面试宝典:介绍下Oracle数据库动态性能视图 V$PX

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好的，我们来对 Oracle 19C 数据库中的 V$PX_PROCESS 动态性能视图进行一次全面、深入的详解。这个视图是监控和诊断并行查询（Parallel Execution）的关键工具。

1. 作用与概述

V$PX_PROCESS 视图的主要作用是列出当前所有并行执行服务器进程（Parallel Execution Server Processes）的信息。这些进程是 Oracle 为了执行并行操作（如并行查询、并行 DDL、并行 DML）而动态创建和管理的服务进程。

核心价值：通过查询此视图，数据库管理员（DBA）可以实时监控：

当前系统中有多少并行的“奴隶”进程（PX Servers）在运行。
这些进程的状态（繁忙、空闲、被终止等）。
它们属于哪个并行执行会话（通过 SID 关联到 V$SESSION）。
它们在 RAC 环境中的分布情况（通过 INST_ID）。

2. 使用场景

实时监控并行负载：快速了解数据库当前并行执行的规模和活跃度，判断系统资源（主要是 CPU 和内存）是否被大量并行操作所占用。
诊断并行查询性能问题：
- 当某个并行查询执行缓慢或挂起时，使用此视图查看为其服务的 PX 服务器进程是否都在正常工作（状态是否为 BUSY），或者是否有进程异常（如 DEAD）。
- 结合 V$SESSION 和 V$PX_SESSION，定位占用大量并行资源的具体 SQL 会话。
排查并行进程相关的错误：当出现 “ORA-12850: Could not allocate slaves” 等错误时，查询此视图可以查看当前已分配的进程数，帮助判断是否已达到 PARALLEL_MAX_SERVERS 参数设置的上限。
资源调整与容量规划：观察系统在高负载时的并行进程数量，为调整 PARALLEL_MAX_SERVERS, PARALLEL_MIN_SERVERS 等参数提供依据。

3. 字段含义详解

下表详细描述了 V$PX_PROCESS 视图的各个字段。请注意，在 RAC 环境中，应优先查询 GV$PX_PROCESS 以获取所有实例的信息。

4. 相关视图与基表

相关动态性能视图：
- GV$PX_PROCESS：V$PX_PROCESS 的全局版本，在 RAC 环境中显示所有实例上的并行进程信息。在 RAC 中查询此视图更为常用。
- V$SESSION：最重要的关联视图。通过 V$PX_PROCESS.SID = V$SESSION.SID 可以获取并行进程的详细会话信息（如 USERNAME, SQL_ID, EVENT, STATE 等）。
- V$PX_SESSION：提供并行会话的统计信息，重点关注查询协调器（QC） 和其从属进程（Servers）之间的关系。其 SID 字段对应的是 QC 的 SID（即 V$PX_PROCESS.QCSID）。
- V$PQ_SYSSTAT：显示并行查询子系统的总体统计信息，如“Servers Busy”、“Servers Idle”等，提供了一个汇总视角。
- V$SQL_AREA / V$SQL：通过 V$SESSION.SQL_ID 关联，可以找到正在被并行执行的 SQL 语句的具体内容。
基表：
- V$PX_PROCESS 是一个动态性能视图，它没有直接对应的“基表”。
- 它的数据直接来源于内存中的数据库实例状态信息。Oracle 在共享池（Shared Pool）或大型池（Large Pool）中维护着并行执行服务器的状态和控制结构。V$PX_PROCESS 视图正是反映了这份在内存中管理的进程信息。
- 其底层数据可以看作是 X$ 表（如可能关联到 X$KXFPProcess），但这些 X$ 表是 Oracle 内部的、未公开的，不建议用户直接查询。

5. 底层详细原理

并行查询架构：
- 当一个查询被并行化时，会产生一个 查询协调器（Query Coordinator, QC） 进程。QC 就是用户的会话进程，它负责规划和控制并行执行，并最终汇总结果返回给用户。
- QC 会向并行执行服务器池请求一组 并行服务器进程（Parallel Execution Servers, PX Servers）。这些进程的名称通常是 P000, P001, …, P999。
进程分配与管理：
- 当实例启动时，会根据 PARALLEL_MIN_SERVERS 参数预创建一些空闲的 PX 服务器进程（状态为 AVAILABLE）。
- 当 QC 请求并行执行时，Oracle 会尝试分配所需的进程。如果有足够的空闲进程，则直接使用；如果没有，则会动态创建新的进程，直到总数不超过 PARALLEL_MAX_SERVERS 的限制。
- 一旦被分配，这些进程的状态变为 BUSY，并开始执行 QC 分配的工作单元（如表块范围扫描、哈希连接的一部分等）。
- 工作完成后，进程不会立即被销毁，而是状态变回 AVAILABLE，并保留一段时间（由 PARALLEL_SERVER_IDLE_TIME 参数控制），以备下一个并行操作使用。超时后，进程会被终止以释放系统资源。
V$PX_PROCESS 的数据来源：
- Oracle 内核维护着一个内部数据结构（可以想象为一个数组或链表），用来跟踪每一个 PX 服务器进程的详细信息（状态、SID、服务的 QC 等）。
- V$PX_PROCESS 视图就是这个内部结构的一个只读映射。查询该视图相当于直接读取这个内存中的“进程状态表”。这就是为什么它能实时反映并行进程情况的原因。

6. 相关知识点介绍

并行度（DOP）：决定一个操作使用多少并行进程。可以由 Hint（/*+ PARALLEL(4) */）、表属性（PARALLEL 8）或系统参数（PARALLEL_DEGREE_POLICY）决定。
参数：
- PARALLEL_MAX_SERVERS：决定一个实例最多能同时存在多少个 PX 服务器进程。这是最重要的调优参数之一。
- PARALLEL_MIN_SERVERS：实例启动时预创建的空闲进程数，用于减少并行操作开始的延迟。
- PARALLEL_SERVER_IDLE_TIME：空闲进程在被终止前可以存活的时间。
进程与线程：在 Linux/Unix 上，PX Servers 通常是独立的操作系统进程（可见 SPID）。在 Windows 上，它们可能是操作系统线程。
大型池（Large Pool）：为了减少对共享池的争用，Oracle 推荐配置 Large Pool 来为 PX Servers 之间的通信（称为消息缓冲区）分配内存。如果未配置 Large Pool，则会使用共享池。

7. 常用查询 SQL

查看当前所有并行服务器进程（RAC 环境）

SELECT inst_id, server_name, status, sid, qcinst_id, qcsid, degree, spid
FROM gv$px_process
ORDER BY inst_id, server_name;

查看繁忙的并行进程及其对应的 QC 信息（非常实用）
此查询将并行进程与其所属的用户会话和正在执行的 SQL 关联起来。

SELECT pp.inst_id as "PX Inst",
       pp.server_name,
       pp.status as "PX Status",
       ss.sid as "QC SID",
       ss.serial# as "QC Serial#",
       ss.username as "QC User",
       ss.module as "QC Module",
       ss.sql_id as "QC SQL ID",
       sq.sql_text
FROM gv$px_process pp
JOIN gv$session ss ON (pp.qcsid = ss.sid AND pp.qcinst_id = ss.inst_id)
LEFT JOIN gv$sqlarea sq ON (ss.sql_id = sq.sql_id AND ss.inst_id = sq.inst_id)
WHERE pp.status = 'BUSY'
ORDER BY pp.inst_id, pp.server_name;

统计各实例上并行进程的状态

SELECT inst_id,
       status,
       COUNT(*) as process_count
FROM gv$px_process
GROUP BY inst_id, status
ORDER BY inst_id, status;

检查是否接近 PARALLEL_MAX_SERVERS 限制
```
SELECT inst_id, COUNT(*) as current_servers
FROM gv$px_process
GROUP BY inst_id
ORDER BY inst_id;
```
将查询结果与每个实例的 PARALLEL_MAX_SERVERS 参数值进行比较。