1 异常现象的发现
这次IO异常发生在一个业务系统的生产数据库上，在每天的早上的例行巡检时发现这个Oracle实例（RAC集群中的一个实例）的IOPS指标异常增长后有不间断的连续出现峰值。指标的时间趋势图如下：
图中横轴显示的时间以小时为单位，IOPS指标的最大值是6000左右。可以看出，在10点之前，IOPS指标的峰值只是间或出现，大概是每小时一次，自１０点以后，IOPS峰值出现密度明显加大。
这个RAC集群使用的是传统的基于机械盘的磁盘阵列，这个数量的IO对存储的压力还是相当大的，因此这个异常也忽略不得，必须处理掉。
2 异常现象的分析
从图中可以看出，这次异常出现的时间已经持续了一个小时以上，持续时间跨过了一个完整的AWR报告采样周期。先取一下这个采样周期的AWR报告看一下吧。报告取出，打眼一看，数据库的负载、IO、等待事件等指标都处于正常范围之内，IO异常还没有影响到数据库的性能。既然是IO异常，接着就看一下是不是有sql语句在执行时发生了大量的物理读。找到AWR报告的SQL ordered by Reads 部分，发现有一条SQL语句的物理读明显异常。
可以看到，图中第一条SQL语句的物理读明显异常，这段时间的Total Disk Reads是15253726，这条语句这个时间段的物理读是15176980，占了99.5%。这个时间段内这条语句执行了60次，每次物理读是252949.67次，一次执行发生25万多次的物理读，首先怀疑的是这条语句是不是执行了全表扫描，通过这条语句的执行计划确认了这一点。
再看这条语句的执行的逻辑读，同物理读次数完全相同。通过Oracle数据库语句的执行原理可以知道。一条语句即使执行了全表扫描，通常第一次执行时物理读次数比较多，可能同逻辑读次数相同（这里不包含系统调用的次数）。等到数据读到缓冲池之后，基本上就不会发生物理读了。
这条语句每次执行都要进行这么多的物理读，极大可能是执行了直接路径读的原因。这个可以通过检查这条语句的等待事件来确认，执行下面的SQL语句查询这条语句的等待事件：
SQL> select to_char(SAMPLE_TIME,'YYYY-MM-DD hh24:mi:ss') SAMPLE_TIME,sql_id,EVENT,TIME_WAITED from v$active_session_history where sql_id= '1h50ks4ncswfn'
SAMPLE_TIME SQL_ID EVENT TIME_WAITED
------------------- ------------- ---------------------------------------------------------------- -----------
2024-11-13 11:59:26 c8**********u direct path read 0
2024-11-13 11:59:25 c8**********u direct path read 0
2024-11-13 11:59:24 c8**********u direct path read 4419
2024-11-13 11:59:23 c8**********u direct path read 4875
2024-11-13 11:59:22 c8**********u direct path read 6572
.........................................................................................................
2024-11-13 10:05:21 c8**********u direct path read 1435
2024-11-13 10:05:20 c8**********u direct path read 2839
2024-11-13 10:05:19 c8**********u direct path read 1235
可以看到，这条语句的执行过程中一直在等待直接路径读事件，直接路径读不经过SGA的数据缓冲池，因而物理读非常大。
3 关于直接路径读
Oracle的直接路径读网上介绍的文章很多了，这个特性的推出是为了解决大量数据读入缓冲池会造成对SGA的冲击的问题，在Oracle 11g，12c等版本中这个特性默认都是打开的。直接路径读不经过SGA的缓冲池，每次都从磁盘读入数据到会话的PGA区，如果存储的性能比较差，会对存储造成较大的压力，因此，这个特性在很多场合下dba都会手动关闭。直接路径读的开启关闭是由隐形参数_serial_direct_read控制的，用下面的SQL查询这个隐形参数的设置
SQL> l
1* select i.KSPPINM,v.KSPPSTVL from x$ksppi i inner join x$ksppcv v on v.indx=i.indx where i.KSPPINM='_serial_direct_read'
SQL> /
KSPPINM KSPPSTVL
-------------------------------- --------------------------------
_serial_direct_read auto
这个隐形参数的默认设置是auto，在这种情况下，需要同时符合下面三种情况，才能触发直接路径读：
- 表大小超过 _small_table_threshold 隐含参数设置的阀值
- 表在buffer cache块数低于50%
- 表脏块数低于的25%
如果发生了直接路径读，AWR报告里以下部分会显示出来：
发生直接路径读的分段也会在awr报告中Segment Statistics的Segments by Direct Physical Reads中显示出来。
如果存储性能不理想或者担心运维不到位，这个特性也可以关闭，使用下面的语句
alter sytem set “_serial_direct_read”=never scope=both sid=’*’;
4 处理办法
这个case中，直接路径读并没有影响到性能，考虑到关闭可能对缓冲池的影响，还是从SQL语句及数据的优化来处理，清理了相关表的历史数据，同时在这张表上创建了索引，避免了全表扫描。
