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

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好的,我们来对 Oracle 19C 数据库中一个非常特殊但至关重要的动态性能视图——V$BLOCKING_QUIESCE——进行深入解析。这个视图与数据库的静默(Quiesce) 状态管理直接相关,通常在高级维护操作中使用。


1. 视图概述与核心作用

V$BLOCKING_QUIESCE 动态性能视图的作用是标识出那些正在阻止数据库进入或退出静默(Quiesced)状态的会话(Sessions)

数据库静默状态是一种特殊的暂停状态,它允许管理员进行某些需要稳定系统状态的管理操作(如模式更改、复杂的备份),同时允许现有已连接的用户会话继续其工作直至完成,但禁止建立新连接和开始新事务

核心作用可以概括为:

  • 故障诊断:当 ALTER SYSTEM QUIESCE RESTRICTED 命令挂起或无法完成时,使用此视图找出是哪个或哪些会话正在阻止静默状态的达成。
  • 状态监控:在数据库处于静默状态或正在进入/退出该状态时,监控系统的阻碍因素。
  • 维护规划:在执行需要静默状态的操作前,评估可能遇到的阻力。

2. 使用场景

  1. 执行静默命令超时
    当 DBA 发出 ALTER SYSTEM QUIESCE RESTRICTED; 命令后,该命令没有立即返回成功消息,而是似乎"挂起"了。此时查询此视图,可以精确找到是哪个用户会话还有未提交的事务或持有的资源,阻止了静默状态的完成。

  2. 取消静默状态受阻
    当尝试使用 ALTER SYSTEM UNQUIESCE; 让数据库退出静默状态时遇到问题,此视图可能有助于诊断(尽管这种情况较少见)。

  3. 计划性维护窗口
    在计划进入静默状态进行维护之前,可以先模拟或观察当前系统的活动,预测哪些长时间运行的事务可能会成为障碍。


3. 字段详细含义

V$BLOCKING_QUIESCE 视图的字段相对较少,但每个字段都直接指向问题的根源。

字段名数据类型含义说明
SIDNUMBER会话标识符 (Session ID)。这是阻止操作的核心字段,与 V$SESSION.SID 直接对应。通过这个 SID,可以查询 V$SESSION 来获取会话的详细信息,如用户名、机器名、程序名、正在执行的 SQL 等。
SERIAL#NUMBER会话序列号。与 SID 共同唯一标识一个会话。用于某些需要精确指定会话的操作(如 ALTER SYSTEM KILL SESSION)。
OPCODENUMBER操作代码 (Operation Code)。指示该会话正在执行的操作类型,正是这个操作阻止了静默。常见值及其含义:
1 : 事务未提交。会话有一个活跃的(active)或未提交的(uncommitted)事务。这是最常见的原因。
2 : 无事务但持有资源。会话没有活跃事务,但持有关键的共享资源(如 enqueue),这些资源在静默前必须被释放。
3 : 并行从属进程。一个并行查询(PX)的从属 slave 进程正在运行。
REQ_REASONNUMBER请求原因代码。指示数据库请求该会话执行何种操作以解除阻塞。常见值:
1 : 提交或回滚事务
2 : 释放持有的资源(如 enqueue)。
3 : 等待并行操作完成
TIMENUMBER该会话已阻塞静默操作的时间(单位:秒)

4. 相关视图与基表

  • 核心关联视图

    • V$SESSION:这是最重要的关联视图。通过 SIDSERIAL# 关联,可以立即获取阻塞会话的详细信息,如:
      • USERNAME / OSUSER:哪个用户。
      • MACHINE / PROGRAM:从哪台机器、哪个程序发起的。
      • STATUS, STATE:会话当前状态。
      • SQL_ID / PREV_SQL_ID:正在执行或刚刚执行过的 SQL 语句 ID。
    • V$SQL:通过 V$SESSION.SQL_ID 关联,可以查看导致阻塞的具体 SQL 语句文本,这对于判断事务性质至关重要。
    • V$TRANSACTION:如果阻塞原因是未提交的事务(OPCODE=1),可以在此视图中找到该事务的详细信息(如开始时间、使用的 UNDO 段等)。
  • **底层基表(X表)∗∗:‘V表)**: `V表)VBLOCKING_QUIESCE的数据来源于 Oracle 内核中管理静默状态的内部数据结构。其底层关联的 **X$表** 通常是**不公开**的,可能与进程和资源管理的内部表(如XKSUQS‘或类似结构)相关。∗∗重要警告∗∗:这些XKSUQS` 或类似结构)相关。 **重要警告**:这些 XKSUQS或类似结构)相关。重要警告:这些X 表是 Oracle 的私有内部结构,绝对禁止直接查询。


5. 相关底层详细原理

  1. 静默状态的定义
    静默状态的目标是创建一个稳定点。在此状态下:

    • 不允许新的登录(除非用户具有 RESTRICTED SESSION 权限)。
    • 不允许开始新的事务、新查询或新的 PL/SQL 执行。
    • 允许已连接的非活动会话(Idle)继续存在。
    • 允许已存在的活动会话继续工作,直到它们主动提交或回滚其事务,并释放所有持有的资源。
  2. 阻塞检测机制
    QUIESCE RESTRICTED 命令发出后,数据库实例的监控框架会扫描所有活动会话。它会检查每个会话是否:

    • 有活跃事务(在 V$TRANSACTION 中存在记录)。
    • 持有任何类型的锁(enqueue)或其他需要串行化访问的共享资源。
    • 是并行执行从属进程。
      任何满足以上条件的会话都会被标记为"阻塞者",并将其信息填入 V$BLOCKING_QUIESCE 视图。
  3. 状态转换
    数据库不会强制杀死这些阻塞会话。它会等待它们自然完成。只有当 V$BLOCKING_QUIESCE 变为时,才意味着所有阻塞条件都已消除,此时 QUIESCE RESTRICTED 命令才算真正完成,数据库正式进入静默状态。V$INSTANCE.ACTIVE_STATE 会显示为 QUIESCED


6. 相关知识点介绍

  • 静默(Quiesce) vs. 挂起(Suspend)

    • 挂起ALTER SYSTEM SUSPEND; 命令会立即停止所有数据库的 I/O(数据文件和控制文件),冻结整个系统。这是一个非常极端的状态,通常用于存储级快照备份。
    • 静默ALTER SYSTEM QUIESCE RESTRICTED; 是一个更优雅、更人性化的状态。它允许现有工作完成,只是禁止新工作。主要用于应用级维护。
  • 权限
    执行 ALTER SYSTEM QUIESCE RESTRICTED 命令需要 ALTER SYSTEM 权限。此外,即使数据库处于静默状态,具有 RESTRICTED SESSION 权限的用户(如 SYSSYSTEM)仍然可以连接。

  • 超时
    QUIESCE RESTRICTED 命令本身没有超时机制。它会一直等待,直到所有阻塞会话释放资源。DBA 必须手动干预(如联系用户提交事务或手动杀死会话)来推动进程。


7. 常用查询 SQL

1. 基本查询:查看所有阻止静默的会话(最常用)

SELECT sid, serial#, opcode, req_reason, time
FROM v$blocking_quiesce;

2. 详细诊断:获取阻塞会话的完整信息(必须掌握的查询)

SELECT bq.sid, bq.serial#, 
       s.username, s.osuser, s.machine, s.program, s.status,
       s.sql_id, s.prev_sql_id,
       -- 解码操作码和原因码,使其更易读
       CASE bq.opcode WHEN 1 THEN 'Uncommitted Transaction'
                      WHEN 2 THEN 'Holding Resource'
                      WHEN 3 THEN 'Parallel Slave'
                      ELSE 'Other: ' || bq.opcode
       END AS blocking_operation,
       CASE bq.req_reason WHEN 1 THEN 'Commit/Rollback Txn'
                          WHEN 2 THEN 'Release Resource'
                          WHEN 3 THEN 'Wait PX'
                          ELSE 'Other: ' || bq.req_reason
       END AS required_action,
       bq.time AS seconds_blocking
FROM v$blocking_quiesce bq
JOIN v$session s ON (bq.sid = s.sid AND bq.serial# = s.serial#)
ORDER BY bq.time DESC; -- 按阻塞时间降序排列,最久的在最前面

3. 深入分析:查看阻塞会话正在执行的SQL

SELECT bq.sid, bq.serial#, s.username, s.sql_id, sq.sql_text
FROM v$blocking_quiesce bq
JOIN v$session s ON (bq.sid = s.sid AND bq.serial# = s.serial#)
LEFT JOIN v$sql sq ON (s.sql_id = sq.sql_id)
WHERE bq.opcode = 1; -- 专注于因未提交事务而阻塞的会话

4. 强制解决:生成杀死阻塞会话的命令(谨慎使用!)

SELECT 'ALTER SYSTEM KILL SESSION ''' || sid || ',' || serial# || ''' IMMEDIATE;' AS kill_command,
       username, machine, program, blocking_operation
FROM (
  SELECT bq.sid, bq.serial#, 
         s.username, s.machine, s.program,
         CASE bq.opcode WHEN 1 THEN 'Uncommitted Txn' 
                        ELSE 'Other'
         END AS blocking_operation
  FROM v$blocking_quiesce bq
  JOIN v$session s ON (bq.sid = s.sid AND bq.serial# = s.serial#)
);

注意KILL SESSION 是最后的手段。应首先尝试联系用户让其自己提交或回滚。

通过深入理解 V$BLOCKING_QUIESCE 视图,您可以在执行关键的系统维护操作时,有效地诊断和解决因用户活动导致的阻碍问题,确保维护窗口的顺利进行。

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