【数据库管理】数据库自动维护任务介绍（二）

概述

本文主要介绍数据库自动维护任务中的【自动统计信息收集（Automatic Optimizer Statistics Collection）】和【自动段指导Automatic Segment Advisor】维护任务的内容进行详细介绍。

自动统计信息收集（Automatic Optimizer Statistics Collection）：

10g

从Oracle 10g版本开始，在默认设定的情况下，Oracle会通过自动维护作业，自动地收集优化器统计信息（Optimizer Statistics）。

自动统计信息收集相关设定

10g的自动统计信息收集主要和以下的3个设定相关：

1.调度作业 GATHER_STATS_JOB
（默认：有效'SCHEDULED'）
如前一章介绍，10g数据库做成时会自动地做成调度作业【GATHER_STATS_JOB】，
通过预定义的维护窗口（Maintenance Windows）进行执行。

    WEEKNIGHT_WINDOW : 周一到周五 每天22:00开始 ～ 次日06:00结束。
    WEEKEND_WINDOW   :周六和周日的全天

2.数据库对象的MONITORING属性
（默认：有效 statistics_level=TYPICAL）

从Oracle 8i开始，Oracle针对数据库对象推出了MONITORING属性，
通过这个属性可以监视表（及其分区）的DML更新操作
（如insert,update,delete,direct load）并记录更新数。

10g以后MONITORING属性主要依赖于初始化参数statistics_level的设定，
当初始化参数statistics_level为默认值（TYPICAL）或ALL时，
会针对一时表以外的所有表启用MONITORING属性，监视DML更新操作并记录更新数。

3.统计信息的Lock状况

（默认：统计信息不锁定）
如果对象的统计信息上进行了锁定（lock Statistics），统计信息不会被更新。
所以，统计信息上进行了锁定的对象不会作为自动统计信息收集的对象。

关于统计信息的锁定可以参考DBMS_STATS包的LOCK_SCHEMA_STATS、LOCK_TABLE_STATS等程序。

自动统计信息收集基本流程

自动统计信息收集基本流程如下：

1.当调度作业【GATHER_STATS_JOB】有效时，
会在在预定义的维护窗口执行DBMS_STATS.GATHER_DATABASE_STATS_JOB_PROC程序进行统计信息收集。

2.统计信息收集的对象为满足以下条件的表：

    1）统计信息不锁定
    2）没有统计信息 或者 
       上一次统计信息收集后，表中10%的行被更新。

3.统计信息收集的顺序如下：
    1）没有统计信息的对象
    2）上一次统计信息收集后变更量较多的对象
    3）1）2）相同的，先收集大小比较小的对象

自动统计信息收集的动作确认

自动统计信息收集的相关动作可以通过以下视图进行查看：

1.GATHER_STATS_JOB 的状态和设定内容

SQL> set linesize 200
SQL> col job_name format a20
SQL> col program_name format a20
SQL> col schedule_name format a25
SQL> col state format a20
SQL> 
SQL> SELECT job_name, 
               program_name, 
               schedule_name, 
               state, 
               stop_on_window_close 
        FROM   dba_scheduler_jobs 
        WHERE  job_name = 'GATHER_STATS_JOB';  2    3    4    5    6    7  

JOB_NAME             PROGRAM_NAME         SCHEDULE_NAME             STATE                STOP_ON_WINDOW_
-------------------- -------------------- ------------------------- -------------------- ---------------
GATHER_STATS_JOB     GATHER_STATS_PROG    MAINTENANCE_WINDOW_GROUP  SCHEDULED            TRUE

从上面的输出我们可以看到，GATHER_STATS_JOB作业运行在MAINTENANCE_WINDOW_GROUP窗口组中，并且状态为‘SCHEDULED’即有效状态。
并且其中STOP_ON_WINDOW_CLOSE为True代表当窗口关闭时，作业会被终止。即，当超过窗口的持续时间时，即使统计信息收集作业没有完成，也会被取消。

2.运行窗口内容

--窗口组信息
SQL>  SELECT * 
FROM   dba_scheduler_wingroup_members 
WHERE  window_group_name = 'MAINTENANCE_WINDOW_GROUP';    2    3  

WINDOW_GROUP_NAME         WINDOW_NAME
------------------------- --------------------
MAINTENANCE_WINDOW_GROUP  WEEKNIGHT_WINDOW
MAINTENANCE_WINDOW_GROUP  WEEKEND_WINDOW

--窗口信息  
SQL> col repeat_interval format a60
SQL> col duration format a20
SQL> SELECT window_name, 
       repeat_interval, 
       duration 
FROM   dba_scheduler_windows 
WHERE  window_name IN ( 'WEEKNIGHT_WINDOW', 'WEEKEND_WINDOW' );   2    3    4    5  

WINDOW_NAME          REPEAT_INTERVAL                                              DURATION
-------------------- ------------------------------------------------------------ --------------------
WEEKNIGHT_WINDOW     freq=daily;byday=MON,TUE,WED,THU,FRI;byhour=22;byminute=0; b +000 08:00:00
                     ysecond=0

WEEKEND_WINDOW       freq=daily;byday=SAT;byhour=0;byminute=0;bysecond=0          +002 00:00:00

通过上面我们可以看到，窗口的运行时间为如下

WEEKNIGHT_WINDOW : 周一到周五 每天22:00开始 ～ 次日06:00结束。
WEEKEND_WINDOW   :周六0点开始，并且持续2天（到周日的23:59）。

其中，由于周五的窗口持续到周六06:00结束；由于Oracle一次只能打开一个窗口，
并且WEEKNIGHT_WINDOW和WEEKEND_WINDOW的优先度相同，所以WEEKEND_WINDOW的实际开始时间为周六06:00开始。

3.执行的程序内容

可以通过dba_scheduler_programs视图查询到GATHER_STATS_PROG作业实际运行的程序。

SQL> col program_action format a50
SQL> SELECT program_action 
FROM   dba_scheduler_programs 
WHERE  program_name = 'GATHER_STATS_PROG';   2    3  

PROGRAM_ACTION
--------------------------------------------------
dbms_stats.gather_database_stats_job_proc

自动统计信息收集的注意事项

1.通常情况下，gather_database_stats_job_proc程序执行时，系统字典表也作为统计信息收集对象。

2.对于数据变化很大的表，建议通过锁定统计信息等方法，来避免作为自动统计信息收集的对象。
另外，针对一时表统计信息收集后也不会产生有效的信息，所以建议针对一时表采取动态统计的方法。

例如：
EXECUTE DBMS_STATS.LOCK_TABLE_STATS ('SCOTT',  'EMP');

3.可能由于统计信息收集时，可能会消耗大量的I/O、CPU等资源，
所以可以根据业务内容调整自动统计信息收集的时间。

参考：
Database Performance Tuning Guide

14.2 Automatic Statistics Gathering
http://docs.oracle.com/cd/B19306_01/server.102/b14211/stats.htm#i41282

11g & 12c

从11g开始，导入了周一到周日的日次窗口，并且定义了自动维护任务功能。
10g中的GATHER_STATS_JOB作业不再存在，而被变更为自动维护任务的一部分，所以JOB作业的状态不在通过 DBA_SCHEDULER_JOBS视图确认，而是通过DBA_AUTOTASK_CLIENT 视图来查看。
而且对于自动维护任务的维护等会通过DBMS_AUTO_TASK_ADMIN程序包进行维护。
其他的动作基本和10g相同。

例如：

 --查看自动统计收集任务。
SQL> col client_name format a20
SQL> col window_group format a20
SQL>  SELECT client_name, 
       status, 
       window_group 
FROM   dba_autotask_client 
WHERE  client_name = 'auto optimizer stats collection';    2    3    4    5  

CLIENT_NAME          STATUS   WINDOW_GROUP
-------------------- -------- --------------------
auto optimizer stats ENABLED  ORA$AT_WGRP_OS
 collection  
 --禁用自动统计收集任务。
  BEGIN
  DBMS_AUTO_TASK_ADMIN.DISABLE(
  client_name => 'auto optimizer stats collection',
  operation => NULL,
  window_name => NULL);
  END;

参考：
Database SQL Tuning Guide

>Configuring Automatic Optimizer Statistics Collection

自动段指导（Automatic Segment Advisor）：

10g

段指导（Segment Advisor）

从Oracle 10g R2开始推出了段指导（Segment Advisor）功能，用于识别是否有可用回收空间的段和有很多行链接的对象，并提出如何消除这些段中的碎片及行链接的建议。

段指导（Segment Advisor）主要生成以下类型的建议：

・当段指导（Segment Advisor）发现某对象的高水位线 (High Water Mark 简称HWM)下的空余空间特别多时，
会推荐online segment shrink；
如果该对象并不适合Shrink（如表不是定义在ASSM的表领域等），段指导会推荐在线重定义对象（online table redefinition）.
例如：利用DBMS_REDEFINITION程序包。

・当段指导（Segment Advisor）发现某对象的行链接数大于某个临界值时，会记录下来作为通知内容。

段指导建议的生成级别

通过手动执行段指导（Segment Advisor），可以生成以下3种级别的指导建议：
（利用DBMS_ADVISOR.CREATE_OBJECT时，指定的OBJECT_TYPE）

1.段级别:
针对非分区表、分区表的分区以及子分区、索引等个别段对象生成指导建议。

2.对象级别：
针对表或索引等整个对象生成指导建议。
例如对某分区表进行分析，会对分区表的所有分区生成知道建议。
另外通过EM运行还可以指定对象的所有的依赖对象（如索引等）。

3.表空间级别
针对某表空间所有的段对象生成指导建议。

自动段指导（Automatic Segment Advisor）

自动段指导（Automatic Segment Advisor）功能是，在数据库做成时会自动地做成调度作业【GATHER_STATS_JOB】，通过预定义的维护窗口（Maintenance Windows）进行执行。

    WEEKNIGHT_WINDOW : 周一到周五 每天22:00开始 ～ 次日06:00结束。
    WEEKEND_WINDOW   :周六和周日的全天

自动段指导的分析对象

自动段指导并不是针对所有的数据库对象进行分析，而是分析数据库的统计信息、段数据的采样，对以下的对象进行分析：

1.超过空间的 critical 或warning阈值的表空间。

2.操作活动很多的段

3.很高增长率的段

自动段指导的动作确认

和自动统计信息收集一样，自动段指导的相关动作可以通过视图进行查看。
这里不做详细介绍，可参考【自动统计信息收集的动作确认】一节。

手动执行段指导

以下是针对段级别进行手动执行段指导的例子.

variable id number;
begin
  declare
  name varchar2(100);
  descr varchar2(500);
  obj_id number;

  begin
  name:='Manual_Employees';
  descr:='Segment Advisor Example';

  dbms_advisor.create_task (
    advisor_name     => 'Segment Advisor',
    task_id          => :id,
    task_name        => name,
    task_desc        => descr);

  dbms_advisor.create_object (
    task_name        => name,
    object_type      => 'TABLE',
    attr1            => 'HR',
    attr2            => 'EMPLOYEES',
    attr3            => NULL,
    attr4            => NULL,
    attr5            => NULL,
    object_id        => obj_id);

  dbms_advisor.set_task_parameter(
    task_name        => name,
    parameter        => 'recommend_all',
    value            => 'TRUE');

  dbms_advisor.execute_task(name);
  end;
end; 
/

段指导的结果表示

可以通过以下方式查看段指导的结果：

Enterprise Manager

DBA_ADVISOR_* 视图

DBMS_SPACE.ASA_RECOMMENDATIONS 程序包

下面简单列举通过DBMS_SPACE.ASA_RECOMMENDATIONS 程序包查看段指导的结果的方法：

SQL> desc dbms_space

FUNCTION ASA_RECOMMENDATIONS RETURNS DBMS_SPACE
Argument Name                  Type                    In/Out Default?
------------------------------ ----------------------- ------ --------
ALL_RUNS                       VARCHAR2                IN     DEFAULT
SHOW_MANUAL                    VARCHAR2                IN     DEFAULT
SHOW_FINDINGS                  VARCHAR2                IN     DEFAULT

SQL> select tablespace_name, segment_name, segment_type,
     recommendations, c1
     from table(dbms_space.asa_recommendations('TRUE', 'TRUE', 'FALSE'));

参考：
Database Administrator’s Guide

>Automatic Segment Advisor Job
>Using the Segment Advisor

11g & 12c

自动段指导（Automatic Segment Advisor）建议的拓展

从Oracle 11g R2开始，作为自动段指导（Automatic Segment Advisor）的一部分，追加了段压缩指导(Compression advisor)功能。

因此，11gR2以后，自动段指导（Automatic Segment Advisor）功能主要可以生成以下类型的建议：

・当段指导（Segment Advisor）发现某对象的高水位线 (High Water Mark 简称HWM)下的空余空间特别多时，会推荐online segment shrink；
如果该对象并不适合Shrink（如表不是定义在ASSM的表领域等），段指导会推荐在线重定义对象（online table redefinition）.
例如：利用DBMS_REDEFINITION程序包。

・当段指导（Segment Advisor）发现某对象的行链接数大于某个临界值时，会记录下来作为通知内容。

・当自动段指导（Segment Advisor）
发现段可以从高级行压缩(Advanced row compression 11g版本也称为OLTP压缩)中受益时，
段指导会生成建议指导。（11gR2以后）

段压缩指导(Compression advisor)

通过段压缩指导(Compression advisor)功能，可以评估通过高级行压缩(Advanced row compression以前的11g版本也称为OLTP压缩)方法对段进行压缩时，能够节省的空间大小。

段压缩指导评估对象：

段压缩指导评估对象一般为大小为10MB以上，并且拥有3个以上索引的表。
(除了上面的条件以外，还会根据其他一些内部算法来决定评估对象)

段压缩指导处理逻辑：

・段压缩指导主要使用DBMS_COMPRESSION程序包进行压缩的评估。
・评估过程中，会建立以下2个内部临时表。

    DBMS_TABCOMP_TEMP_UNCMP   ：默认包含99%的采样块。
     DBMS_TABCOMP_TEMP_CMP    ：包含通过压缩后的DBMS_TABCOMP_TEMP_UNCMP。

通过DBMS_TABCOMP_TEMP_UNCMP和 DBMS_TABCOMP_TEMP_CMP计算出压缩比。

・评估结束后，删除2个临时表。

手动运行段压缩指导
可以通过以下的方法手动地运行段压缩指导。

例：

sql> set serveroutput on
sql> declare
v_blkcnt_cmp pls_integer;
v_blkcnt_uncmp pls_integer;
v_row_cmp pls_integer;
v_row_uncmp pls_integer;
v_cmp_ratio number;
v_comptype_str varchar2(60);
begin
dbms_compression.get_compression_ratio(
scratchtbsname => upper('&ScratchTBS'),
ownname => user,
tabname => upper('&TableName'),
partname => NULL,
comptype => dbms_compression.comp_for_query_high,
blkcnt_cmp => v_blkcnt_cmp,
blkcnt_uncmp => v_blkcnt_uncmp,
row_cmp => v_row_cmp,
row_uncmp => v_row_uncmp,
cmp_ratio => v_cmp_ratio,
comptype_str => v_comptype_str, subset_numrows=>&num_rows );
dbms_output.put_line('Estimated Compression Ratio: '||to_char(v_cmp_ratio));
dbms_output.put_line('Blocks used by compressed sample: '||to_char(v_blkcnt_cmp));
dbms_output.put_line('Blocks used by uncompressed sample: '||to_char(v_blkcnt_uncmp));
end;
/

参考：
Database Administrator’s Guide

>Automatic Segment Advisor
>Using the Segment Advisor