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11g新特性-查询缓存(1)

众所周知,访问内存比访问硬盘快得多,除非硬盘体系发生革命性的改变。可以说缓存在Oracle里面无处不在,结果集缓存(Result Cache)是Oracle Database 11g新引入的功能,引入它的目的在于可以重用相同的结果集,减少逻辑IO,提高系统性能。结果集缓存又分为:服务端缓存和客户端缓存。

一、服务端缓存

1.服务器端的Result Cache Memorey由两部分组成。
(1)SQL Query Result Cache:存储SQL查询的结果集。
(2)PL/SQL Function Result Cache:用于存储PL/SQL函数的结果集。

 

2.相关的初始化参数:

SQL> show parameter result

NAME TYPE VALUE
------------------------------------ ---------------------- ------------------------------
client_result_cache_lag big integer 3000
client_result_cache_size big integer 0
result_cache_max_result integer 5
result_cache_max_size big integer 10M
result_cache_mode string MANUAL
result_cache_remote_expiration integer 0

 

带client的是客户端的参数,剩下的是服务端的相关参数。

2.1 首先,服务端的结果集缓存的开关,是参数result_cache_max_size。当result_cache_max_size=0的时候,代表不启用结果集缓存。

它的大小,默认值取决于其它内存设置(memory_target的0.25% 或sga_target 的0.5% 或shared_pool_size 的1%)

2.2 其次,result_cache_mode 用于控制Server Result cache的模式

result_cache_mode 有3个值:auto、manual、force

如果设置的值为MANUAL,用户必须用reslut_cache 提示才可以缓存结果集。
如果设置为FORCE,ORACLE会缓冲所有的结果,除非用户用了no_result_cache提示。
如果设置为AUTO,优化器会自动判断是否将查询结果缓存。

2.3 RESULT_CACHE_MAX_RESULT 

该参数是控制单个result所能占据RESULT_CACHE_MAX_SIZE的大小比例,注意是一个百分比。
该参数默认是是5%,取值范围当然是1% ~ 100% 了。

2.4 result_cache_remote_expiration
该参数的作用是根据远程数据库对象设置缓存过期的时间,默认值为0.
也就是说,默认情况下,远程数据库对象不会被进行cache的。

 

3.相关视图

V$RESULT_CACHE_STATISTICS:列出各种缓存设置和内存使用统计数据。
V$RESULT_CACHE_MEMORY:列出所有的内存块和相应的统计信息。
V$RESULT_CACHE_OBJECTS:列出所有的对象(缓存的结果和依赖的对象)和它们的属性。
V$RESULT_CACHE_DEPENDENCY:列出缓存的结果和依赖对象间的依赖详情。

4.Oracle还提供了一个包来管理server result cache:dbms_result_cache

4.1查看server result cache的内存使用报告

SQL> set serveroutput on;

SQL> exec dbms_result_cache.Memory_Report
R e s u l t C a c h e M e m o r y R e p o r t
[Parameters]
Block Size = 1K bytes
Maximum Cache Size = 10M bytes (10K blocks)
Maximum Result Size = 512K bytes (512 blocks)
[Memory]
Total Memory = 110476 bytes [0.018% of the Shared Pool]
... Fixed Memory = 12080 bytes [0.002% of the Shared Pool]
... Dynamic Memory = 98396 bytes [0.016% of the Shared Pool]
....... Overhead = 65628 bytes
....... Cache Memory = 32K bytes (32 blocks)
........... Unused Memory = 0 blocks
........... Used Memory = 32 blocks
............... Dependencies = 1 blocks (1 count)
............... Results = 31 blocks
................... SQL = 1 blocks (1 count)
................... Invalid = 30 blocks (30 count)

PL/SQL procedure successfully completed.

 

4.2 FLUSH: 清空整个结果缓存的内容。
 
4.3 INVALIDATE: 使结果缓存中一个特定对象的缓存结果无效。
 
4.4 INVALIDATE_OBJECT: 根据缓存ID使一特定结果缓存无效。

 

5.实验:

SQL> create table test as select * from dba_objects;Table created.SQL> select /*+ result_cache */ owner,count(*) from test group by owner;28 rows selected.Execution Plan----------------------------------------------------------Plan hash value: 1435881708--------------------------------------------------------------------------------------------------| Id  | Operation           | Name                       | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |--------------------------------------------------------------------------------------------------|   0 | SELECT STATEMENT    |                            | 74795 |  1241K|   291   (2)| 00:00:04 ||   1 |  RESULT CACHE       | 6fpdv8pg615sh5j0pw1t1jn3wq |       |       |            |          ||   2 |   HASH GROUP BY     |                            | 74795 |  1241K|   291   (2)| 00:00:04 ||   3 |    TABLE ACCESS FULL| TEST                       | 74795 |  1241K|   289   (1)| 00:00:04 |--------------------------------------------------------------------------------------------------Result Cache Information (identified by operation id):------------------------------------------------------   1 - column-count=2; dependencies=(TEST.TEST); parameters=(nls); name="select /*+ result_cache */ owner,count(*) from test group by owner"Note-----   - dynamic sampling used for this statement (level=2)Statistics----------------------------------------------------------         48  recursive calls          0  db block gets       1109  consistent gets       1031  physical reads          0  redo size       1035  bytes sent via SQL*Net to client        430  bytes received via SQL*Net from client          3  SQL*Net roundtrips to/from client          0  sorts (memory)          0  sorts (disk)         28  rows processedSQL> select /*+ result_cache */ owner,count(*) from test group by owner;28 rows selected.Execution Plan----------------------------------------------------------Plan hash value: 1435881708--------------------------------------------------------------------------------------------------| Id  | Operation           | Name                       | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |--------------------------------------------------------------------------------------------------|   0 | SELECT STATEMENT    |                            | 74795 |  1241K|   291   (2)| 00:00:04 ||   1 |  RESULT CACHE       | 6fpdv8pg615sh5j0pw1t1jn3wq |       |       |            |          ||   2 |   HASH GROUP BY     |                            | 74795 |  1241K|   291   (2)| 00:00:04 ||   3 |    TABLE ACCESS FULL| TEST                       | 74795 |  1241K|   289   (1)| 00:00:04 |--------------------------------------------------------------------------------------------------Result Cache Information (identified by operation id):------------------------------------------------------   1 - column-count=2; dependencies=(TEST.TEST); parameters=(nls); name="select /*+ result_cache */ owner,count(*) from test group by owner"Note-----   - dynamic sampling used for this statement (level=2)Statistics----------------------------------------------------------          0  recursive calls          0  db block gets          0  consistent gets          0  physical reads          0  redo size       1035  bytes sent via SQL*Net to client        430  bytes received via SQL*Net from client          3  SQL*Net roundtrips to/from client          0  sorts (memory)          0  sorts (disk)         28  rows processed

从执行计划中可以看到标黄色的地方,就是对应 v$result_cache_objects的cache_id的。在第二次查询的执行计划中,发现逻辑读已经变成0 了,说明result cache起作用了。

SQL> exec dbms_result_cache.memory_report    R e s u l t   C a c h e   M e m o r y   R e p o r t[Parameters]Block Size          = 1K bytesMaximum Cache Size  = 10M bytes (10K blocks)Maximum Result Size = 512K bytes (512 blocks)[Memory]Total Memory = 110476 bytes [0.018% of the Shared Pool]... Fixed Memory = 12080 bytes [0.002% of the Shared Pool]... Dynamic Memory = 98396 bytes [0.016% of the Shared Pool]....... Overhead = 65628 bytes....... Cache Memory = 32K bytes (32 blocks)........... Unused Memory = 0 blocks........... Used Memory = 32 blocks............... Dependencies = 3 blocks (3 count)............... Results = 29 blocks................... SQL     = 1 blocks (1 count)................... Invalid = 28 blocks (28 count)PL/SQL procedure successfully completed.SQL> select * from v$result_cache_statistics;        ID NAME                           VALUE---------- ------------------------------ ------------------------------         1 Block Size (Bytes)             1024         2 Block Count Maximum            10240         3 Block Count Current            32         4 Result Size Maximum (Blocks)   512         5 Create Count Success           30166         6 Create Count Failure           0         7 Find Count                     3         8 Invalidation Count             2         9 Delete Count Invalid           30137        10 Delete Count Valid             0        11 Hash Chain Length              111 rows selected.SQL> 

再来看看相应的report和统计信息。

SQL> select * from v$result_cache_statistics;        ID NAME                           VALUE---------- ------------------------------ ------------------------------         1 Block Size (Bytes)             1024         2 Block Count Maximum            10240         3 Block Count Current            32         4 Result Size Maximum (Blocks)   512         5 Create Count Success           30166         6 Create Count Failure           0         7 Find Count                     3         8 Invalidation Count             2         9 Delete Count Invalid           30137        10 Delete Count Valid             0        11 Hash Chain Length              111 rows selected.SQL> select /*+ result_cache */ owner,count(*) from test group by owner;OWNER                                                          COUNT(*)------------------------------------------------------------ ----------LZQ                                                                   2OWBSYS_AUDIT                                                         12MDSYS                                                              1509PUBLIC                                                            27696OUTLN                                                                 9TEST                                                                  9CTXSYS                                                              366OLAPSYS                                                             719FLOWS_FILES                                                          12OWBSYS                                                                2SYSTEM                                                              529OWNER                                                          COUNT(*)------------------------------------------------------------ ----------ORACLE_OCM                                                            8EXFSYS                                                              310APEX_030200                                                        2406SCOTT                                                                 6ISC                                                                 558DBSNMP                                                               65ORDSYS                                                             2532ORDPLUGINS                                                           10SYSMAN                                                             3491SURE                                                                  1APPQOSSYS                                                             3OWNER                                                          COUNT(*)------------------------------------------------------------ ----------XDB                                                                 842ORDDATA                                                             248SS                                                                    1SYS                                                               30792WMSYS                                                               316SI_INFORMTN_SCHEMA                                                    828 rows selected.SQL> select * from v$result_cache_statistics;                                   ID NAME                           VALUE---------- ------------------------------ ------------------------------         1 Block Size (Bytes)             1024         2 Block Count Maximum            10240         3 Block Count Current            32         4 Result Size Maximum (Blocks)   512         5 Create Count Success           30226         6 Create Count Failure           0         7 Find Count                     4         8 Invalidation Count             2         9 Delete Count Invalid           30197        10 Delete Count Valid             0        11 Hash Chain Length              111 rows selected.SQL> 

注意到Find Count = 1,说明上次缓存的结果被后面的查询应用了一次。如果继续执行该查询,可以发现该统计信息会相应增加。

我们可以根据cache_id去 v$result_cache_objects查询相关的信息 

SQL> select name,cache_id from v$result_cache_objects t where t.CACHE_ID=6fpdv8pg615sh5j0pw1t1jn3wq  2  ;NAME------------------------------CACHE_ID---------------------------------------------------------------------------------------------------select /*+ result_cache */ owner,count(*) from test group by owner6fpdv8pg615sh5j0pw1t1jn3wq

 

6.深入认识result cache

query cache result特性所占据的内存是从sga的share pool中分配,如下视图可以看到

SQL> select * from v$sgastat where lower(name) like ‘%result%‘;

POOL NAME BYTES
------------------------ ------------------------- ----------
shared pool Result Cache: State Objs 5492
shared pool Result Cache 98396
shared pool Result Cache: Memory Mgr 124
shared pool Result Cache: Bloom Fltr 2048
shared pool Result Cache: Cache Mgr 4416

 

result cache也有类似enqueue/lock的保护机制,RC enqueue就是拿来保护并发修改的。result cache依赖是object level的,
既不是row level的,也不是block level的。任何DML/DDL(甚至包括grant)都会使基于这个object的result cache变为invalidate。
所以result cache只有对那些在平时几乎没有任何DML的只读表比较有用,可以减轻io的压力。

在平时读取阶段不是使用的shared pool latch,而是使用的result cache latch,如下所示


SQL> select * from v$latchname where name like ‘Result Cache%‘;

LATCH# NAME HASH
---------- ------------------------- ----------
391 Result Cache: RC Latch 1054203712
392 Result Cache: SO Latch 986859868
393 Result Cache: MB Latch 995186388

 

检查result cache配置是否生效
1.select dbms_result_cache.status from dual;
2.dbms_result_cache.MEMORY_REPORT
3.查看sql执行计划中是否还有关键字:result cache

注意:
11g的active dataguard的备库是不能使用result cache的,result cache目前可以使用在单节点主库和rac环境。

 

二、客户端查询结果集缓存

假设有这样一个情形:客户端需要通过慢速网络链接调用同一数据。尽管数据库可以立即将结果从缓存发送到客户端,但结果必须通过线路传送到客户端,这就增加了整体执行时间。现在有一些专门的中间件框架(如 Oracle Coherence),用于在 Java、PHP 和 Ruby 中缓存数据,如果有一个在客户端级别缓存数据的通用方法,又将如何呢?

为此,Oracle 数据库 11g 提供了“客户端查询结果缓存”。所有使用 OCI8 驱动程序的数据库客户端堆栈(C、C++、JDBC-OCI 等)都可以使用这一新特性,使客户端能够在本地缓存 SQL 查询的结果,而不是在服务器上。总言之,客户端查询结果缓存可以提供以下好处:

(1)使应用程序开发人员不用构建由所有会话共享的一致的每一流程的 SQL 结果缓存

(2)通过利用更便宜的客户端内存并在本地缓存每个应用程序的工作集,将服务器端查询缓存扩展到客户端内存,

(3)从而消除到服务器的往返过程,确保更好的性能

(4)通过节约服务器资源,改善服务器可伸缩性

(5)提供透明的缓存管理:内存管理、结果集的并发访问等

(6)透明地维护缓存与服务器端更改的一致性

(7)在 RAC 环境中提供一致性

要使用这一特性,所要做的就是设置一个初始化参数:CLIENT_RESULT_CACHE_SIZE = 1G

该参数定义客户端缓存为 1GB,这是所有客户端的总缓存大小。(这是一个静态参数,因此必须重启数据库来设置)可以在每个客户端中设置缓存,在客户端位置的 SQLNET.ORA 文件中指定其他参数: 

让我们看一看它的使用方式。这是简单的 Java 代码,它使用 OCI8 驱动程序连接到数据库,然后执行 SQL 语句:select /*+ result_cache */ * from customers。提示致使语句缓存该结果(其他参数已经设置好)。

public class CacheTest {    private String jdbcURL = "jdbc:oracle:oci8:@orcl";    private Connection conn = null;    public CacheTest( ) throws ClassNotFoundException {            Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");        }    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SQLException {            CacheTest check = new CacheTest();            check.dbconnect();            check.doSomething();        }    public void dbconnect() throws SQLException {            System.out.println("Connecting with URL="+jdbcURL+" as arup/arup");            try {                conn = DriverManager.getConnection( jdbcURL, "arup" , "arup");                System.out.println("Connected to Database");            } catch (SQLException sqlEx) {                System.out.println(" Error connecting to database : " + sqlEx.toString());            }        }    public void doSomething() throws SQLException {            Statement stmt = null;            ResultSet rset = null;            try {                stmt = conn.createStatement();                System.out.println("Created Statement object");                rset = stmt.executeQuery("select /*+ result_cache */ * from customers");                System.out.println("Retrieved ResultSet object");                if(rset.next())                System.out.println("Result:"+rset.getString(1));            } catch (SQLException sqlEx) {            }finally {                try {                    System.out.println("Closing Statment & ResultSet Objects");                    if (rset != null) rset.close();                    if (stmt != null) stmt.close();                    if (conn != null) {                        System.out.println("Disconnecting...");                        conn.close();                        System.out.println("Disconnected from Database");                    }                } catch (Exception e) {}            }        }    }

 

 PS: OCI8类似于thin,只是它需要在相关的服务器上装上oracle client才能使用。

11g新特性-查询缓存(1)