关于Oracle临时表数据cache的研究 Global Temporary Table是Oracle 8i中出现的特性，可以用于存储事务或会话中的临时数据。它的出现大大方便了开发人员。但是在使用上面，由于它本身的特性，一直存在一些问题。 简单说一下临时表，它的数据只对调用它的会话可见，一个会话是无法访问其他会话中的临时表的数据。可以在创建时指定它是事务级的还是会话级的。它被创建在用户的默认临时表空间上，在创建时不会分配段，而是在会话中第一次insert的时候从零时表空间分配数据段。DML时，不会产生redo log，但是会产生undo log。并且无法生成临时表或者临时表上索引的统计信息（势必会影响CBO下的查询计划）。 下面研究一下临时表的数据是如何存储，又是如何获得的，如何cache在内存中的： 我们知道，对于普通表(regular tables)，第一对表进行扫描时，会将扫描到的数据放到buffer cache中，以便以后如果有其他事务需要扫描相同数据时，直接从内存中读，而不产生disk read。并且，同时在LUR和MUR链中记录一个点，以决定这些数据什么时候被page out。 那对于临时表呢？以前我是这样认为的，既然临时表的数据只对会话可见，那它的数据就不应该放在公用的buffer cache中，而放在每个会话的PGA里面更合适。那这个观点正确吗？我查了很多资料，并没有明确的指出临时表的数据应该是cache在内存的哪一块。由于这些都是Oracle internal的东东，没有任何公布的资料可查，我们下面来做一些试验来看看Oracle到底怎么管理临时表的数据的。 临时表中的数据到底cache在哪里？ 首先，创建测试用的对象： 创建一张普通表： CREATE TABLE pga_ttt ( A VARCHAR2(100) ); 给表插入测试数据： INSERT INTO pga_ttt values(1); 创建临时表： CREATE GLOBAL TEMPORARY TABLE PGA_TEST ( A VARCHAR2(3000), B VARCHAR2(2000), C VARCHAR2(2000) ) ON COMMIT PRESERVE ROWS; 测试过程： 1. 修改db cache size为一个较小的值： ALTER SYSTEM SET DB_CACHE_SIZE = 50M; 2. 重起数据库： STARTUP FORCE 这时的数据库的内存中应该是比较干净的。 3. 先看一下一些什么对象已经cache在buffer cache中了： SELECT DISTINCT objd FROM v$bh ORDER BY objd; OBJD ---- 2 3 6 7 8 ... ... 4294967294 4294967295 这些对象应该都是系统启动时载入的一些系统对象。 4. 另外启动两个会话，分别执行以下语句： INSERT INTO PGA_TEST VALUES(1, 1, 1); SELECT * FROM PGA_TEST; 5. 再看下buffer cache中的对象： SELECT DISTINCT objd FROM v$bh ORDER BY objd; OBJD ---- 2 3 6 7 ... ... 6693385 6693513 4294967294 4294967295 这时，可以发现多出两个对象来了。但不能确定和pga_test有什么关系，也许又是两个系统对象。 6. 查一下pga_test的object number SELECT object_id FROM dba_objects WHERE object_name = 'PGA_TEST'; 53513 比较失望L，这个object number和刚才那两个新cache到buffer cache中的object number并不相同。但是这还并不能说明临时表的数据一定没有cache到buffer cache中去。 接下来继续测试，将buffer cache dump出来！ 7. Dump出buffer cache 用level 3将整个buffer cache都dump出来，这将会产生一个比较大的trace文件（折就是为什么要把buffer cache设小一些的原因） oradebug setmypid oradebug dump buffers 3 8. 打开trace文件 在trace文件中，找到一下两段： · 第一段： BH (183EBEEC) file#: 201 rdba: 0x0066220a (1/2499082) class: 1 ba: 18114000 set: 3 blksize: 8192 bsi: 0 set-flg: 2 pwbcnt: 574 dbwrid: 0 obj: 6693385 objn: 53513 tsn: 3 afn: 201 hash: [201d7a88,201d7a88] lru: [183ebff0,183ebe90] ckptq: [NULL] fileq: [NULL] objq: [1ea81d98,183ec044] st: XCURRENT md: NULL tch: 2 flags: buffer_dirty temp_data gotten_in_current_mode redo_since_read LRBA: [0x0.0.0] HSCN: [0xffff.ffffffff] HSUB: [65535] buffer tsn: 3 rdba: 0x0066220a (1/2499082) scn: 0x0000.00550a09 seq: 0x00 flg: 0x08 tail: 0x0a090600 frmt: 0x02 chkval: 0x0000 type: 0x06=trans data Hex dump of block: st=0, typ_found=1 Dump of memory from 0x18114000 to 0x18116000 18114000 0000A206 0066220A 00550A09 08000000 [....."f...U.....] ... ... ... ... ... ... 18115830 20202020 20202020 20202020 20202020 [ ] Repeat 123 times 18115FF0 20202020 20202020 20202020 0A090600 [ ....] Block header dump: 0x0066220a Object id on Block? Y seg/obj: 0x662209 csc: 0x00.00 itc: 2 flg: O typ: 1 - DATA fsl: 0 fnx: 0x0 ver: 0x01 Itl Xid Uba Flag Lck Scn/Fsc 0x01 0x0006.01b.00000c9d 0x0080142b.088a.20 ---- 1 fsc 0x0000.00000000 0x02 0x0000.000.00000000 0x00000000.0000.00 ---- 0 fsc 0x0000.00000000 data_block_dump,data header at 0x1811405c =============== tsiz: 0x1fa0 hsiz: 0x14 pbl: 0x1811405c bdba: 0x0066220a 76543210 flag=-------- ntab=1 nrow=1 frre=-1 fsbo=0x14 fseo=0x824 avsp=0x810 tosp=0x810 0xe:pti[0] nrow=1 offs=0 0x12:pri[0] offs=0x824 block_row_dump: tab 0, row 0, @0x824 tl: 6012 fb: --H-FL-- lb: 0x1 cc: 3 col 0: [2000] 31 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 ... ... 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 col 1: [2000] 31 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 ... ... 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 col 2: [2000] 31 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 ... ... 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 end_of_block_dump · 第二段： BH (183EC04C) file#: 201 rdba: 0x0066228a (1/2499210) class: 1 ba: 18118000 set: 3 blksize: 8192 bsi: 0 set-flg: 2 pwbcnt: 574 dbwrid: 0 obj: 6693513 objn: 53513 tsn: 3 afn: 201 hash: [201e8d88,183e6a5c] lru: [183ec150,183ebff0] ckptq: [NULL] fileq: [NULL] objq: [1ea81dd0,183ec1a4] st: XCURRENT md: NULL tch: 2 flags: buffer_dirty temp_data gotten_in_current_mode redo_since_read LRBA: [0x0.0.0] HSCN: [0xffff.ffffffff] HSUB: [65535] buffer tsn: 3 rdba: 0x0066228a (1/2499210) scn: 0x0000.00550a08 seq: 0x00 flg: 0x08 tail: 0x0a080600 frmt: 0x02 chkval: 0x0000 type: 0x06=trans data Hex dump of block: st=0, typ_found=1 Dump of memory from 0x18118000 to 0x1811A000 18118000 0000A206 0066228A 00550A08 08000000 [....."f...U.....] ... ... ... ... ... ... 18119830 20202020 20202020 20202020 20202020 [ ] Repeat 123 times 18119FF0 20202020 20202020 20202020 0A080600 [ ....] Block header dump: 0x0066228a Object id on Block? Y seg/obj: 0x662289 csc: 0x00.00 itc: 2 flg: O typ: 1 - DATA fsl: 0 fnx: 0x0 ver: 0x01 Itl Xid Uba Flag Lck Scn/Fsc 0x01 0x0005.014.00000c58 0x008044a3.060a.08 ---- 1 fsc 0x0000.00000000 0x02 0x0000.000.00000000 0x00000000.0000.00 ---- 0 fsc 0x0000.00000000 data_block_dump,data header at 0x1811805c =============== tsiz: 0x1fa0 hsiz: 0x14 pbl: 0x1811805c bdba: 0x0066228a 76543210 flag=-------- ntab=1 nrow=1 frre=-1 fsbo=0x14 fseo=0x824 avsp=0x810 tosp=0x810 0xe:pti[0] nrow=1 offs=0 0x12:pri[0] offs=0x824 block_row_dump: tab 0, row 0, @0x824 tl: 6012 fb: --H-FL-- lb: 0x1 cc: 3 col 0: [2000] 31 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 ... ... 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 col 1: [2000] 31 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 ... ... 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 col 2: [2000] 31 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 ... ... 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 end_of_block_dump 这两段都是cache在buffer cache中的数据段。注意他们的基础系统中的以下内容： obj: 6693385 objn: 53513 obj: 6693513 objn: 53513 object number是53513，这正是pga_test的object number，对比一下后面数据块的内容： col 0: [2000] 31 20 20 20 ...（即’1 ’） col 1: [2000] 31 20 20 20 ...（即’1 ’） col 2: [2000] 31 20 20 20 ...（即’1 ’） 正是从pga_test中的扫描到的数据。 再看objn前面的数字，是不是很眼熟？对了，这就是从v$bh中查到的在扫描临时表后buffer cache中多出两个对象的object number！这因该是为了保持各自会话的数据的独立，Oracle创建了一个系统临时对象（丛v$bh中看，这个临时对象时属于sys用户的，不属于当前用户的），保持了与临时表相同的结构，然后在buffer中开辟了一片区域，以系统临时对象的名义存放各自数据，使之相互不影响。同时我们还可以留意到它们的LRU值是不同的。 另外看下他们的flags: flags: buffer_dirty temp_data gotten_in_current_mode redo_since_read buffer_dirty:因为临时表需要先插入数据，所以被置了dirty标志； temp_data:临时表在第一次INSERT时，才在临时表空间上分配临时段，所以是属于临时数据； gotten_in_current_mode:显然，当前会话这在获取各自临时表中的数据，因此是当前被获取模式下； redo_since_read:这个不是十分明白。因为临时表的DML是不会产生redo log的，会产生undo log，同时会产生针对这些undo的redo log（而不是临时表的）。 现在，我们基本上可以得出这样的推论： 推论1：临时表的数据是cache在buffer cache中的。并且，为了保持各自会话的数据独立，在buffer cache中为各个会话开辟一片区域来cache它们各自的数据。 以上推论可以和普通表来做一个对比。 在两个会话中分别查询普通表： SELECT * FROM pga_ttt; Dump 出cache buffer： oradebug setmypid oradebug dump buffers 3 查询普通表的object number SELECT object_id FROM dba_objects WHERE object_name = 'PGA_TTT'; 53514 看看trace文件中的内容：虽然我们在两个会话中都扫描了这张表，但是buffer cache只有一段它的数据段： BH (18BE658C) file#: 5 rdba: 0x014097be (5/38846) class: 1 ba: 18810000 set: 3 blksize: 8192 bsi: 0 set-flg: 2 pwbcnt: 64 dbwrid: 0 obj: 53514 objn: 53514 tsn: 5 afn: 5 hash: [202153d8,202153d8] lru: [18be6690,18be6530] ckptq: [NULL] fileq: [NULL] objq: [18be6584,18be66e4] st: XCURRENT md: NULL tch: 2 flags: only_sequential_access LRBA: [0x0.0.0] HSCN: [0xffff.ffffffff] HSUB: [65535] buffer tsn: 5 rdba: 0x014097be (5/38846) scn: 0x0000.005513e7 seq: 0x01 flg: 0x06 tail: 0x13e70601 frmt: 0x02 chkval: 0xa15f type: 0x06=trans data Hex dump of block: st=0, typ_found=1 Dump of memory from 0x18810000 to 0x18812000 18810000 0000A206 014097BE 005513E7 06010000 [......@...U.....] ... ... ... ... ... ... 18810080 00000000 00000000 00000000 00000000 [................] Repeat 502 times 18811FF0 00000000 2C000000 31010101 13E70601 [.......,...1....] Block header dump: 0x014097be Object id on Block? Y seg/obj: 0xd10a csc: 0x00.5513bd itc: 2 flg: E typ: 1 - DATA brn: 0 bdba: 0x14097b9 ver: 0x01 opc: 0 inc: 0 exflg: 0 Itl Xid Uba Flag Lck Scn/Fsc 0x01 0x0006.01b.00000c9d 0x0080142b.088a.21 --U- 1 fsc 0x0000.005513e7 0x02 0x0000.000.00000000 0x00000000.0000.00 ---- 0 fsc 0x0000.00000000 data_block_dump,data header at 0x18810064 =============== tsiz: 0x1f98 hsiz: 0x14 pbl: 0x18810064 bdba: 0x014097be 76543210 flag=-------- ntab=1 nrow=1 frre=-1 fsbo=0x14 fseo=0x1f93 avsp=0x1f7b tosp=0x1f7b 0xe:pti[0] nrow=1 offs=0 0x12:pri[0] offs=0x1f93 block_row_dump: tab 0, row 0, @0x1f93 tl: 5 fb: --H-FL-- lb: 0x1 cc: 1 col 0: [ 1] 31 end_of_block_dump 另外，检查它的基础信息，这时obj和objn是相同的，都是ojb$表中对应的object#。 会话之间的临时表数据是否可以复用？ 以上的问题应该可以告一个段落了。下面我想到另外一个问题：如果各个会话的写入临时表中数据都一样，那么会话之间的数据能不能复用呢（即从其他会话的buffer cache中得到一份数据拷贝，而不需要读写临时表空间）？ 其实，这个问题应该可以通过一个比较简单的测试来推断： 1. 在两个不同的会话中分别向临时表插入数据： INSERT INTO PGA_TEST VALUES(1, 1, 1); 2. 然后刷新buffer cache，将buffer中的数据都写入到磁盘中去： ALTER SYSTEM FLUSH BUFFER_CACHE; 以上语句之适用于10g，如果是9i，可以用下面的语句： ALTER SYSTEM SET EVENTS ‘IMMEDIATE TRACE NAME FLUSH_CACHE’; 3. 分别在两个会话中查询临时表： · SESSION 1: SQL> SET AUTOT TRACE SQL> SELECT * FROM PGA_TEST; Execution Plan ---------------------------------------------------------- Plan hash value: 30787903 -------------------------------------- | Id | Operation | Name | -------------------------------------- | 0 | SELECT STATEMENT | | | 1 | TABLE ACCESS FULL| PGA_TEST | -------------------------------------- Note ----- - rule based optimizer used (consider using cbo) Statistics ---------------------------------------------------------- 165 recursive calls 0 db block gets 20 consistent gets 7 physical reads 0 redo size 6533 bytes sent via SQL*Net to client 385 bytes received via SQL*Net from client 2 SQL*Net roundtrips to/from client 4 sorts (memory) 0 sorts (disk) 1 rows processed 可以看到第一个会话产生了physical read，显然是从临时数据段上读取了数据。 再在这个会话上查询一次： SQL> / Execution Plan ---------------------------------------------------------- Plan hash value: 30787903 -------------------------------------- | Id | Operation | Name | -------------------------------------- | 0 | SELECT STATEMENT | | | 1 | TABLE ACCESS FULL| PGA_TEST | -------------------------------------- Note ----- - rule based optimizer used (consider using cbo) Statistics ---------------------------------------------------------- 0 recursive calls 0 db block gets 3 consistent gets 0 physical reads 0 redo size 6533 bytes sent via SQL*Net to client 385 bytes received via SQL*Net from client 2 SQL*Net roundtrips to/from client 0 sorts (memory) 0 sorts (disk) 1 rows processed 可以看到，以及没有physical read了，这时不是动临时段上读取数据了，而是直接读取buffer cache了。 · SESSION 2: SQL> SET AUTOT TRACE SQL> SELECT * FROM pga_test; Execution Plan ---------------------------------------------------------- Plan hash value: 30787903 -------------------------------------- | Id | Operation | Name | -------------------------------------- | 0 | SELECT STATEMENT | | | 1 | TABLE ACCESS FULL| PGA_TEST | -------------------------------------- Note ----- - rule based optimizer used (consider using cbo) Statistics ---------------------------------------------------------- 1 recursive calls 0 db block gets 3 consistent gets 2 physical reads 0 redo size 6533 bytes sent via SQL*Net to client 385 bytes received via SQL*Net from client 2 SQL*Net roundtrips to/from client 0 sorts (memory) 0 sorts (disk) 1 rows processed 请注意，尽管SESSION 1已经是从buffer cache中读取数据了，但是SESSION 2还是有physical read，说明它还是从自己所分配到的临时段上读取的数据，而不是copy其他会话的！ 再作一次查询： SQL> / Execution Plan ---------------------------------------------------------- Plan hash value: 30787903 -------------------------------------- | Id | Operation | Name | -------------------------------------- | 0 | SELECT STATEMENT | | | 1 | TABLE ACCESS FULL| PGA_TEST | -------------------------------------- Note ----- - rule based optimizer used (consider using cbo) Statistics ---------------------------------------------------------- 0 recursive calls 0 db block gets 3 consistent gets 0 physical reads 0 redo size 6533 bytes sent via SQL*Net to client 385 bytes received via SQL*Net from client 2 SQL*Net roundtrips to/from client 0 sorts (memory) 0 sorts (disk) 1 rows processed 这时就是从它自己的buffer cache中读取数据了。 推论2：每个会话在第一次INSERT是分配临时段，他们的数据读写是完全独立的，不会有任何联系，即使他们的数据内容完全一样。 我们再与普通表进行对比： 在第一个SESSION中查询普通表： SQL> SELECT * FROM pga_ttt; Execution Plan ---------------------------------------------------------- Plan hash value: 3071005808 ----------------------------------------------------------------------------- | Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time | ----------------------------------------------------------------------------- | 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 52 | 2 (0)| 00:00:01 | | 1 | TABLE ACCESS FULL| PGA_TTT | 1 | 52 | 2 (0)| 00:00:01 | ----------------------------------------------------------------------------- Statistics ---------------------------------------------------------- 163 recursive calls 0 db block gets 24 consistent gets 15 physical reads 0 redo size 407 bytes sent via SQL*Net to client 385 bytes received via SQL*Net from client 2 SQL*Net roundtrips to/from client 4 sorts (memory) 0 sorts (disk) 1 rows processed 这时产生了physical read，说明数据是从磁盘读取的。 再在第一个SESSION查询这张表： SQL> SELECT * FROM pga_test; Execution Plan ---------------------------------------------------------- Plan hash value: 30787903 -------------------------------------- | Id | Operation | Name | -------------------------------------- | 0 | SELECT STATEMENT | | | 1 | TABLE ACCESS FULL| PGA_TEST | -------------------------------------- Note ----- - rule based optimizer used (consider using cbo) Statistics ---------------------------------------------------------- 0 recursive calls 0 db block gets 3 consistent gets 0 physical reads 0 redo size 6533 bytes sent via SQL*Net to client 385 bytes received via SQL*Net from client 2 SQL*Net roundtrips to/from client 0 sorts (memory) 0 sorts (disk) 1 rows processed
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