✅ 关键特性：仅显示 活动中的异步 I/O 操作，完成后数据自动清除。

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2. 使用场景

• 性能调优：识别备份恢复速度慢的根源（I/O vs CPU 瓶颈）
• 资源监控：实时观察 RMAN 通道的 I/O 负载
• 故障诊断：检测 I/O 错误（如 STATUS='FAILED'）
• 容量规划：根据 I/O 吞吐量调整存储配置

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3. 字段详解（Oracle 19c）

字段名	数据类型	描述
SID	NUMBER	发起 I/O 的会话 ID
SERIAL#	NUMBER	会话序列号（与 SID 共同唯一标识会话）
TYPE	VARCHAR2(13)	I/O 类型：BACKUP（备份）/RESTORE（恢复）/VALIDATE（验证）
STATUS	VARCHAR2(8)	操作状态：IN PROGRESS/FINISHED/FAILED
DEVICE_TYPE	VARCHAR2(17)	设备类型：DISK/SBT_TAPE（磁带）
FILENAME	VARCHAR2(513)	当前操作的文件全路径
OPEN_TIME	DATE	I/O 操作开始时间
CLOSE_TIME	DATE	I/O 操作结束时间（完成时更新）
ELAPSED_TIME	NUMBER	总耗时（秒）
EFFECTIVE_BYTES_PER_SECOND	NUMBER	实际 I/O 吞吐量（字节/秒）
IO_COUNT	NUMBER	已完成的 I/O 请求次数
READY	NUMBER	异步队列中就绪的 I/O 请求数
SHORT_WAITS	NUMBER	短等待次数（非阻塞等待）
LONG_WAITS	NUMBER	关键指标：长等待次数（阻塞等待，反映 I/O 延迟）
BYTES	NUMBER	已传输的总字节数
BUFFER_SIZE	NUMBER	单次 I/O 缓冲区大小（字节）
BUFFER_COUNT	NUMBER	缓冲区数量
ASYNC	VARCHAR2(3)	是否启用异步 I/O：YES/NO
IO_TYPE	VARCHAR2(10)	I/O 方向：READ（读）/WRITE（写）

📌 关键字段解析：

• LONG_WAITS：值过高表明 I/O 子系统响应慢（存储瓶颈）
• EFFECTIVE_BYTES_PER_SECOND：与存储理论带宽对比判断性能问题
• READY：持续为 0 可能表示通道配置不足

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4. 相关视图与基表

关联视图

视图名称	描述
V$SESSION	会话详细信息（关联 SID 和 SERIAL#）
V$BACKUP_SYNC_IO	同步 I/O 操作监控
V$RMAN_BACKUP_JOB_DETAILS	RMAN 作业详情（含通道配置）
V$BACKUP_DATAFILE	数据文件备份进度

底层基表

• X$KRCBIO：动态性能表，存储异步 I/O 操作实时状态（内存结构）
• X$KRBMSFT：备份媒体管理软件框架表

⚠️ 基表为 Oracle 内部结构，禁止直接查询，需通过 V$ 视图访问。

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5. 底层原理

异步 I/O 工作流程

1. 请求提交：
   • RMAN 通道进程提交异步 I/O 请求到 OS 队列
   • 记录到 X$KRCBIO（状态=IN PROGRESS）
2. 并行处理：
   • 操作系统异步处理 I/O，RMAN 继续执行其他任务
   • 监控进程更新 READY/SHORT_WAITS/LONG_WAITS
3. 回调通知：
   • OS 完成 I/O 后通知 Oracle
   • 更新 STATUS='FINISHED'，计算吞吐量
4. 内存清理：
   • 完成后的记录从内存移除（不再出现在视图中）

关键机制

• 异步优势：避免进程阻塞，最大化 I/O 并行度
• 缓冲区管理：

  \text{总传输量} = \text{Buffer Size} \times \text{Buffer Count} \times \text{IO Count}
  

• 长等待触发：当 OS I/O 队列满或存储响应超时

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6. 关键知识点

异步 I/O 配置

-- 检查异步 I/O 是否启用
SELECT name, value 
FROM v$parameter 
WHERE name IN ('disk_asynch_io', 'backup_tape_io_slaves');

-- 磁盘异步 I/O 通常默认启用 (DISK_ASYNCH_IO=TRUE)
-- 磁带备份需设置：backup_tape_io_slaves=TRUE

性能诊断公式

• I/O 效率比：

  \text{Efficiency} = \frac{\text{实际吞吐量 (EFFECTIVE_BYTES_PER_SECOND)}}{\text{存储理论带宽}}
  

• 阻塞率（>5% 需警惕）：

  \text{Blocking \%} = \frac{\text{LONG_WAITS}}{\text{IO_COUNT}} \times 100
  

与同步 I/O 对比

特性	异步 I/O	同步 I/O
进程阻塞	非阻塞	阻塞
吞吐量	高（并行）	低（串行）
CPU 占用	低	高
适用场景	大型备份/高速存储	小文件/低延迟存储

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7. 常用诊断 SQL

① 实时监控活动异步 I/O

SELECT sid, serial#, type, device_type, filename, 
       ROUND(bytes/1048576) AS size_mb,
       ROUND(elapsed_time,2) AS elapsed_sec,
       ROUND(effective_bytes_per_second/1048576) AS mb_sec,
       long_waits, io_count,
       ROUND(long_waits/io_count*100, 2) AS blocking_pct
FROM v$backup_async_io 
WHERE status = 'IN PROGRESS';

② 按通道汇总 I/O 性能

SELECT sid, device_type,
       SUM(bytes) AS total_bytes,
       SUM(elapsed_time) AS total_sec,
       ROUND(SUM(bytes)/GREATEST(SUM(elapsed_time),1)/1048576) AS avg_mb_sec,
       SUM(long_waits) AS total_long_waits
FROM v$backup_async_io
GROUP BY sid, device_type;

③ 检测 I/O 瓶颈（长等待占比 > 5%）

SELECT filename, long_waits, io_count,
       ROUND(long_waits/io_count*100, 2) AS blocking_pct,
       effective_bytes_per_second
FROM v$backup_async_io
WHERE status = 'FINISHED'
  AND long_waits/io_count > 0.05  -- 阻塞率>5%
ORDER BY blocking_pct DESC;

④ 查找失败的 I/O 操作

SELECT filename, device_type, 
       TO_CHAR(open_time, 'YYYY-MM-DD HH24:MI:SS') AS start_time,
       error_msg 
FROM v$backup_async_io
WHERE status = 'FAILED';

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总结

• 核心价值：定位备份恢复性能瓶颈，优化存储 I/O 配置。
• 最佳实践：
  • 监控 LONG_WAITS 和阻塞率，>5% 需调查存储性能
  • 对比 EFFECTIVE_BYTES_PER_SECOND 与存储理论带宽
  • RAC 环境中检查各节点 I/O 负载均衡
• 注意事项：
  • 数据仅存在于 活动 I/O 期间，完成即消失
  • 磁带备份需额外配置 backup_tape_io_slaves
  • 结合 V$SESSION_LONGOPS 查看整体进度

通过此视图可精确诊断 RMAN I/O 问题，显著提升备份恢复效率。

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