推书|《Oracle Exadata性能优化》

人工智能科学与技术 2021-04-17

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作者简介

石云华 Oracle Exadata领域的ACE专家，中国Oracle一体机用户组联合创始人之一。拥有十余年电信运营商、保险公司、税务机构核心系统Oracle数据库运维经验，现就职于北京海天起点技术服务股份有限公司，担任Oracle数据库专家组成员、Exadata部门负责人。持有11gOCM、Exadata、Goldengate等职业证书，擅长Oracle、Goldengate、Exadata方面的故障诊断及疑难问题处理。

前言

（滑动查看）Exadata是Oracle公司跨时代的一款产品。运行在Exadata架构上的Oracle数据库，其整体性能比运行在传统架构上的Oracle数据库高出十几倍，在一些特殊的业务场景，其性能表现还可以更加优秀。

有人可能会说，Exadata架构上内置了Infiniband交换机，同时在存储底层使用了PCIE闪存卡，与传统的SAN存储环境相比，其IO带宽提升了好几倍，性能当然更加优秀了。没错，但这仅仅是Exadata架构性能提升的一个小小的因素而已。

目前，国内已经有很多企业纷纷效仿Exadata架构，迅速推出了自己的数据库一体机产品，但这种效仿仅仅是硬件架构层面的模仿，对于Exadata的核心技术还是没办法模仿的。

Exadata上的Oracle数据库之所以运行速度这么快，并不是它的硬件有多么好（其实它的硬件就是一堆PC服务器而已，单纯就硬件的运算能力进行对比，它就无法与IBM小型机抗衡），主要在于它有独特的核心技术。那么Exadata的核心技术是什么呢？核心技术就是存储管理软件层面上的特性，如智能扫描、FlashCache等。

一年前，在笔者编写的第一本Exadata专著《Exadata实施运维指南》中，仅仅涉及了Exadata的刷机安装、管理工具、硬件更换、组件升级这几部分内容。这一方面是由于图书篇幅的限制，另一方面主要因为笔者认为Exadata软件特性才是Exadata架构的核心，有必要把这部分内容单独拿出来深入地进行讲解。

本书就带领大家步入Exadata的软件世界，了解Exadata的核心特性。只有真正理解了这些核心特性，才能更好地进行Exadata优化工作。

由于Oracle公司不可能公开Exadata源代码，Exadata架构中很多软件特性的具体实现算法是封闭的，外部人员基本上不可能接触到这些细节的技术信息。在本书中，有些软件特性的底层实现原理是个人推测的，这就难免存在一些疏漏，有待读者指出并修改，也希望大家能反馈相关意见，使本书得到更好的修编、改进。

适用读者:本书适用于数据库管理员、数据库开发者、系统架构师、数据库爱好者。本书假定读者已经熟悉Oracle数据库，所以没有详细解释Oracle数据库的工作原理，除非数据库涉及到Exadata相关的特性。

样章浏览

完整版请复制链接至浏览器查看

http://www.tup.tsinghua.edu.cn/upload/books/yz/083465-01.pdf

图书目录

第1章智能扫描

1.1什么是智能扫描

1.1.1行过滤

1.1.2列映射

1.1.3布隆过滤

1.1.4函数过滤

1.2智能扫描前提条件

1.2.1前提条件

1.2.2满足条件但不触发智能扫描

1.3如何确定正在发生智能扫描

1.3.1执行计划中出现全扫描并不代表已经智能扫描

1.3.2如何确认智能扫描已经工作

1.4串行直接路径算法

1.4.1_small_table_threshold参数

1.4.2_very_large_object_threshold参数

1.4.3串行Direct Path Read算法

1.4.4_direct_read_decision_statistics_driven参数

1.5引导SQL语句使用智能扫描

1.6诊断智能扫描错误结果集

1.6.1智能扫描流程图

1.6.2智能扫描错误结果集的诊断

1.7诊断智能扫描性能问题

1.7.1智能扫描性能问题常见原因

1.7.2智能扫描性能问题诊断工具

第2章存储索引

2.1存储索引工作原理

2.2检测SQL语句是否利用存储索引

2.3列数据分布对存储索引的影响

2.4禁用存储索引特性

2.5跟踪存储索引

2.6存储索引特性增强

2.6.1存储索引重定位

2.6.2优化MIN()和MAX()函数

2.7存储索引不工作场景

2.7.1_kcfis_storageidx_disabled参数

2.7.2_smu_debug_mode参数

2.7.3长事务

2.7.4存储索引超过8个字段

第3章Exadata Smart FlashLog

3.1FlashLog工作原理

3.2管理FlashLog

3.2.1FlashLog日常管理

3.2.2关闭FlashLog特性

3.3FlashLog诊断

3.4监控FlashLog性能

3.4.1FlashLog性能指标

3.4.2FlashLog性能分析

第4章Exadata FlashCache

4.1Exadata上PCIE闪存卡变迁史

4.1.1X2系列F20卡

4.1.2X3系列F40卡

4.1.3X4系列F80卡

4.1.4X5系列F160卡

4.1.5X6系列F320卡

4.1.6X7系列F640卡

4.2Exadata上PCIE闪存卡的不同用途

4.3Exadata FlashCache原理

4.3.1针对大表或智能扫描数据块的缓存

4.3.2哪些数据块会缓存到FlashCache中

4.3.3手动将对象keep在FlashCache中

4.3.4FlashCache keep属性值自动失效

4.3.5FlashCache(writethrough模式)IO请求

4.3.6设置Griddisk的Cache策略

4.4FlashCache压缩特性

4.4.1FlashCache压缩特性需求

4.4.2FlashCache压缩内部原理

4.4.3FlashCache压缩特性的开启与关闭

4.5FlashCache writeback模式

4.5.1为什么开启FlashCache的writeback模式

4.5.2FlashCache writeback模式需求

4.5.3FlashCache writeback模式IO请求

4.5.4writeback与writethrough模式切换

4.5.5writeback模式的flush操作

4.5.6直接路径写入对writeback模式的影响

4.6监控FlashCache性能

4.6.1flashcachecontent指标

4.6.2确认FlashCache的命中率

4.6.3FlashCache内容分析工具

4.6.4某个数据库占用的FlashCache大小

第5章混合列压缩

5.1数据压缩原理

5.1.1OLTP压缩原理

5.1.2混合列压缩原理与范围

5.2混合列压缩表解压缩

5.3DML操作对混合列压缩表的影响

5.4并发操作对混合列压缩表的影响

5.5混合列压缩建议

第6章IO资源管理

6.1IORM概要

6.2IO调度对比

6.3IORM目标模式

6.4IORM实施分类

6.4.1InterDatabase类型

6.4.2IntraDatabase类型

6.4.3Category类型

6.4.4Mixed类型

6.5监控IORM性能

6.5.1收集IORM配置信息

6.5.2metric_iorm.pl脚本

第7章磁盘擦洗特性

7.1“自动磁盘擦洗和修复”特性需求

7.2自动磁盘擦洗和修复特性对IO的影响

7.3自适应的磁盘擦洗调度特性

7.4“自动磁盘擦洗和修复”特性增强

7.5“ASM磁盘擦洗”特性

第8章Exadata优化误区

8.1Exadata上是否需要索引

8.2Exadata上开启并行

8.3Exadata上SGA设置

8.4Exadata上是否需要分区

8.5Exadata上的SQL是否需要优化

第9章等待事件与性能指标

9.1Exadata等待事件

9.1.1cell smart table scan和cell smart index scan等待事件

9.1.2cell single block physical read等待事件

9.1.3cell multiblock physical read等待事件

9.1.4cell list of blocks physical read等待事件

9.2监控性能指标

9.2.1指标类型

9.2.2存储节点相关指标

9.2.3Celldisk相关指标

9.2.4FlashCache相关指标

9.2.5FlashLog相关指标

9.2.6Smart IO相关指标

9.2.7资源整合相关指标

第10章Exadata优化案例

10.1案例1(FlashCache writeback因素)

10.2案例2(FlashCache资源使用不均因素)

10.3案例3(IO响应延时)

10.4案例4(网络因素)

10.5案例5(智能扫描因素)

10.6案例6(综合因素)

10.7案例7(智能扫描引发性能问题)

10.8案例8(整合环境引发性能问题)

10.9案例9(FlashCache管理缺陷)

结束语

专家点评

★Exadata是非常好的产品。与传统架构相比，不论是性能还是可靠性，Exadata都有很大的提升。但是，要想用好Exadata，还需要对产品的架构、原理，尤其是相关的软件特性有深入了解。《Oracle Exadata性能优化》在介绍软件核心特性的同时，给出了很多实际的经典案例，是了解Exadata原理非常好的参考用书。

—— 李俊逸中国Oracle一体机用户组发起人

★《Oracle Exadata性能优化》内容涵盖了Exadata软件层面对数据库性能产生影响的所有环节，尤其是书中一些精彩的优化案例，对于了解Exadata的核心特性有非常大的帮助。

—— 陈杰中国电信集团有限公司山东分公司

★Exadata是Oracle云战略的重要组成部分，不论是公有云还是私有云，都涉及Exadata技术。《Oracle Exadata性能优化》不仅系统地介绍了Exadata软件层面的理论知识，还结合大量实际案例进行了深入讲解，有助于加深理解Exadata的精髓所在。

—— 孙文勇北京海天起点技术服务股份有限公司

★Exadata一体机性能强大，业内厂商也纷纷效仿，但Exadata的软件特性才是最关键的核心。《Oracle Exadata性能优化》全面讲述了Exadata对性能产生影响的相关知识，还将生产环境中一些与性能相关的经典案例分享给读者。无论是Exadata技术入门者，还是Exadata技术专家，都能从本书受益。

—— 刘家纯 Oracle支持服务部