面试宝典:介绍下Oracle数据库动态性能视图 V$SQLSTATS

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Oracle 19C V$SQLSTATS 动态性能视图全面详解

1. 视图概述与核心作用

V$SQLSTATS 是 Oracle 19C 中一个重要的动态性能视图,它提供了 SQL 语句执行统计信息的快速访问接口。这个视图专门为性能监控和优化设计,相比传统的 V$SQL 视图,它提供了更高效的访问方式和更稳定的数据持久性。

核心作用:

  • 提供 SQL 语句执行的聚合统计信息
  • 支持高性能的 SQL 监控和诊断
  • 减少对共享池的访问竞争
  • 提供比 V$SQL 更稳定的统计信息视图
  • 支持基于各种指标的 SQL 性能分析

2. 主要使用场景

  1. SQL 性能监控:实时监控系统中执行的 SQL 语句性能
  2. 资源消耗分析:识别消耗大量资源的 SQL 语句
  3. 性能基线建立:建立 SQL 性能基线用于比较分析
  4. 容量规划:评估 SQL 工作负载对系统资源的需求
  5. 故障诊断:诊断性能问题和异常行为
  6. AWR 报告补充:为自动工作负载仓库报告提供基础数据

3. 字段详解

以下是 V$SQLSTATS 视图的主要字段及其详细说明:

字段名数据类型含义说明重要程度
SQL_IDVARCHAR2(13)SQL 语句的唯一标识符
SQL_TEXTVARCHAR2(1000)SQL 语句的前1000个字符
SQL_FULLTEXTCLOBSQL 语句的完整文本
SQL_TYPENUMBERSQL 语句类型
SQL_PROFILEVARCHAR2(128)使用的 SQL Profile 名称
EXECUTIONSNUMBER执行次数
FETCHESNUMBER获取次数
END_OF_FETCH_COUNTNUMBER完成获取的次数
SORTSNUMBER排序次数
LOADED_VERSIONSNUMBER加载的版本数
OPENED_VERSIONSNUMBER打开的版本数
USERS_OPENINGNUMBER打开的用户数
USERS_EXECUTINGNUMBER正在执行的用户数
PARSE_CALLSNUMBER解析调用次数
DISK_READSNUMBER磁盘读取次数
DIRECT_WRITESNUMBER直接写入次数
BUFFER_GETSNUMBER缓冲区获取次数
APPLICATION_WAIT_TIMENUMBER应用等待时间
CONCURRENCY_WAIT_TIMENUMBER并发等待时间
CLUSTER_WAIT_TIMENUMBER集群等待时间
USER_IO_WAIT_TIMENUMBER用户 I/O 等待时间
PLSQL_EXEC_TIMENUMBERPL/SQL 执行时间
JAVA_EXEC_TIMENUMBERJava 执行时间
ROWS_PROCESSEDNUMBER处理的行数
CPU_TIMENUMBERCPU 时间(微秒)
ELAPSED_TIMENUMBER总耗时(微秒)
INVALIDATIONSNUMBER失效次数
LAST_LOAD_TIMEVARCHAR2(19)最后加载时间
LAST_ACTIVE_TIMEDATE最后活动时间
MODULEVARCHAR2(64)执行模块名称
ACTIONVARCHAR2(64)执行动作名称
CON_IDNUMBER容器 ID(多租户环境)

4. 相关视图与基表

相关视图:

  1. V$SQL:提供详细的 SQL 执行统计信息,但访问开销较大
  2. V$SQLAREA:SQL 区域的共享游标统计信息
  3. V$SQLTEXT:SQL 语句的完整文本
  4. V$SQL_PLAN:SQL 执行计划信息
  5. V$SQL_MONITOR:实时 SQL 监控信息
  6. DBA_HIST_SQLSTAT:AWR 历史 SQL 统计信息
  7. GV$SQLSTATS:集群环境下所有实例的 SQL 统计信息

基表:

V$SQLSTATS 基于内存中的 X$ 表实现,主要是:

  • X$KGLCURSOR_CHILD_STATS:子游标统计信息的内部表
  • X$KGLCURSOR:游标信息的内部表
  • X$KGLTABLE:对象句柄表

这些 X$ 表是 Oracle 内部数据结构的外部化表示,存储在 SGA 的共享池中。

5. 底层原理与内部机制

数据收集机制:

  1. 共享池管理:SQL 语句在共享池中解析和执行时,Oracle 会收集相关统计信息
  2. 统计信息聚合V$SQLSTATS 提供了对共享池中 SQL 统计信息的聚合视图
  3. 内存结构:统计信息存储在 SGA 的共享池中的内部数据结构中
  4. 持久化机制:相比 V$SQLV$SQLSTATS 的统计信息在游标失效后仍然保持

性能优势:

  1. 减少竞争:通过减少对共享池的访问来降低竞争
  2. 优化访问:使用专门优化的访问路径获取统计信息
  3. 数据持久性:统计信息在游标老化出共享池后仍然可用
  4. 高效查询:针对常见的性能监控查询进行了优化

数据更新机制:

  1. 当 SQL 语句执行时,相关统计信息会实时更新
  2. 统计信息存储在共享池的内部结构中
  3. V$SQLSTATS 提供对这些统计信息的快速访问接口
  4. 数据在实例关闭时丢失,但可以通过 AWR 进行持久化

6. 常用查询SQL

查询1:查找消耗最多CPU时间的SQL

SELECT sql_id, sql_text, cpu_time/1000000 cpu_seconds,
       elapsed_time/1000000 elapsed_seconds,
       executions, buffer_gets, disk_reads
FROM v$sqlstats 
WHERE cpu_time > 0
ORDER BY cpu_time DESC
FETCH FIRST 10 ROWS ONLY;

查询2:识别高磁盘读的SQL语句

SELECT sql_id, sql_text, disk_reads,
       disk_reads/NULLIF(executions,0) reads_per_exec,
       buffer_gets, elapsed_time/1000000 elapsed_seconds
FROM v$sqlstats 
WHERE disk_reads > 1000
ORDER BY disk_reads DESC;

查询3:分析SQL执行效率

SELECT sql_id, sql_text, executions,
       buffer_gets/NULLIF(executions,0) avg_buffer_gets,
       disk_reads/NULLIF(executions,0) avg_disk_reads,
       rows_processed/NULLIF(executions,0) avg_rows,
       elapsed_time/NULLIF(executions,0)/1000000 avg_elapsed_secs
FROM v$sqlstats 
WHERE executions > 10
ORDER BY avg_buffer_gets DESC;

查询4:监控并发等待严重的SQL

SELECT sql_id, sql_text, concurrency_wait_time/1000000 concurrency_secs,
       application_wait_time/1000000 application_secs,
       user_io_wait_time/1000000 user_io_secs
FROM v$sqlstats 
WHERE concurrency_wait_time > 1000000
ORDER BY concurrency_wait_time DESC;

查询5:查找频繁执行的SQL

SELECT sql_id, sql_text, executions,
       last_active_time, module, action
FROM v$sqlstats 
WHERE executions > 1000
ORDER BY executions DESC;

查询6:分析SQL解析情况

SELECT sql_id, sql_text, parse_calls,
       parse_calls/NULLIF(executions,0) parse_ratio,
       loaded_versions, opened_versions
FROM v$sqlstats 
WHERE parse_calls > executions * 1.1
ORDER BY parse_ratio DESC;

查询7:多租户环境下的SQL监控

SELECT con_id, sql_id, sql_text, 
       SUM(executions) total_executions,
       SUM(cpu_time)/1000000 total_cpu_seconds
FROM gv$sqlstats 
WHERE con_id > 1
GROUP BY con_id, sql_id, sql_text
ORDER BY total_cpu_seconds DESC;

7. 关键知识点与注意事项

重要知识点:

  1. 性能优势V$SQLSTATSV$SQL 访问更快,对系统影响更小
  2. 数据持久性:统计信息在游标失效后仍然保持,便于历史分析
  3. 资源消耗:查询 V$SQLSTATS 的资源消耗远低于 V$SQL
  4. 实时性:数据接近实时更新,但可能有轻微延迟
  5. 多租户支持:在 CDB 环境中提供每个容器的统计信息

诊断技巧:

  1. CPU 分析:使用 CPU_TIME 识别计算密集型 SQL
  2. I/O 分析:通过 DISK_READSBUFFER_GETS 识别 I/O 密集型 SQL
  3. 等待分析:利用各种等待时间字段诊断并发和资源竞争问题
  4. 效率分析:通过比较 EXECUTIONSROWS_PROCESSED 评估 SQL 效率
  5. 趋势分析:结合 LAST_ACTIVE_TIME 进行时间序列分析

最佳实践:

  1. 使用 V$SQLSTATS 代替 V$SQL 进行常规性能监控
  2. 定期收集关键 SQL 的基准性能数据
  3. 设置警报监控异常 SQL 行为
  4. 结合 AWR 报告进行历史趋势分析
  5. 使用绑定变量减少硬解析和共享池碎片

注意事项:

  1. 数据生命周期:数据在实例关闭时丢失,重要数据应定期保存到历史表
  2. 权限要求:需要 SELECT ANY DICTIONARY 或相应权限
  3. 性能影响:虽然影响较小,但频繁查询仍可能对系统性能产生影响
  4. 数据准确性:在极高并发环境下,统计信息可能有轻微误差
  5. 版本差异:字段和行为可能在不同 Oracle 版本中有差异

与 V$SQL 的主要区别:

  1. 性能V$SQLSTATS 访问更快,资源消耗更少
  2. 持久性V$SQLSTATS 统计信息在游标失效后仍然保持
  3. 完整性V$SQL 包含更多详细字段,但访问开销更大
  4. 使用场景V$SQLSTATS 适合监控,V$SQL 适合详细诊断

通过深入理解和使用 V$SQLSTATS 视图,DBA 和开发人员可以有效地监控和优化 SQL 性能,提高数据库系统的整体效率和稳定性。

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