Oracle读取事件的命名理由

Oracle读取事件的命名理由

db file sequential read与db file scatteredread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 areOracle’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 JeffHolt 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 sequentialread与db file scatteredread.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(sequentialread)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(randomaccess)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(singleblock 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 sequentialread是用来表示随机读取(例如,索引扫描),db file scatteredread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 scatteredread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dbfile sequential read事件,由类似于readv()调用执行的磁盘读被记录为dbfile 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 sequentialread.

• Oracle 为所有的单块读取生成db file sequentialread事件.Oracle始终将单个数据块存储在单个缓存缓冲块(cachebuffer)中,因此单块读取永远不会产生db file scattered read事件.
• 在Oracle7.3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) dbfile sequential read事件. Oracle早期版本会使用db file scatteredread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, ProgramGlobal 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 scatteredread. 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dbfile 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(buffercache)中,这次扫描的读操作全都是单块读取.

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.

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.下表描述了Oracle产生db file sequential read与db file scatteredread事件的相关情况.

引用:
HOLT, JEFF. 2000. “Predicting Multi-Block Read Call Sizes,” HotsosJournal, (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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到了Exadata时代，Oracle也与日俱进，变得容易理解多了，分别有下面三个事件，意义就一目了然了 
cellsmart table scan
cellmultiblock physical read
cellsingle block physical read


dbfile sequential read: 
use v$session_wait Viewto find information about Waiting:
Parameters: 
P1 = file#
P2 = block#
P3 = blocks

file# Thisis the file# of the file that Oracle is trying toread

block# Thisis the starting block number in the file from where Oracle startsreading the blocks.

blocks Thisparameter specifies the number of blocks that Oracle is trying toread from the file# starting at block#. This isusually "1" butif P3 > 1 then this is a multiblock read. Multiblock"db file sequential read"s may be seen in earlier Oracle versionswhen reading from a SORT (TEMPORARY) segments.

To find the object that Oracle doing the I/O use one of   the two following ways SELECT owner, segment_type, segment_name, partition_name,                      tablespace_name                 FROM dba_extents                 WHERE :P2 BETWEEN block_id AND (block_id + blocks - 1)                 AND file_id = :P1; Or even better                SELECT a.SID, c.obj, c.FILE#, c.dbablk                 FROM v$session_wait a, x$bh c                 WHERE a.p1 = c.FILE#(+)                AND a.p2 = c.dbablk(+)                 AND a.event = 'db file scattered read'                AND a.SID = :sid_waiting;