面试宝典:介绍下Oracle数据库动态性能视图 V$QMON_SERVER

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好的，我们来对 Oracle 19C 数据库中的 V$QMON_SERVER_STATS 动态性能视图进行详尽、深入的解析。这个视图与之前介绍的 V$QMON_COORDINATOR_STATS 相辅相成，是监控 AQ 子系统不可或缺的一部分。

1. 作用与概述

V$QMON_SERVER_STATS 视图用于监控和展示高级队列（Advanced Queueing, AQ）中队列监控从属进程（QMNn）的统计信息和运行状态。

QMNn 进程：这些是 AQ 架构中的“工作进程”（Worker Processes），由 QMNC 协调器进程动态创建和管理。它们负责执行具体的、繁重的任务，例如：
- 将消息从源队列传播到目标队列。
- 处理过期的消息。
- 管理延迟的消息。
- 清理保留期已过的消息。
视图内容：此视图提供了每个 QMNn “工人” 的详细工作日志，包括它处理了多少消息、工作了多久、空闲了多久、当前在做什么等。通过这些数据，DBA 可以深入了解 AQ 工作的执行细节，定位性能瓶颈是在哪个工作进程上，或者判断工作负载是否均匀分配。

2. 使用场景

此视图主要在以下场景中使用：

AQ 工作负载分析与性能调优：
- 当发现消息传播或处理缓慢时，通过此视图可以确认是单个 QMNn 进程繁忙（可能有一个特别大的作业），还是所有 QMNn 进程都很繁忙（系统级资源不足）。
- 比较不同 QMNn 进程的 TOTAL_MSGS_PROCESSED 和 TOTAL_EXEC_TIME，可以判断工作负载是否均衡。
诊断消息积压问题：
- 结合 V$AQ 查看消息积压数量，再通过本视图查看 PROCESSES_RUNNING 和每个进程的繁忙程度，可以判断当前的工作进程数量和处理能力是否能应对积压。
资源监控与故障排查：
- 监控 TOTAL_SPAWN_FAILURES 可以检查是否存在因资源不足导致工作进程无法创建的问题。
- 查看 CURRENT_STATE 可以了解每个工作进程的实时状态（例如，是在执行任务还是空闲）。

3. 字段含义详解

V$QMON_SERVER_STATS 视图中的字段主要描述单个 QMNn 进程的生命周期和活动。

字段名称	数据类型	含义说明
PROCESS_ID	NUMBER	该 QMNn 进程的唯一标识符。注意，这不是操作系统 PID，而是 Oracle 内部的 ID。
COORDINATOR_PID	NUMBER	管理此 QMNn 进程的 QMNC 协调器进程的 PID。用于与 `V$QMON_COORDINATOR_STATS` 进行关联。
TOTAL_MSGS_PROCESSED	NUMBER	由此 QMNn 进程处理的消息总数。这是衡量该“工人”工作量的核心指标。
TOTAL_EXEC_TIME	NUMBER	此 QMNn 进程花费在执行任务上的总时间（单位：秒）。
TOTAL_IDLE_TIME	NUMBER	此 QMNn 进程处于空闲状态的总时间（单位：秒）。高空闲时间可能意味着工作分配不足或配置的进程数过多。
TOTAL_EXEC_TIME_BETWEEN_JOBS	NUMBER	在两个任务之间，进程花费在执行管理操作上的总时间。通常此值较小。
TOTAL_SLEEP_TIME	NUMBER	进程处于睡眠状态的总时间。
TOTAL_WAKEUP_CALLS_RECEIVED	NUMBER	此进程被 QMNC 协调器唤醒以执行工作的总次数。
CURRENT_STATE	VARCHAR2(64)	进程的当前状态。常见值：`IDLE`（空闲，等待工作）、`EXECUTING JOB`（正在执行任务）、`SLEEPING`（睡眠）、`QUIESCING`（正在停止）等。这是非常重要的实时诊断信息。
CURRENT_JOB	VARCHAR2(64)	当前正在执行的任务类型。例如：`FLOW_CONTROL`、`PROPAGATION`（传播）、`DELAYED_MESSAGES`（延迟消息）、`EXPIRED_MESSAGES`（过期消息）等。
CURRENT_JOB_START_TIME	DATE	当前任务开始执行的时间。如果 `CURRENT_STATE` 是 `EXECUTING JOB`，这个时间可以告诉你这个任务已经运行了多久。
TOTAL_SPAWN_FAILURES	NUMBER	尝试创建此进程但失败的次数。通常为 0，若非 0 则表明系统资源（如进程数、内存）可能不足。
LAST_JOB	VARCHAR2(64)	上一个执行的任务类型。
LAST_JOB_START_TIME	DATE	上一个任务开始的时间。
LAST_JOB_END_TIME	DATE	上一个任务结束的时间。

4. 相关视图与基表

相关动态性能视图：
- V$QMON_COORDINATOR_STATS： 最重要的关联视图。通过 COORDINATOR_PID 字段可以关联到管理这些 worker 的“经理”的统计信息。
- V$AQ：查看全局 AQ 消息统计，与 worker 的处理量进行对比。
- DBA_QUEUES / DBA_QUEUE_TABLES：查看队列的元数据定义。
- V$PROCESS：可以通过复杂的关联（通常需要结合 COORDINATOR_PID 和内部逻辑）找到对应的操作系统进程信息，但不如 V$QMON_COORDINATOR_STATS 直接。
基表（Underlying Base Table）：
- **X $QMSST * * ：这是 ‘ V$ QMON_SERVER_STATS所依赖的底层内存结构（基表）。与X $QMCST ‘ 一样，它是一个未公开的、基于内存的 X$ 表，存储了每个 QMNn 进程的实时统计信息。严禁直接查询。
- 同样可以通过 V$FIXED_VIEW_DEFINITION 查看其构建方式：
```
SELECT view_definition FROM v$fixed_view_definition WHERE view_name = 'GV$QMON_SERVER_STATS';
```

5. 底层详细原理

进程创建与分配：
- QMNC 协调器进程在需要处理工作时（如定时器到期、有新消息需要传播），会检查当前空闲的 QMNn 进程池。
- 如果有空闲进程，QMNC 会将一个工作项（Work Queue Item） 分配给该进程。
- 如果没有空闲进程且未达到 AQ_TM_PROCESSES 参数限制的最大值，QMNC 会派生（Spawn） 一个新的 QMNn 进程来执行工作。
工作执行与统计：
- 一旦 QMNn 进程被分配了工作项，其状态会变为 EXECUTING JOB，CURRENT_JOB 字段会更新为相应的任务类型（如 PROPAGATION）。
- QMNn 进程开始执行具体的任务逻辑（例如，从源队列表中选择一批消息，将其插入到目标队列表，并从源队列表中删除）。
- 在此过程中，Oracle 内核会持续更新与该进程相关的内存计数器：
  - 处理的消息数量 (TOTAL_MSGS_PROCESSED)
  - 消耗的 CPU/执行时间 (TOTAL_EXEC_TIME)
  - 当前状态 (CURRENT_STATE)
- 任务完成后，这些统计信息会被固化到内存结构 (X$QMSST) 中，进程状态可能变回 IDLE。LAST_JOB_* 时间戳也会被更新。
进程生命周期：
- 一个 QMNn 进程一旦被创建，可能会被重复用于执行多个工作项。
- 如果空闲了很长时间（由内部算法决定），QMNC 会发送一个停止指令，该进程会进入 QUIESCING 状态，完成收尾工作后自行终止。这可以避免不必要的资源浪费。

6. 相关知识点介绍

AQ_TM_PROCESSES 参数：此参数定义了实例中允许存在的最大 QMNn 进程数。设置过小可能导致无法及时处理异步任务（如传播），造成消息延迟；设置过大会消耗更多系统资源（进程、内存）。需要根据实际负载监控 V$QMON_SERVER_STATS 和 V$QMON_COORDINATOR_STATS 来找到平衡点。
任务类型（JOB TYPE）：理解 CURRENT_JOB 和 LAST_JOB 字段的含义对诊断至关重要：
- PROPAGATION: 消息传播，这是最常见的耗时任务。
- EXPIRED_MESSAGES: 清理过期消息。
- DELAYED_MESSAGES: 处理已到达延迟时间的消息，使其可用。
- FLOW_CONTROL: 流控制管理。
** Buffered Messaging**: QMNn 进程主要处理缓冲消息（Buffered Messaging） 的异步操作。虽然持久消息的传播也由它们处理，但缓冲消息的整个生命周期（过期、清理）都更依赖这些后台进程。

7. 常用查询 SQL

1. 查看所有 QMNn 工作进程的概况和繁忙程度

SELECT process_id,
       coordinator_pid,
       total_msgs_processed,
       total_exec_time,
       total_idle_time,
       current_state,
       current_job,
       current_job_start_time
FROM v$qmon_server_stats
ORDER BY total_msgs_processed DESC;

2. 监控当前正在执行的任务（实时诊断）

SELECT process_id,
       current_job,
       current_job_start_time,
       round((SYSDATE - current_job_start_time) * 86400, 2) as seconds_running,
       last_job,
       last_job_end_time
FROM v$qmon_server_stats
WHERE current_state = 'EXECUTING JOB';
-- 查看哪些任务运行了很长时间

3. 检查工作负载是否均衡

SELECT process_id,
       total_msgs_processed,
       total_exec_time,
       ROUND(NVL(total_msgs_processed / NULLIF(total_exec_time, 0), 0), 2) as msgs_per_sec
FROM v$qmon_server_stats
ORDER BY process_id;
-- 如果每个进程处理的消息数和执行时间差异巨大，可能意味着工作分配不均衡或有“长任务”

4. 检查进程创建失败和状态

SELECT process_id,
       coordinator_pid,
       total_spawn_failures,
       current_state
FROM v$qmon_server_stats
WHERE total_spawn_failures > 0 OR current_state LIKE '%ERROR%';
-- 任何失败或错误状态都需要立即关注

5. 关联 Coordinator 和 Server 视图，获取完整视图

SELECT c.coordinator_pid as mgr_pid,
       s.process_id as worker_id,
       s.current_state as worker_state,
       s.current_job as worker_job,
       c.processes_running as total_workers_running,
       s.total_msgs_processed
FROM v$qmon_coordinator_stats c
JOIN v$qmon_server_stats s ON c.coordinator_pid = s.coordinator_pid
ORDER BY s.process_id;

总结

V$QMON_SERVER_STATS 动态性能视图提供了 Oracle Advanced Queueing 系统中“工作进程”（QMNn）的微观视角。它与提供“经理”视角的 V$QMON_COORDINATOR_STATS 视图结合使用，为 DBA 提供了从宏观调度到微观执行的完整监控链条。

通过分析此视图，可以：