又给大家弄来一篇好文章，现在对oracle的慢慢起了前所未有的feel，也希望自己一直能这样努力下去，看起这些expert写的文章也没有原来那种比较吃力的感觉，一切都在进入正轨。
db file sequential read与db file scattered read这两个等待事件在今天又让我们重温了一下2年前的一次争论, 大家对于这两个事件以及其名称的理解进行了多个角度的解读, 我觉得我有责任将Jeff Holt在多年前的这篇旧文翻译出来, 以助后来者理解这两个让人迷惑的概念. 翻译的比较仓促, 不足之处尽情谅解 本文的原文链接: Why are Oracle’s Read Events Named Backwards? 原文版权归Jeff Holt以及Hotsos公司所有.
为什么Oracle的读取事件使用”向后兼容的命名方式”?
By Jeff Holt Translated by Jametong
在几乎所有的Oracle跟踪文件中,都有两个出现频繁的事件:db file sequential read与db file scattered read.这些事件表明Oracle内核请求从磁盘读取数据块.
当我们想到磁盘时,我们熟悉的顺序访问(sequential read)的概念是,一个进程从磁盘读取大块的连续数据.当Oracle执行一次全表扫描时,会在一次大I/O中读取多个Oracle数据块的数据,它是一次顺序读取.当然,在我们想到磁盘时,也会习惯于随机访问(random access)这个概念. 在一个有合理设计的索引的查询中,SQL 语句通常会使用随机访问来完成单块读取(single block read)调用.
然而,如果你曾经读过任何关于Oracle等待事件的内容,都会发现db file sequential read是用来表示随机读取(例如,索引扫描),db file scattered read是用来表示顺序读取(例如,全表扫描). Oracle使用这个术语表示确实不是很直观. 这使得部分猜测Oracle的事件命名是一种不经意的向后兼容命名. 嗯,这个理论很有意思,不过事实不是这样. 这些事件之所以如此命名确实有个很好的理由.
事件名db file sequential read与db file scattered read描述的是如何将数据块存储到内存中的,而不是如何从磁盘进行读取. Oracle对这两个事件的命名类似于Unix对两类读取调用的命名,函数read()与readv()是其中的代表. Unix的read()函数读取文件中的一段连续的内容,并将数据的不同片段存储到不同的内存区域,此区域由一个内存应用数组所支配. 由类似于read()调用执行的Oracle磁盘读被记录为db file sequential read事件,由类似于readv()调用执行的磁盘读被记录为db file scattered read 事件.
如果填充磁盘读取的内容的内存是连续的,发生的磁盘读就是db file sequential read.
- Oracle 为所有的单块读取生成db file sequential read事件.Oracle始终将单个数据块存储在单个缓存缓冲块(cache buffer)中,因此单块读取永远不会产生db file scattered read事件.
- 在Oracle 7.3以及后期版本中,当一个独占进程从磁盘中读取临时段时,Oracle会产生多块(multi-block) db file sequential read事件. Oracle早期版本会使用db file scattered read读取临时段的数据到数据库的高速缓冲池. 更新的版本发现临时段的数据几乎无法被共享或被重新访问到,因此就将其直接读取到服务器进程的程序全局区(PGA, Program Global Area)中了.
当填充从磁盘读取的数据的内存的连续性无法被保证的时候,发生的磁盘读就是db file scattered read. 为了填充一次read()调用读取的数据,Oracle内核可能要花费更多的时间来寻找一组连续的内存.只有当read()调用于readv()调用相对readv()调用的速度优势足够抵消这部分额外的时间消耗时,使用这种方式才会有净收益. 找到连续缓冲块(buffer)的代价可能远远超过read()调用相对于readv()调用带来的好处,推动Oracle的内核开发者选择了他们现在使用的这种算法.
- 在大部分情况下,全表扫描与快速全索引扫描都会产生一次或多次db file scattered read. 不过,有时,这些扫描只会产生db file sequential read.
例如: 从一个Oracle跟踪文件摘录的如下片段显示,一个全表扫描仅仅使用到了db file sequential read. 这个表存储在文件2的块2到20的连续块中,它的高水位线在第16个块上. 数据库的块大小(block size)是8KB. 由于在此查询执行之前,所有的偶数块都已经存在于数据库高速缓冲池(buffer cache)中,这次扫描的读操作全都是单块读取.
PARSING IN CURSOR #1 len=31 dep=0 uid=18 oct=3 lid=18 tim=26532087 hv=2854987545 ad='82061e04' select count(1) from test_tab END OF STMT PARSE #1:c=0,e=0,p=0,cr=0,cu=0,mis=1,r=0,dep=0,og=4,tim=26532087 EXEC #1:c=0,e=0,p=0,cr=0,cu=0,mis=0,r=0,dep=0,og=4,tim=26532087 WAIT #1: nam='db file sequential read' ela= 0 p1=2 p2=3 p3=1 WAIT #1: nam='db file sequential read' ela= 0 p1=2 p2=5 p3=1 WAIT #1: nam='db file sequential read' ela= 0 p1=2 p2=7 p3=1 WAIT #1: nam='db file sequential read' ela= 0 p1=2 p2=9 p3=1 WAIT #1: nam='db file sequential read' ela= 0 p1=2 p2=11 p3=1 WAIT #1: nam='db file sequential read' ela= 0 p1=2 p2=13 p3=1 WAIT #1: nam='db file sequential read' ela= 0 p1=2 p2=15 p3=1 FETCH #1:c=1,e=1,p=7,cr=14,cu=3,mis=0,r=1,dep=0,og=4,tim=26532088
下面这些来自Solaris truss命令的输出结果展示了这个查询执行的系统调用.第23行到27行展示了文件是如何打开,以及如何以文件句柄409进行引用的.第31行显示了一次pread()系统函数的调用,除了不会与read()一样移动文件指针外,pread()的行为与read()完全一致,它接收文件偏移量作为它的第四个参数.它的返回值是成功读取的字节的大小. 由于timed_statistices实例参数为true, times()调用提供了计时信息.
*** SUID: ruid/euid/suid = 4076 / 108 / 108 *** read(10, 0x010ACACE, 2064) (sleeping...) read(10, "\097\0\006\0\0\0\0\003 ^".., 2064) = 151 times(0xEFFFE360) = 162380015 times(0xEFFFDA80) = 162380015 times(0xEFFFD9C0) = 162380015 times(0xEFFFD9C0) = 162380015 time() = 948902570 brk(0x010E9A60) = 0 brk(0x010EBA60) = 0 brk(0x010EBA60) = 0 brk(0x010EDA60) = 0 times(0xEFFFD9C0) = 162380015 times(0xEFFFD9C0) = 162380015 times(0xEFFFC4A0) = 162380015 times(0xEFFFC4A0) = 162380015 time() = 948902570 times(0xEFFFD7A8) = 162380015 times(0xEFFFD760) = 162380015 times(0xEFFFC5D8) = 162380015 times(0xEFFFC578) = 162380015 times(0xEFFFBE90) = 162380015 open64("/home/jeffh/test/data/tools01.dbf", O_RDWR|O_DSYNC) = 15 getrlimit(RLIMIT_NOFILE, 0xEFFFBE98) = 0 fstat64(409, 0xEFFFBE00) Err#9 EBADF fcntl(15, F_DUP2FD, 0x00000199) = 409 close(15) = 0 fcntl(409, F_SETFD, 0x00000001) = 0 ioctl(409, 0x0403, 0xEFFFBE5C) Err#25 ENOTTY times(0xEFFFBE48) = 162380016 pread(409, "0602\0\0\080\003\0\0 + B".., 8192, 24576) = 8192 times(0xEFFFC530) = 162380016 times(0xEFFFC5D8) = 162380016 times(0xEFFFC5D8) = 162380016 times(0xEFFFC5D8) = 162380016 times(0xEFFFC578) = 162380016 pread(409, "0602\0\0\080\005\0\0 + V".., 8192, 40960) = 8192 times(0xEFFFC530) = 162380016 times(0xEFFFC5D8) = 162380016 times(0xEFFFC5D8) = 162380016 times(0xEFFFC5D8) = 162380016 times(0xEFFFC578) = 162380016 pread(409, "0602\0\0\080\007\0\0 + V".., 8192, 57344) = 8192 times(0xEFFFC530) = 162380016 times(0xEFFFC5D8) = 162380016 times(0xEFFFC5D8) = 162380016 times(0xEFFFC5D8) = 162380016 times(0xEFFFC578) = 162380016 pread(409, "0602\0\0\080\0\t\0\0 + V".., 8192, 73728) = 8192 times(0xEFFFC530) = 162380016 times(0xEFFFC5D8) = 162380016 times(0xEFFFC5D8) = 162380016 times(0xEFFFC5D8) = 162380016 times(0xEFFFC578) = 162380016 pread(409, "0602\0\0\080\0\v\0\0 + V".., 8192, 90112) = 8192 times(0xEFFFC530) = 162380016 times(0xEFFFC5D8) = 162380016 times(0xEFFFC5D8) = 162380016 times(0xEFFFC5D8) = 162380016 times(0xEFFFC578) = 162380016 pread(409, "0602\0\0\080\0\r\0\0 + V".., 8192, 106496) = 8192 times(0xEFFFC530) = 162380016 times(0xEFFFC5D8) = 162380016 times(0xEFFFC5D8) = 162380016 times(0xEFFFC5D8) = 162380017 times(0xEFFFC578) = 162380017 pread(409, "0602\0\0\080\00F\0\0 + V".., 8192, 122880) = 8192 times(0xEFFFC530) = 162380017 times(0xEFFFC5D8) = 162380017 times(0xEFFFC5D8) = 162380017 times(0xEFFFDB40) = 162380017 times(0xEFFFE3A8) = 162380017 write(13, "\0B0\0\006\0\0\0\0\010\0".., 176) = 176 read(10, "\0 y\0\006\0\0\0\0\003 ^".., 2064) = 121 times(0xEFFFE360) = 162380017 times(0xEFFFDA80) = 162380017 times(0xEFFFDB40) = 162380017 times(0xEFFFE3A8) = 162380017 times(0xEFFFE360) = 162380017 lseek(14, 37376, SEEK_SET) = 37376 read(14, "\0\v04E2\0\0\0 J04E3\0\0".., 512) = 512 times(0xEFFFE3A8) = 162380017 write(13, "\0 U\0\006\0\0\0\0\004\0".., 85) = 85 read(10, 0x010ACACE, 2064) (sleeping...)
下表描述了Oracle产生db file sequential read与db file scattered read事件的相关情况.
| Oracle 事件 | 产生单块读取事件的操作(p3=1) | 产生多块读取事件的操作(p3>1) |
|---|---|---|
| db file sequential read | 索引扫描, 在区间内跳过块进行读取的全表扫描, 根据rowid进行的表访问等 |
临时段读取 |
| db file scattered read | 绝对不会 | 全表扫描,快速全索引扫描等. |
引用:
HOLT, JEFF. 2000. “Predicting Multi-Block Read Call Sizes,” Hotsos Journal, (Jan. 2000): 8–9. http://www.hotsos.com.
Jeff Holt是位于得克萨斯州盐湖城的Hotsos LLC公司的一位系统性能优化专家.
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