面试宝典:介绍下Oracle数据库动态性能视图 V$PDBS

好的，我们来对 Oracle 19C 数据库中的 V$PDBS 动态性能视图进行一次全面、深入的解析。这个视图是 Oracle Multitenant（多租户）架构的核心视图之一，提供了关于可插拔数据库（Pluggable Databases, PDBs）的实时状态和性能信息。

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1. 作用与概述

V$PDBS 视图用于动态展示当前容器数据库（CDB）实例中所有可插拔数据库（PDB）的运行时状态、配置信息和资源使用情况。

• 核心目的： 为数据库管理员（DBA）提供一个中心化的控制台，以监控和管理 CDB 内所有 PDB 的生命周期、性能特征和健康状况。它回答了“我的各个 PDB 当前状态如何？打开了没有？资源用了多少？”等关键问题。
• 数据特性： 该视图提供的是实时、动态的数据，来源于实例的内存结构。它与提供静态元数据的 DBA_PDBS 数据字典视图形成互补。
• 重要性： 在多租户环境中，传统的许多 V$ 视图（如 V$DATABASE）只显示根容器（CDB$ROOT）的信息。‘V$PDBS` 专门用于填补这一空白，为每个独立的 PDB 提供实例级别的洞察。

2. 使用场景

此视图在以下多租户环境管理场景中至关重要：

1. PDB 状态监控与生命周期管理：

   • 快速查看所有 PDB 的当前状态（OPEN_MODE）是 MOUNTED, READ WRITE, 还是 READ ONLY。这是进行拔插、克隆、备份等操作的基础。

2. 性能问题诊断与资源监控：

   • 识别哪个 PDB 消耗了最多的 I/O（IO_BYTES, IO_REQUESTS）、产生了最多的重做日志（REDO_BYTES）或使用了最多的并发资源（CURRENT_UTILIZATION）。
   • 当实例出现性能瓶颈时，快速定位到资源消耗最大的租户（PDB）。

3. 连接管理与会话排查：

   • 查看每个 PDB 的当前会话数（SESSIONS_CURRENT），判断连接负载分布。
   • 结合 V$SESSION 进行诊断时，通过 CON_ID 字段关联到 V$PDBS，可以将会话归属到具体的 PDB。

4. 资源计划执行情况监控：

   • 监控 PDB 的资源使用量是否接近其在 CDB 资源计划（CDB Resource Plan）中设置的份额（Share）或限制（Limit）。

3. 字段含义详解

V$PDBS 视图的字段涵盖了 PDB 的标识、状态、资源使用量和限制等多个方面。

字段类别	字段名称	数据类型	含义说明
标识信息	CON_ID	NUMBER	容器的唯一ID。这是在整个CDB中标识一个容器的关键。CDB$ROOT=1，PDB$SEED=2，其他PDB从3开始。
	CON_UID	NUMBER	容器的唯一UID。在整个CDB生命周期中永不改变，即使PDB被拔插到另一个CDB中也不会变。
	GUID	RAW(16)	容器的全局唯一标识符（Global Unique Identifier）。
	NAME	VARCHAR2(128)	可插拔数据库（PDB）的名称。
状态信息	OPEN_MODE	VARCHAR2(10)	PDB的当前打开模式。这是最关键的字段之一。 • MOUNTED： PDB 已加载但未打开，不可访问。 • READ ONLY： PDB 处于只读模式。 • READ WRITE： PDB 处于读写模式。 • MIGRATE： 正在升级或迁移。
	RESTRICTED	VARCHAR2(3)	指示PDB是否处于受限模式 (YES/NO)。在受限模式下，只有具有 RESTRICTED SESSION 权限的用户才能连接。
	OPEN_TIME	DATE	PDB最后一次被打开的时间。
	RECOVERY_STATUS	VARCHAR2(10)	恢复状态。例如 ENABLED, DISABLED。
	BLOCKED	VARCHAR2(3)	指示PDB的操作是否被阻塞 (YES/NO)。
资源使用量	SESSIONS_CURRENT	NUMBER	当前连接到该PDB的会话数量。
	SESSIONS_HIGHWATER	NUMBER	自实例启动以来，该PDB达到的最大并发会话数。
	IO_BYTES	NUMBER	该PDB累计已执行的I/O字节数。
	IO_REQUESTS	NUMBER	该PDB累计已发出的I/O请求次数。
	REDO_BYTES	NUMBER	该PDB累计生成的重做日志字节数。
	CPU_TIME	NUMBER	该PDB所有会话消耗的CPU时间（单位：厘秒）。
	CPU_COUNT	NUMBER	可用于CDB的CPU数量（通常反映主机CPU数）。
资源管理	SHARES	NUMBER	在CDB资源计划中分配给该PDB的份额数。份额越大，在资源竞争时分配到的资源越多。
	UTILIZATION_LIMIT	NUMBER	该PDB的CPU利用率限制百分比。例如，100表示可以使用100%的CDB资源。
	MEMORY_LIMIT	NUMBER	该PDB的内存使用限制（单位：字节）。
	MEMORY_MIN	NUMBER	该PDB保证的最小内存量（单位：字节）。
	MEMORY_MAX	NUMBER	该PDB可使用的最大内存量（单位：字节）。
	DEFAULT_PERFORMANCE_PROFILE	VARCHAR2(128)	与此PDB关联的默认性能配置文件。
其他	PROXY_SESSIONS_CURRENT	NUMBER	当前的代理会话数（用于DG Broker等）。
	PROXY_SESSIONS_HIGHWATER	NUMBER	代理会话的高水位标记。
	LAST_STATUS_CHANGE_TIME	DATE	最后一次状态改变的时间。

4. 相关视图与基表

• 相关数据字典和动态性能视图：

  • DBA_PDBS： 最重要的关联视图。DBA_PDBS 存储了 PDB 的静态元数据（如创建时间、DBID、恢复状态），而 V$PDBS 存储了运行时动态信息（如当前状态、资源使用量）。通常通过 CON_ID 或 GUID 关联查询。
  • V$CONTAINERS： 这是一个更基础的视图，显示所有容器（包括CDB$ROOT和PDB$SEED）的核心信息（CON_ID, NAME, OPEN_MODE）。V$PDBS 可以看作是 V$CONTAINERS 的增强版，包含了丰富的性能指标。
  • V$RSRCPDBMETRIC： 提供更细粒度、更实时的资源指标（如每秒的CPU消耗、I/O速率），这些数据是用于实现CDB资源管理的原始数据。V$PDBS 中的一些资源数据可能来源于此。
  • V$SESSION： 通过 CON_ID 字段关联，可以查看每个PDB内的具体会话活动。
  • GV$PDBS： 在 Oracle RAC 环境中，显示所有集群节点上的 PDB 信息。

• 基表（Underlying Base Table）：

  • X$CD{B}_{C}ONTAINERS\ast \ast /\ast \ast X$CDB_CONTAINER_INFO： 这些是 V$PDBS 和 V$CONTAINERS 所依赖的底层内存结构（基表）。它们存储了容器在内存中的实时状态信息。
  • **X$RSRCPDBMETRIC\ast \ast ：是‘V$RSRCPDBMETRIC的基表，可能为V$PDBS` 提供资源使用数据。
  • 这些 X$ 表是内部的、未公开的，严禁直接查询。
  • 视图定义查询：

    SELECT view_definition FROM v$fixed_view_definition WHERE view_name = 'GV$PDBS';
    

5. 底层详细原理

1. 多租户架构与容器注册：

   • 当 CDB 实例启动时，它会加载所有 PDB 的元数据，并在内存中（X$CDB_CONTAINER_INFO）为每个容器创建一个“槽位”（Slot）来跟踪其运行时状态。
   • 当一个 PDB 被 ALTER PLUGGABLE DATABASE ... OPEN 命令打开时，实例会：
     • 检查其一致性。
     • 为其分配必要的内存结构。
     • 将其状态在内存基表中更新为 READ WRITE 或 READ ONLY。
     • 使其数据文件和 undo 表空间在线（对于读写模式的PDB，会使用共享的undo表空间或自己的undo表空间）。

2. 资源统计收集：

   • Oracle 后台进程（尤其是 MMON 及其奴隶进程）会定期（例如每秒）采样每个活动 PDB 的资源使用情况（CPU、I/O、内存）。
   • 这些采样数据被聚合后，更新到 X$RSRCPDBMETRIC 等底层结构中。
   • V$PDBS 视图查询时，会从这些内存结构中获取数据，并可能展示其瞬时值或一段时间内的聚合值（如 IO_BYTES 是累计值）。

3. 资源管理（Resource Manager）集成：

   • CDB 资源计划监控每个 PDB 的资源消耗（CPU_TIME, IO_REQUESTS等）。
   • 当发生资源争用时，资源管理器会根据 V$PDBS 中显示的 SHARES 和 UTILIZATION_LIMIT 等配置来仲裁和分配资源（如CPU时间）。
   • V$PDBS 中的资源使用量数据既是监控的输出，也是资源管理器决策的输入。

6. 相关知识点介绍

• PDB 打开模式：

  • MOUNTED： PDB 的控制文件被打开，数据文件未被打开。不能进行任何数据访问。这是 ALTER PLUGGABLE DATABASE ... CLOSE 后的状态。
  • READ ONLY： 数据文件以只读方式打开。允许查询，禁止任何DML和DDL。适用于静态报表库或容灾备库。
  • READ WRITE： 正常的读写模式。允许所有操作。

• CDB 资源计划（CDB Resource Plan）：

  • 这是多租户环境的核心特性，允许在PDB之间管理CPU、I/O、并行服务器和内存资源。
  • SHARES： 定义相对重要性。一个拥有2份份额的PDB获得的资源是拥有1份份额的PDB的两倍。
  • UTILIZATION_LIMIT： 设置绝对上限，防止一个PDB耗尽所有CDB资源。

• PDB 的隔离性与共享性：

  • 隔离： 每个PDB有自己的数据字典、用户、Schema对象，从应用视角看如同独立数据库。
  • 共享： 所有PDB共享同一个实例进程（SGA, PGA）、后台进程和控制文件。V$PDBS 视图正是这种“共享实例，多租户”架构的集中体现。

7. 常用查询 SQL

1. 查看所有PDB的基本状态和打开模式（最常用）

SELECT con_id, name, open_mode, restricted, open_time
FROM v$pdbs
ORDER BY con_id;

2. 监控各个PDB的资源消耗情况（性能诊断）

SELECT p.name,
       p.sessions_current,
       p.io_bytes,
       p.io_requests,
       p.redo_bytes,
       ROUND(p.cpu_time / 100, 2) AS cpu_seconds -- 将厘秒转换为秒
FROM v$pdbs p
WHERE p.open_mode != 'MOUNTED'
ORDER BY p.io_bytes DESC;

3. 检查PDB的资源分配限制

SELECT name, shares, utilization_limit, memory_min, memory_max
FROM v$pdbs
ORDER BY con_id;

4. 查找处于受限模式或非正常打开状态的PDB

SELECT name, open_mode, restricted, blocked
FROM v$pdbs
WHERE restricted = 'YES' OR open_mode != 'READ WRITE' OR blocked = 'YES';

5. 关联DBA_PDBS获取更完整信息（静态+动态）

SELECT v.name,
       v.open_mode,
       d.status,          -- 来自DBA_PDBS的静态状态
       v.sessions_current,
       d.creation_time    -- 来自DBA_PDBS的创建时间
FROM v$pdbs v
JOIN dba_pdbs d ON v.con_uid = d.con_uid -- 或使用 v.guid = d.guid
ORDER BY v.con_id;

6. 计算每个PDB的I/O平均请求大小

SELECT name,
       io_bytes,
       io_requests,
       ROUND(io_bytes / NULLIF(io_requests, 0), 2) AS avg_io_request_bytes
FROM v$pdbs
WHERE io_requests > 0
ORDER BY avg_io_request_bytes DESC;

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总结

V$PDBS 动态性能视图是 Oracle 多租户架构的“指挥中心”视图。它成功地将传统单实例数据库的监控视角，扩展到了一个共享实例下的多个逻辑数据库集合上。

通过此视图，DBA 可以：

• 一目了然 地掌握所有 PDB 的实时运行状态。
• 精准定位 资源消耗的热点租户，快速诊断性能问题。
• 有效实施 和监控多租户资源管理策略，保证服务质量（QoS）。
• 无缝衔接 动态性能监控与静态元数据管理。

掌握 V$PDBS 是管理和运维 Oracle Multitenant 数据库的必备技能，它与其他 CDB 相关的视图（如 DBA_PDBS, V$RSRCPDBMETRIC）共同构成了多租户环境下完整的监控体系。

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