面试宝典:介绍下Oracle数据库动态性能视图 V$PQ_SYSSTAT

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好的,我们来对 Oracle 19C 数据库中的 V$PQ_SYSSTAT 动态性能视图进行一次极其详细和准确的解析。这个视图是监控和评估整个数据库实例(系统级)并行查询(Parallel Query, PQ)整体运行状况和负载情况的宏观仪表盘。


1. 作用与概述

V$PQ_SYSSTAT 视图的主要作用是提供自实例启动以来,所有会话累积的系统级并行查询执行统计信息。它反映了并行查询在实例层面的总体活动水平、资源消耗和效率。

核心概念:系统级并行统计

  • V$PQ_SESSTAT:聚焦于单个会话的并行活动。
  • V$PQ_SLAVE:聚焦于单个并行服务器进程的活动。
  • V$PQ_SYSSTAT:聚焦于整个Oracle实例的并行活动,是所有会话和所有并行操作的汇总。

简而言之,它回答了DBA的宏观问题:“我的数据库实例自启动以来,并行查询总体忙不忙?处理了多少数据?资源利用效率如何?是否存在潜在的资源瓶颈?”


2. 使用场景

  1. 实例健康与负载监控
    定期检查此视图,了解并行查询在实例整体负载中的占比,判断系统是否如预期那样利用并行处理能力。

  2. 容量规划与资源评估
    根据 Servers Started, Servers Highwater 等统计信息,评估当前 PARALLEL_MAX_SERVERS 等参数的配置是否满足业务峰值需求,并为硬件规划提供数据支持。

  3. 性能问题初步诊断
    当实例出现性能压力时,通过此视图快速判断是否由高并发的并行操作引起(例如,Servers Busy 值持续很高)。

  4. 效率评估
    通过分析生产与消费的行数、字节数比例,评估并行执行的整体效率。


3. 字段含义详解

以下是 V$PQ_SYSSTAT 视图中各个字段的精确说明。其结构与 V$PQ_SESSTAT 类似,但统计范围是实例级别。

字段名数据类型含义说明
STATISTICVARCHAR2(64)并行查询统计项目的名称。这是查询时的主要标识。
VALUENUMBER该统计项目自实例启动以来的累计值。其单位取决于具体的统计项。
CON_IDNUMBER包含此统计信息的容器的 ID。在 CDB 环境中,指示该数据属于哪个 PDB。

核心统计项(STATISTIC 列的值)详解:

统计项名称含义说明
Servers Busy当前繁忙的并行服务器进程的数量。这是一个实时快照值。高值表示系统并行负载高
Servers Idle当前空闲的并行服务器进程的数量
Servers Started自实例启动以来,已启动的并行服务器进程的总次数。频繁的启动/关闭可能有性能开销。
Servers Shutdown自实例启动以来,已关闭的并行服务器进程的总次数
Servers Highwater自实例启动以来,并行服务器进程同时活跃数量的峰值。这直接反映了对 PARALLEL_MAX_SERVERS 参数的需求。
Server Sessions自实例启动以来,由并行服务器进程建立的会话总数
Queries Initiated自实例启动以来,发起的并行查询操作的总次数
DML Initiated自实例启动以来,发起的并行 DML 操作的总次数
DDL Initiated自实例启动以来,发起的并行 DDL 操作的总次数
Local Msgs Sent在实例内发送的进程间消息总数(在 RAC 中,指同一实例内进程间通信)。
Local Msgs Recv’d在实例内接收的进程间消息总数
Distr Msgs Sent跨实例发送的进程间消息总数(在 RAC 中,指通过互联网络跨实例通信)。
Distr Msgs Recv’d跨实例接收的进程间消息总数
Data Bytes Sent通过并行进程间通信发送的数据总字节数。反映了并行处理的数据量规模。
Data Bytes Recv’d通过并行进程间通信接收的数据总字节数
Rows Produced所有并行操作中,产生的数据行的总数
Rows Consumed所有并行操作中,消费的数据行的总数

4. 相关视图与基表

  • 相关动态性能视图

    • V$PQ_SESSTAT:提供会话级别的并行统计。V$PQ_SYSSTAT 可以看作是所有 V$PQ_SESSTAT 的汇总。
    • V$PQ_SLAVE / V$PX_PROCESS:提供并行服务器进程的实时状态信息。V$PQ_SYSSTAT 中的 Servers Busy/Idle 是其快照汇总。
    • V$SYSSTAT:包含更广泛的系统统计信息,其中有一些与并行查询相关的统计项(如 parallel operations not downgraded),可以与 V$PQ_SYSSTAT 协同分析。
    • GV$ 视图:在 RAC 环境中,GV$PQ_SYSSTAT 提供所有实例的视图,是分析集群范围内并行负载的关键。
  • 底层基表与原理
    V$PQ_SYSSTAT 是一个动态性能视图,其数据不直接来源于普通的磁盘基表

    • 数据源:其数据由所有并行查询协调器(QC)进程并行执行服务器在操作执行过程中动态更新。这些统计信息被聚合后存储在 SGA 的共享内存结构中。
    • 生命周期与持久化:这些统计信息是实例级别的。它们在实例启动时被初始化为0,并在实例运行期间持续累积。实例关闭后,所有统计信息被重置。它们不会被持久化到AWR仓库中,但AWR会快照这些值并报告差值。
    • 底层结构:其底层来源于内部的 X$ 表(如 X$KCFIOS),这些表在查询时动态映射到SGA中的内存结构。

5. 详细原理与知识点

1. 系统级监控的意义:
V$PQ_SYSSTAT 提供了评估并行查询框架本身健康度和压力的视角。例如:

  • Servers Highwater:如果这个值持续接近 PARALLEL_MAX_SERVERS 的设定值,说明系统可能经历过或正在经历并行服务器进程资源的争用,需要考虑调大该参数。
  • Servers Started vs Queries Initiated:如果比值过高,说明平均每个查询启动/关闭的进程很频繁,可能意味着有很多小查询不必要地使用了并行,或者 PARALLEL_MIN_SERVERS 设置过低,导致进程池无法保持 warm。

2. RAC 环境下的关键指标:
在 RAC 中,Distr MsgsLocal Msgs 的对比至关重要。

  • Local Msgs 远大于 Distr Msgs:表明大多数并行操作是实例内完成的,这是理想状态。
  • Distr Msgs 占比很高:表明有大量的跨实例并行操作。这不一定不好,但如果互联网络成为瓶颈(可通过 GV$SYSTEM_EVENT 查看 'gc%' 等待事件),就需要考虑使用服务(Services) 来绑定工作和数据到特定实例(Affinity),减少跨实例流量。

3. 资源消耗的宏观视角:
Data Bytes Sent/Recv'dRows Produced/Consumed 以巨大的数字展现了实例所处理的并行数据总量。这对于理解工作负载特征和容量规划极具价值。

4. 与 AWR 的关系:
虽然 V$PQ_SYSSTAT 本身是易失的,但 AWR 快照会捕获其在快照间隔内的差值。AWR 报告中的 “Load Profile” 和 “Instance Efficiency Percentages” 部分的一些数据(如 Parallel operations per second)就来源于此。


6. 常用查询SQL

1. 查看实例关键的并行查询统计信息概览

SELECT statistic,
       value,
       CASE
         WHEN statistic LIKE '%Bytes%' THEN ROUND(value / 1024 / 1024) || ' MB'
         WHEN statistic LIKE '%Servers%' THEN TO_CHAR(value)
         ELSE TO_CHAR(value)
       END AS formatted_value
FROM v$pq_sysstat
WHERE statistic IN ('Servers Busy', 'Servers Idle', 'Servers Highwater',
                    'Queries Initiated', 'Data Bytes Sent', 'Rows Produced')
ORDER BY statistic;

2. 计算并行服务器进程的"繁忙率"(粗略评估)

SELECT 
    SUM(CASE statistic WHEN 'Servers Busy' THEN value END) AS busy_servers,
    SUM(CASE statistic WHEN 'Servers Idle' THEN value END) AS idle_servers,
    ROUND( 
        SUM(CASE statistic WHEN 'Servers Busy' THEN value END) / 
        NULLIF(SUM(CASE statistic WHEN 'Servers Busy' THEN value END) + 
               SUM(CASE statistic WHEN 'Servers Idle' THEN value END), 0) * 100, 
        2
    ) AS approximate_busy_percentage
FROM v$pq_sysstat;
-- 注意:这是一个瞬间快照,仅作参考。

3. 评估RAC环境中的并行通信模式

SELECT 
    SUM(CASE statistic WHEN 'Local Msgs Sent' THEN value END) 
      + SUM(CASE statistic WHEN 'Local Msgs Recv''d' THEN value END) AS total_intra_instance_msgs,
    SUM(CASE statistic WHEN 'Distr Msgs Sent' THEN value END) 
      + SUM(CASE statistic WHEN 'Distr Msgs Recv''d' THEN value END) AS total_inter_instance_msgs,
    ROUND( 
        (SUM(CASE statistic WHEN 'Distr Msgs Sent' THEN value END) + 
         SUM(CASE statistic WHEN 'Distr Msgs Recv''d' THEN value END)) / 
        NULLIF( (SUM(CASE statistic WHEN 'Local Msgs Sent' THEN value END) + 
                 SUM(CASE statistic WHEN 'Local Msgs Recv''d' THEN value END) +
                 SUM(CASE statistic WHEN 'Distr Msgs Sent' THEN value END) + 
                 SUM(CASE statistic WHEN 'Distr Msgs Recv''d' THEN value END) ), 0 ) * 100, 
        2
    ) AS pct_inter_instance_comm
FROM v$pq_sysstat;

4. 监控并行执行的吞吐量(需定期运行并计算差值)

-- 第一次运行
SELECT 'BASE' AS snap,
       SYSDATE AS time,
       SUM(CASE statistic WHEN 'Rows Produced' THEN value END) AS total_rows,
       SUM(CASE statistic WHEN 'Data Bytes Sent' THEN value END) AS total_bytes
FROM v$pq_sysstat;

-- 等待一段时间后(如5分钟),第二次运行
SELECT 'COMPARE' AS snap,
       SYSDATE AS time,
       SUM(CASE statistic WHEN 'Rows Produced' THEN value END) AS total_rows,
       SUM(CASE statistic WHEN 'Data Bytes Sent' THEN value END) AS total_bytes
FROM v$pq_sysstat;

-- 手动计算差值: (COMPARE - BASE) / 时间间隔(秒) = 每秒吞吐量

总结

V$PQ_SYSSTAT 视图是 Oracle 实例并行查询活动的“飞行数据记录仪”。它提供了评估并行查询框架整体健康状况和性能表现的宏观、累积性视角。通过它,可以:

  1. 把握全局负载:快速了解实例的并行查询总体繁忙程度和资源消耗规模。
  2. 指导资源配置:根据历史峰值(Servers Highwater)和进程周转率(Servers Started)科学地设置并行相关参数。
  3. 识别潜在瓶颈:从系统层面识别出诸如跨实例通信过多、并行进程资源争用等问题。
  4. 量化处理能力:以字节和行数为单位,度量实例处理并行工作负载的总能力。

对于管理数据仓库、报表系统等重度依赖并行执行的环境的DBA来说,将 V$PQ_SYSSTAT 纳入日常监控体系,是进行容量管理、性能评估和瓶颈分析的基础。

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