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Oracle DBA核心技能:System State转储分析之ROW CACHE ENQUEUE问题定位

eygle 2020-02-05
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摘要:在Oracle数据库的运行过程中,可能会因为一些异常遇到数据库挂起失去响应的状况,在这种状况下,我们可以通过对系统状态进行转储,获得跟踪文件进行数据库问题分析;很多时候数据库也会自动转储出现问题的进程或系统信息;这些转储信息成为我们分析故障、排查问题的重要依据。

在Oracle数据库的运行过程中,可能会因为一些异常遇到数据库挂起失去响应的状况,在这种状况下,我们可以通过对系统状态进行转储,获得跟踪文件进行数据库问题分析;很多时候数据库也会自动转储出现问题的进程或系统信息;这些转储信息成为我们分析故障、排查问题的重要依据。

本章通过实际案例的详细分析,讲解如何逐层入手、层层剖析的分析数据库故障。

1.状态转储的常用命令
当数据库出现一些挂起状态时,往往会严重影响到数据库使用,进程级的问题影响范围较小,而系统级的问题则会影响全局。

在出现数据库系统或进程失去响应时,如果SQL*Plus工具仍然可以连接,可能视图查询没有相应,但是可以通过oradebug工具来进行进程及系统状态信息的转储,从而可以进行Hang分析。

DUMP进程状态可以使用:

alter sessions set events 'immediate trace name processstate level <level>';

或者使用:

oradebug setmypid
oradebug ulimit
oradebug dump processstate <level>

当诊断数据库挂起时,可以使用DUMP命令转储整个系统状态:

alter sessions set events 'immediate trace name systemstate level <level>';

或:

oradebug setmypid

oradebug ulimit

oradebug dump systemstate <level>

如果为了获取全面一点的信息,可以使用Level 10。

SQL> oradebug setmypid

SQL> oradebug unlimit

SQL> oradebug dump systemstate 10

另外如果系统挂起,无法用SQL*Plus连接,从Oracle 10g开始,可以使用sqlplus -prelim选项强制登录,然后即可进行系统状态信息转储:

sqlplus -prelim '/ as sysdba'

oradebug setmypid

oradebug unlimit;

oradebug dump systemstate 10

2.WAITED TOO LONG FOR A ROW CACHE ENQUEUE LOCK!案例
在一次客户现场培训中,客户提出一个系统正遇到问题,请求我协助诊断解决,理论联系实践,这是我在培训中极力主张的,我们的案例式培训业正好遇到了实践现场。

问题是这样的:

此前一个Job任务可以在秒级完成,而现在运行了数小时也无法结束,一直挂起在数据库中,杀掉进程重新手工执行,尝试多次,同样无法完成。

客户的数据库环境为:

Oracle Database 10g Enterprise Edition Release 10.2.0.3.0 - 64bit Production
With the Partitioning, OLAP and Data Mining options
Node name:    SF2900  Release:   5.9  Version: Generic_118558-33 Machine:  sun4u

介入问题诊断首先需要收集数据,我最关注两方面的信息:

1. 告警日志文件,检查是否出现过异常
2. 生成AWR报告,检查数据库内部的运行状况

通常有了这两部信息,我们就可以做出初步判断了。

检查数据库的告警日志文件,我们发现其中出现过一个如下错误:

>>> WAITED TOO LONG FOR A ROW CACHE ENQUEUE LOCK! <<<

这个错误提示出现在7点左右,正是JOB的调度时间附近,显然这是一个高度相关的可能原因。

3.DUMP转储文件分析定位问题

这个异常生成了转储的DUMP文件,获得该文件进行进一步的详细分析。

该文件得头部信息如下:

Redo thread mounted by this instance: 1
Oracle process number: 29
Unix process pid: 8371, image: oracleEDW@SF2900

 

*** 2010-03-27 06:54:00.114
*** ACTION NAME:() 2010-03-27 06:54:00.106
*** MODULE NAME:(SQL*Plus) 2010-03-27 06:54:00.106
*** SERVICE NAME:(EDW) 2010-03-27 06:54:00.106
*** SESSION ID:(120.46138) 2010-03-27 06:54:00.106
>>> WAITED TOO LONG FOR A ROW CACHE ENQUEUE LOCK! <<<
row cache enqueue: session: 6c10508e8, mode: N, request: S

ROW CACHE队列锁无法获得,表明数据库在SQL解析时,遇到问题,DC层面出现竞争,导致超时。Row Cache位于Shared Pool中的Data Dictionary Cache,是用于存储表列定义、权限等相关信息的。

注意以上信息中的重要内容包括:

1. 超时告警的时间是06:54: 2010-03-27 06:54:00.106

2. 出现等待超时的数据库进程号是29:Oracle process number: 29

3. 等待超时的29号进程的OS进程号为8317:Unix process pid: 8371

4. 进程时通过SQL*Plus调度执行的:MODULE NAME:(SQL*Plus)

5. 会话的ID、Serial#信息为120.46138:SESSION ID:(120.46138)

6. 进程的State Object为6c10508e8:row cache enqueue: session: 6c10508e8

7. 队列锁的请求模式为共享(S):mode: N, request: S

有了这些重要的信息,我们就可以开始一些基本的分析。

首先可以在跟踪文件中找到29号进程,查看其中的相关信息。经过检查可以发现这些内容与跟踪文件完全相符合:

PROCESS 29:

  ----------------------------------------

  SO: 6c1006740, type: 2, owner: 0, flag: INIT/-/-/0x00
  (process) Oracle pid=29, calls cur/top: 6c1097430/6c1096bf0, flag: (0) -
            int error: 0, call error: 0, sess error: 0, txn error 0  (post info) last post received: 109 0 4

              last post received-location: kslpsr
              last process to post me: 6c1002800 1 6
              last post sent: 0 0 24
              last post sent-location: ksasnd
              last process posted by me: 6c1002800 1 6
    (latch info) wait_event=0 bits=0

    Process Group: DEFAULT, pseudo proc: 4f818c298
    O/S info: user: oracle, term: UNKNOWN, ospid: 8371
    OSD pid info: Unix process pid: 8371, image: oracleEDW@SF2900

进一步的向下检查可以找到SO对象6c10508e8,这里显示该进程确实由客户端的SQL*Plus发起,并且客户端的主机名称及进程的OSPID都记录在案:

    SO: 6c10508e8, type: 4, owner: 6c1006740, flag: INIT/-/-/0x00
    (session) sid: 120 trans: 6c285ea98, creator: 6c1006740, flag: (100041) USR/- BSY/-/-/-/-/-
              DID: 0001-001D-001BC795, short-term DID: 0000-0000-00000000
              txn branch: 0
              oct: 2, prv: 0, sql: 4f528d510, psql: 491cbe3e8, user: 56/CACI
    O/S info: user: Administrator, term: HOST03, ospid: 37692:38132, machine:
              program: sqlplus.exe
application name: SQL*Plus, hash value=3669949024

接下来的信息显示,进程一直在等待,等待事件为’ksdxexeotherwait’:

    last wait for 'ksdxexeotherwait' blocking sess=0x0 seq=36112 wait_time=5 seconds since wait started=3
                =0, =0, =0
    Dumping Session Wait History
     for 'ksdxexeotherwait' count=1 wait_time=5
                =0, =0, =0
     for 'ksdxexeotherwait' count=1 wait_time=5
                =0, =0, =0
     for 'ksdxexeotherwait' count=1 wait_time=3
                =0, =0, =0
     for 'ksdxexeotherwait' count=1 wait_time=5
                =0, =0, =0
     for 'ksdxexeotherwait' count=1 wait_time=4
                =0, =0, =0
     for 'ksdxexeotherwait' count=1 wait_time=3
                =0, =0, =0
     for 'ksdxexeotherwait' count=1 wait_time=4
                =0, =0, =0
     for 'ksdxexeotherwait' count=1 wait_time=4
                =0, =0, =0
     for 'ksdxexeotherwait' count=1 wait_time=3
                =0, =0, =0
     for 'ksdxexeotherwait' count=1 wait_time=3
                =0, =0, =0
    temporary object counter: 0

在这个进程跟踪信息的最后部分,有如下一个SO对象继承关系列表,注意这里的OWNER具有级联关系,下一层隶属于上一层的Owner,第一个SO对象的Owner 6c1006740就是PROCESS 29的SO号。

到了最后一个级别的SO 4e86f03e8上,请求出现阻塞。

Row cache enqueue有一个(count=1)共享模式(request=S)的请求被阻塞:

    ----------------------------------------
    SO: 6c1096bf0, type: 3, owner: 6c1006740, flag: INIT/-/-/0x00
    (call) sess: cur 6c10508e8, rec 6c10508e8, usr 6c10508e8; depth: 0
      ----------------------------------------
      SO: 6c1096eb0, type: 3, owner: 6c1096bf0, flag: INIT/-/-/0x00
      (call) sess: cur 6c10508e8, rec 6c10691f8, usr 6c10508e8; depth: 1
        ----------------------------------------
        SO: 6c1097430, type: 3, owner: 6c1096eb0, flag: INIT/-/-/0x00
        (call) sess: cur 6c10691f8, rec 6c10691f8, usr 6c10508e8; depth: 2
          ----------------------------------------
          SO: 4e86f03e8, type: 50, owner: 6c1097430, flag: INIT/-/-/0x00
          row cache enqueue: count=1 session=6c10508e8 object=4f4e57138, request=S
          savepoint=0xf67b

回过头去对比一下跟踪文件最初的信息,注意这里的session信息正是跟踪文件头上列出的session信息:

>>> WAITED TOO LONG FOR A ROW CACHE ENQUEUE LOCK! <<<

row cache enqueue: session: 6c10508e8, mode: N, request: S

至此我们找到了出现问题的根源,这里也显示请求的对象是object=4f4e57138。

4.ROW CACHE对象的定位
跟踪文件向下显示了更进一步的信息,地址为 4f4e57138 的Row Cache Parent Object紧跟着之前的信息显示出来,跟踪信息同时显示是在DC_OBJECTS层面出现的问题。

跟踪信息显示对象的锁定模式为排他锁定(mode=X)。

下图是跟踪文件的截取,我们可以看到Oracle的记录方式:

image.png

进一步的,跟踪文件里也显示了29号进程执行的SQL为INSERT操作:

----------------------------------------                                                                         

 SO: 4f2e82c88, type: 53, owner: 6c10508e8, flag: INIT/-/-/0x00                                                   
 LIBRARY OBJECT LOCK: lock=4f2e82c88 handle=4f528d510 mode=N                                                      
 call pin=0 session pin=0 hpc=0000 hlc=0000                                                                        
 htl=4f2e82d08[4f2de4dd8,4f2e844c0] htb=4e84c5db0 ssga=4e84c57c8                                                  
 user=6c10508e8 session=6c10508e8 count=1 flags=[0000] savepoint=0x4bad2ee7                                        

 LIBRARY OBJECT HANDLE: handle=4f528d510 mtx=4f528d640(1) cdp=1                                                   
 name=INSERT /*+ APPEND*/ INTO CACI_INV_BLB_DC NOLOGGING SELECT :B1 , T.*, SYSDATE FROM CACI_INV_BLB T             
 hash=6734e347f90993bcd607836585310c4d timestamp=03-24-2010 06:01:54                                              
 namespace=CRSR flags=RON/KGHP/TIM/PN0/MED/KST/DBN/MTX/[500100d0]                                                 
 kkkk-dddd-llll=0000-0001-0001 lock=N pin=0 latch#=12 hpc=ffec hlc=ffec                                           
 lwt=4f528d5b8[4f528d5b8,4f528d5b8] ltm=4f528d5c8[4f528d5c8,4f528d5c8]                                            
 pwt=4f528d580[4f528d580,4f528d580] ptm=4f528d590[4f528d590,4f528d590]                                            
 ref=4f528d5e8[4f528d5e8,4f528d5e8] lnd=4f528d600[4f581b4d8,4f5d190a8]                                            

   LIBRARY OBJECT: object=4a7227a50                                                                                
   type=CRSR flags=EXS[0001] pflags=[0000] status=VALD load=0                                                     
   CHILDREN: size=16                                                                                               
   child#    table reference   handle                                                                             
   ------ -------- --------- --------                                                                             
        0 4a7227518 4a7227188 4ae9ed1f0                                                                           
        1 4a7227518 4a7227420 494cd5878                                                                           

   DATA BLOCKS:                                                                                                    
   data#     heap  pointer    status pins change whr                                                              
   ----- -------- -------- --------- ---- ------ ---                                                               
       0 4aebaa950 4a7227b68 I/P/A/-/-    0 NONE   00                                                             
 ----------------------------------------                                                                          

好了,那么现在我们来看看是哪一个进程排他的锁定了之前的4f4e57138对象。在跟踪文件中搜索4f4e57138就可以很容易的找到这个持有排他锁定的SO对象。

以下显示了相关信息,Row Cache 对象的信息在此同样有所显示:

        ----------------------------------------
        SO: 4e86f0508, type: 50, owner: 8c183c258, flag: INIT/-/-/0x00
        row cache enqueue: count=1 session=8c005d7c8 object=4f4e57138, mode=X
        savepoint=0x2716
        row cache parent object: address=4f4e57138 cid=8(dc_objects)
        hash=b363a728 typ=11 transaction=8c183c258 flags=00000002

        own=4f4e57208[4e86f0538,4e86f0538] wat=4f4e57218[4e86f0418,4e86f0418] mode=X
        status=VALID/-/-/-/-/-/-/-/-

        set=0, complete=FALSE
        data=
        00000038 00134944 585f4341 43495f49 4e565f42 4c425f44 43000000 00000000
        00000000 04000009 505f3230 31305f51 31000000 00000000 00000000 00000000
        00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
        00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
        00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
        00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
        00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
        00000000 00000000 00000000 000209ca ffff0000 000209ca 14786e01 020e3239
        786e0102 0e323978 6e01020e 32390100 00000000 00000000 00000000 00000000
        00000000 00000006
      ----------------------------------------

再向上找到这个进程的信息,发现其进程号为16:

PROCESS 16:
  ----------------------------------------
  SO: 8c00037d0, type: 2, owner: 0, flag: INIT/-/-/0x00
  (process) Oracle pid=16, calls cur/top: 8c0095028/8c0094aa8, flag: (0) -
            int error: 0, call error: 0, sess error: 0, txn error 0
  (post info) last post received: 115 0 4
              last post received-location: kslpsr
              last process to post me: 6c1002800 1 6
              last post sent: 0 0 24
              last post sent-location: ksasnd
              last process posted by me: 6c1002800 1 6
    (latch info) wait_event=0 bits=0
    Process Group: DEFAULT, pseudo proc: 4f818c298
    O/S info: user: oracle, term: UNKNOWN, ospid: 8200
    OSD pid info: Unix process pid: 8200, image: oracle@SF2900 (J000)

在这里可以看到16号进程是一个JOB进程,其进程为J000,那么这个JOB进程在执行什么操作呢?下面的信息可以看出一些端倪,JOB由DBMS_SCHEDULER调度,执行AUTO_SPACE_ADVISOR_JOB任务,处于Wait for shrink lock等待:

Job Slave State Object
Slave ID: 0, Job ID: 8913
    ----------------------------------------
    SO: 8c005d7c8, type: 4, owner: 8c00037d0, flag: INIT/-/-/0x00
    (session) sid: 45 trans: 8c183c258, creator: 8c00037d0, flag: (48100041) USR/- BSY/-/-/-/-/-
              DID: 0001-0010-0007BFA6, short-term DID: 0000-0000-00000000
              txn branch: 0
              oct: 0, prv: 0, sql: 0, psql: 0, user: 0/SYS
    O/S info: user: oracle, term: UNKNOWN, ospid: 8200, machine: SF2900
              program: oracle@SF2900 (J000)
    application name: DBMS_SCHEDULER, hash value=2478762354
    action name: AUTO_SPACE_ADVISOR_JOB, hash value=348111556
    waiting for 'Wait for shrink lock' blocking sess=0x0 seq=5909 wait_time=0 seconds since wait started=3101
                object_id=0, lock_mode=0, =0
    Dumping Session Wait History
     for 'Wait for shrink lock' count=1 wait_time=380596
                object_id=0, lock_mode=0, =0
     for 'Wait for shrink lock' count=1 wait_time=107262
                object_id=0, lock_mode=0, =0
     for 'Wait for shrink lock' count=1 wait_time=107263
                object_id=0, lock_mode=0, =0
     for 'Wait for shrink lock' count=1 wait_time=107246
                object_id=0, lock_mode=0, =0
     for 'Wait for shrink lock' count=1 wait_time=107139
                object_id=0, lock_mode=0, =0
     for 'Wait for shrink lock' count=1 wait_time=107248
                object_id=0, lock_mode=0, =0
     for 'Wait for shrink lock' count=1 wait_time=107003
                object_id=0, lock_mode=0, =0
     for 'Wait for shrink lock' count=1 wait_time=107169
                object_id=0, lock_mode=0, =0
     for 'Wait for shrink lock' count=1 wait_time=107233
                object_id=0, lock_mode=0, =0
     for 'Wait for shrink lock' count=1 wait_time=107069
                object_id=0, lock_mode=0, =0
    temporary object counter: 3

进一步向下查找,可以找到Shrink操作执行的SQL语句:

----------------------------------------                                                      
SO: 4e8a2c6c0, type: 53, owner: 8c005d7c8, flag: INIT/-/-/0x00                               
LIBRARY OBJECT LOCK: lock=4e8a2c6c0 handle=4c3c1ce60 mode=N                                  
call pin=0 session pin=0 hpc=0000 hlc=0000                                                    
htl=4e8a2c740[4e81436e0,4e8c80c98] htb=4e8937910 ssga=4e8936e48                              
user=8c005d7c8 session=8c005d7c8 count=1 flags=[0000] savepoint=0x4bad2eec                   

LIBRARY OBJECT HANDLE: handle=4c3c1ce60 mtx=4c3c1cf90(1) cdp=1                               
name=alter index "CACI"."IDX_CACI_INV_BLB_DC" modify partition "P_2010_Q1" shrink space CHECK

hash=0ed1a6f7b2cf775661d314b8d1b7659b timestamp=03-25-2010 22:05:09                           
namespace=CRSR flags=RON/KGHP/TIM/PN0/MED/KST/DBN/MTX/[500100d0]                             
kkkk-dddd-llll=0000-0001-0001 lock=N pin=0 latch#=15 hpc=0002 hlc=0002                       
lwt=4c3c1cf08[4c3c1cf08,4c3c1cf08] ltm=4c3c1cf18[4c3c1cf18,4c3c1cf18]                        
pwt=4c3c1ced0[4c3c1ced0,4c3c1ced0] ptm=4c3c1cee0[4c3c1cee0,4c3c1cee0]                        
ref=4c3c1cf38[4c3c1cf38,4c3c1cf38] lnd=4c3c1cf50[4c3c1cf50,4c3c1cf50]                        
  LIBRARY OBJECT: object=4aa2bf668                                                           
  type=CRSR flags=EXS[0001] pflags=[0000] status=VALD load=0                                 
  CHILDREN: size=16                                                                           

  child#    table reference   handle                                                         
  ------ -------- --------- --------                                                         
       0 49efa3fe8 49efa3c58 4c3ad91a8                                                        
       1 49efa3fe8 49efa3ed8 4c3941608                                                       

  DATA BLOCKS:                                                                               
  data#     heap  pointer    status pins change whr                                          
  ----- -------- -------- --------- ---- ------ ---                                          
      0 4c3589b38 4aa2bf780 I/P/A/-/-    0 NONE   00                                         
----------------------------------------                                                     

至此,真相大白于天下:

1. 系统通过DBMS_SCHEDULER调度执行AUTO_SPACE_ADVISOR_JOB任务发出了SQL语句:

alter index "CACI"."IDX_CACI_INV_BLB_DC" modify partition "P_2010_Q1" shrink space CHECK

2. 定时任务不能及时完成产生了排他锁定
3. 客户端执行的INSERT操作挂起

INSERT语句为:

INSERT /*+ APPEND*/ INTO CACI_INV_BLB_DC NOLOGGING SELECT :B1 , T.*, SYSDATE FROM CACI_INV_BLB T

Shrink Space的语句所以不能成功完成是因为该索引的相关数据表的数据量过为巨大。在Oracle10g中,缺省的有一个任务定时进行分析为用户提供空间管理建议,在进行空间建议前,Oracle执行Shrink Space Check,这个检查工作和Shrink的具体内部工作完全相同,只是不执行具体动作。

这个Shrink Space的检查对于客户环境显得多余。

现场解决这个问题,只需要将16号进程Kill掉,即可释放了锁定,后面的操作可以顺利进行下去。

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