面试宝典:介绍下Oracle数据库动态性能视图 V$PX_SESSION

最新推荐文章于 2025-11-24 15:52:13 发布

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好的，我们来对 Oracle 19C 数据库中的 V$PX_SESSION 动态性能视图进行一次全面、深入的详解。这个视图是监控和管理并行查询（Parallel Execution）的核心视图，它清晰地揭示了查询协调器与其并行服务器进程之间的主从关系。

1. 作用与概述

V$PX_SESSION 视图的主要作用是展示当前所有参与并行执行的会话信息，并明确地建立起查询协调器（Query Coordinator, QC）会话与其对应的并行服务器（Parallel Execution Server）会话之间的关联关系。

核心价值：它提供了一个关系模型，让你可以：

一目了然地看到哪些用户会话（QC）正在运行并行查询。
轻松地找到一个并行查询具体使用了多少个、以及哪些并行服务器进程。
准确地获取每个并行进程的详细信息（如实际并行度、请求的并行度等）。
这是诊断并行查询性能、监控并行资源使用情况的起点和中心。

2. 使用场景

实时监控并行操作：快速查看数据库中当前有哪些会话正在执行并行操作，以及它们使用的并行度。
诊断并行性能问题：
- 当一个并行查询运行缓慢时，通过此视图找到其所有从属进程，然后关联 V$SESSION 查看这些进程正在经历什么等待事件（WAIT_EVENT）。
- 检查实际并行度（DEGREE）是否与期望的一致。
资源管控：识别出消耗大量并行服务器进程的会话，必要时进行干预。
关联分析：作为“桥梁”，将用户会话（QC）与其背后的并行执行引擎（Servers）关联起来，以便进行更深入的分析。

3. 字段含义详解

V$PX_SESSION 的字段可以分为三类：标识字段、关系字段和配置/状态字段。下图展示了这些字段在并行查询架构中的相互关系，帮助您直观地理解它们的作用：

flowchart TD
subgraph RAC[Real Application Clusters (RAC) 环境]
    QC_Inst[QC_INST_ID]
    Server_Inst[SERVER_INST_ID]
end

subgraph Sessions[会话标识]
    QC_Sid[QCSID]
    QC_Serial[QCSERIAL#]
    Server_Sid[SID]
    Server_Serial[SERIAL#]
end

subgraph Process[进程角色标识]
    Server_Name[SERVER_NAME]
end

subgraph Config[并行度配置]
    Req_Degree[REQ_DEGREE]
    Degree[DEGREE]
end

subgraph Status[状态信息]
    Server_Group[SERVER_GROUP]
    Server_Set[SERVER_SET]
end

Sessions --> Config
Sessions --> Status
Process --> Sessions
RAC --> Sessions

下面是每个字段的详细说明：

4. 相关视图与基表

相关动态性能视图：
- GV$PX_SESSION：V$PX_SESSION 的全局版本，在 RAC 环境中显示所有实例上的并行会话信息。在 RAC 中查询此视图更为常用。
- V$SESSION：最重要的关联视图。通过 SID 和 INST_ID 关联，可以获取会话的详细信息，如 USERNAME, SQL_ID, EVENT, STATE, MACHINE, MODULE 等。这是诊断等待事件的关键。
- V$PX_PROCESS：提供并行服务器进程的操作系统层信息（如 SPID - 操作系统进程号）。可以通过 SID 关联。
- V$SQL：通过 V$SESSION.SQL_ID 关联，可以获取正在被并行执行的 SQL 语句的完整文本和执行计划等信息。
- V$PQ_TQSTAT：提供并行查询过程中表队列（Table Queue）的统计信息，用于分析并行进程间的数据分布是否均衡。
基表：
- V$PX_SESSION 是一个动态性能视图，它没有直接对应的“基表”。
- 它的数据来源于数据库实例的内部内存结构。当 QC 请求并行执行时，Oracle 会在内存中创建一系列控制结构来管理 QC 和 PX Servers 之间的关系树。
- V$PX_SESSION 视图正是这张“关系树”在内存中的映射。它查询的是这些内存结构，以表格形式展示出 QC 和 Server 的父子关系。
- 其底层数据来源可能是 X$ 表（如 X$KXFPMS 或 X$KXFPS），但这些是 Oracle 内部的、未公开的。

5. 底层详细原理

并行查询执行架构：
- 用户会话（QC）解析 SQL 并生成并行执行计划。
- QC 向并行执行服务器池请求一组进程（数量由 DOP 决定）。
- Oracle 建立内部通信通道（基于共享内存或网络），并在内存中创建元数据（metadata）来维护 QC 和每个 Server 之间的状态和控制信息。
- V$PX_SESSION 视图的内容就直接来源于这份内存中的元数据。
角色（ROLE）的含义：
- COORDINATOR (QC)：驱动整个并行操作，将工作分解并分配给 Server，然后接收和聚合结果。
- PRODUCER：通常负责扫描数据块（全表扫描或索引快速全扫描），并将数据行发送到表队列（Table Queue）。
- CONSUMER：从表队列接收数据行，执行连接、分组、排序等操作。
- LEADER：每个服务器组（Producer 组或 Consumer 组）通常有一个 Leader 进程。它负责与 QC 或其他组的 Leader 通信，协调组内工作，并执行部分汇总操作。
视图的填充：
- 当一个并行操作开始时，Oracle 会自动为 QC 和每个分配的 Server 在内存中的“并行会话表”里创建相应的条目，并填充 QCSID, SERVER_GROUP, ROLE 等关系字段。
- 当操作结束时，这些条目不会被立即删除，而是会保留一段时间，直到进程被完全清理或重用。

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。REQ_DEGREE 是请求的值，DEGREE 是实际使用的值，两者可能因资源管理器（Resource Manager）或可用进程数（PARALLEL_MAX_SERVERS）等因素而不同。
生产者-消费者模型：这是 Oracle 并行执行最经典的模型。一组进程（Producer）生产数据，另一组进程（Consumer）消费数据，中间通过表队列（Table Queue）交换数据。SERVER_GROUP 和 ROLE 字段直接反映了这种模型。
RAC 与并行执行：在 RAC 中，QC 可以在一个实例上，而其分配的并行服务器进程可以跨越多个实例，以实现跨节点的并行计算。INST_ID 和 QCINST_ID 字段用于跟踪这种分布。

7. 常用查询 SQL

查看所有并行查询及其从属进程（最常用）
此查询是诊断并行问题的起点，清晰地显示了 QC-Server 的关系树。

SELECT ss.inst_id,
       ss.sid,
       ss.serial#,
       ss.username,
       ss.sql_id,
       ps.qcsid,
       ps.qcserial#,
       ps.server_name,
       ps.role,
       ps.degree,
       ps.req_degree
FROM gv$px_session ps
JOIN gv$session ss ON (ps.sid = ss.sid AND ps.inst_id = ss.inst_id)
ORDER BY ps.qcsid, ps.server_group, ps.role, ps.server#;

查找特定 SQL 的并行执行信息
如果你知道某个 SQL_ID 运行缓慢且是并行的，可以用此查询找到所有相关会话。

SELECT ps.inst_id,
       ps.sid,
       ps.serial#,
       ps.server_name,
       ps.role,
       ss.event, -- 等待事件
       ss.state  -- 会话状态
FROM gv$px_session ps
JOIN gv$session ss ON (ps.sid = ss.sid AND ps.inst_id = ss.inst_id)
WHERE ss.sql_id = '&sql_id'  -- 替换为具体的SQL_ID
ORDER BY ps.inst_id, ps.role;

统计每个并行查询使用的进程数
用于快速识别哪些查询消耗了最多的并行资源。

SELECT qcsid, qcserial#, COUNT(*) as number_of_servers
FROM gv$px_session
WHERE qcsid IS NOT NULL -- 确保只统计Server行
GROUP BY qcsid, qcserial#
ORDER BY number_of_servers DESC;

检查并行进程的等待事件
这是诊断并行查询性能问题的关键，查看进程是否在等待 I/O、锁、CPU 等。

SELECT ps.role,
       ss.event,
       COUNT(*) as count
FROM gv$px_session ps
JOIN gv$session ss ON (ps.sid = ss.sid AND ps.inst_id = ss.inst_id)
WHERE ps.qcsid IS NOT NULL -- 只查Server进程
GROUP BY ps.role, ss.event
ORDER BY count DESC;