Oracle_AWR 报告分析

 

Oracle_AWR 报告分析

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如果关注数据库的性能,那么当拿到一份AWR报告的时候,最想知道的第一件事情可能就是系统资源的利用情况了,而首当其冲的,就是CPU

而细分起来,CPU可能指的是

1.    OS级的User%, Sys%, Idle%

2.    DB所占OS CPU资源的Busy%

3.    DBCPU又可以分为前台所消耗的CPU和后台所消耗的CPU

如果数据库的版本是11g,这些信息在AWR报告中一目了然:

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OS级的%User75.4%Sys2.8%Idle21.2,所以%Busy应该是78.8DB占了OS CPU资源的69.1%Busy CPU则可以通过上面的数据得到:

%Busy CPU = %Total CPU/(%Busy) * 100 = 69.1/78.8 * 100 = 87.69,和报告的87.7相吻合。

其实,在LoadProfile部分,我们也可以看出DB对系统CPU的资源利用情况。

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   利用DB CPU per Second除以CPU Count就可以得到DB在前台所消耗的CPU了。这里 5.3/8 = 66.25 %比69.1%稍小,说明DB在后台也消耗了大约3%的CPU,提到了DB CPU,这是一个用于衡量CPU的使用率的重要指标。假设系统有N个CPU,那么如果CPU全忙的话,一秒钟内的DBCPU就是N秒。如何去表征一个系统的繁忙程度呢?除了利用CPU进行计算外,数据库还会利用其它计算资源,如网络,硬盘,内存等等,这些对资源的利用同样可以利用时间进行度量。假设系统有M个session在运行,同一时刻,有的session可能在利用CPU,有的session可能在访问硬盘,那么,在一秒钟内,所有session的时间加起来就可以表征系统在这一秒内的繁忙程度,一般的,这个和的最大值应该为M。这其实就是Oracle提供的另一个重要指标:DB time,它用以衡量前端进程所消耗的总时间

下面我们来说说DB timedb time= cpu time + wait time(不包含空闲等待)(非后台进程)说白了就是db time就是记录服务器花在数据库运算(非后台进程)和等待(非空闲等待)上的时间。

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DB Time不包括Oracle后台进程消耗的时间。如果DB Time远远小于Elapsed时间,说明数据库比较空闲。

79分钟里(其间收集了3次快照数据),数据库耗时11分钟,RDA数据中显示系统有8个逻辑CPU4个物理CPU),平均每个CPU耗时1.4分钟,CPU利用率只有大约2%1.4/79)。说明系统压力非常小。

可是对于批量系统,数据库的工作负载总是集中在一段时间内。如果快照周期不在这一段时间内,或者快照周期跨度太长而包含了大量的数据库空闲时间,所得出的分析结果是没有意义的。这也说明选择分析时间段很关键,要选择能够代表性能问题的时间段。

 

ReportSummary

Cache Sizes 

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显示SGA中每个区域的大小(在AMM改变它们之后),可用来与初始参数值比较。

shared pool主要包括library cachedictionary cachelibrary cache用来存储最近解析(或编译)后SQLPL/SQLJava classes等。dictionary cache用来存储最近引用的数据字典。发生在library cachedictionary cachecache miss代价要比发生在buffer cache的代价高得多。因此shared pool的设置要确保最近使用的数据都能被cache

Load Profile

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显示数据库负载概况,将之与基线数据比较才具有更多的意义,如果每秒或每事务的负载变化不大,说明应用运行比较稳定。单个的报告数据只说明应用的负载情况,绝大多数据并没有一个所谓“正确”的值,然而Logons大于每秒1~2个、Hard parses大于每秒100、全部parses超过每秒300表明可能有争用问题

Redo size:每秒/每事务产生的redo大小(单位字节),可标志数据库任务的繁重程序。

Logical reads:每秒/每事务逻辑读的块数

Block changes:每秒/每事务修改的块数

Physical reads:每秒/每事务物理读的块数

Physical writes:每秒/每事务物理写的块数

User calls:每秒/每事务用户call次数

ParsesSQL解析的次数

Hard parses:其中硬解析的次数,硬解析太多,说明SQL重用率不高。

Sorts:每秒/每事务的排序次数

Logons:每秒/每事务登录的次数

Executes:每秒/每事务SQL执行次数

Transactions:每秒事务数

Blocks changed per Read:表示逻辑读用于修改数据块的比例

Recursive Call:递归调用占所有操作的比率

Rollback pertransaction:每事务的回滚率

Rows per Sort:每次排序的行数

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Oracle的硬解析和软解析

  提到软解析(soft parse)和硬解析(hard parse),就不能不说一下Oraclesql的处理过程。当你发出一条sql语句交付Oracle,在执行和获取结果前,Oracle对此sql将进行几个步骤的处理过程:

1、语法检查(syntax check)

  检查此sql的拼写是否语法。

2、语义检查(semantic check)

  诸如检查sql语句中的访问对象是否存在及该用户是否具备相应的权限。

3、对sql语句进行解析(parse)

  利用内部算法对sql进行解析,生成解析树(parsetree)及执行计划(execution plan)

4、执行sql,返回结果(executeand return)

  其中,软、硬解析就发生在第三个过程里。

Oracle利用内部的hash算法来取得该sqlhash值,然后在librarycache里查找是否存在该hash值;

  假设存在,则将此sqlcache中的进行比较;

  假设“相同”,就将利用已有的解析树与执行计划,而省略了优化器的相关工作。这也就是软解析的过程。

  诚然,如果上面的2个假设中任有一个不成立,那么优化器都将进行创建解析树、生成执行计划的动作。这个过程就叫硬解析。

  创建解析树、生成执行计划对于sql的执行来说是开销昂贵的动作,所以,应当极力避免硬解析,尽量使用软解析。在编程过程中使用绑定变量。

Instance Efficiency Percentages (Target 100%) 

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本节包含了Oracle关键指标的内存命中率及其它数据库实例操作的效率。对于OLTP系统,数据库内存效率的高低对性能影响非常大,这部分正是Oracle内存效率的统计信息,数据这部分那个数据偏低,就要做相关的分析研究。其中BufferHit Ratio 也称Cache HitRatioLibrary Hitratio也称LibraryCache Hit ratio。同Load Profile一节相同,这一节也没有所谓“正确”的值,而只能根据应用的特点判断是否合适。在一个使用直接读执行大型并行查询的DSS环境,20%Buffer Hit Ratio是可以接受的,而这个值对于一个OLTP系统是完全不能接受的。根据Oracle的经验,对于OLTPT系统,Buffer Hit Ratio理想应该在90%以上。如果这个值太低的话,说明许多数据库没有缓存到内存中,可能的原因是内存(SGA)太小,导致一些数据被刷到磁盘中,这时候需要考虑加大SAG的尺寸。

Buffer Nowait表示在内存获得数据的未等待比例。

buffer hit表示进程从内存中找到数据块的比率,监视这个值是否发生重大变化比这个值本身更重要。对于一般的OLTP系统,如果此值低于80%,应该给数据库分配更多的内存。

Redo NoWait表示在LOG缓冲区获得BUFFER的未等待比例。如果太低(可参考90%阀值),考虑增加LOG BUFFER

library hit表示OracleLibrary Cache中检索到一个解析过的SQLPL/SQL语句的比率,当应用程序调用SQL或存储过程时,Oracle检查Library Cache确定是否存在解析过的版本,如果存在,Oracle立即执行语句;如果不存在,Oracle解析此语句,并在Library Cache中为它分配共享SQL区。低的library hit ratio会导致过多的解析,增加CPU消耗,降低性能。如果library hit ratio低于90%,可能需要调大shared pool区。

Latch HitLatch是一种保护内存结构的锁,可以认为是SERVER进程获取访问内存数据结构的许可。要确保Latch Hit>99%,否则意味着Shared Pool latch争用,可能由于未共享的SQL,或者Library Cache太小,可使用绑定变更或调大Shared Pool解决。

Parse CPUto Parse Elapsd:解析实际运行时间/(解析实际运行时间+解析中等待资源时间)越高越好。100*parsetime cpu / parse time elapsed=Parse CPU to Parse Elapsd %.  Parse CPUto Parse Elapsed%是一个我们在分析AWR报告时常会看到的解析性能指标,该指标反映了快照内解析CPU时间和总的解析时间的比值(Parse CPU Time/ Parse Elapsed Time) 该指标水平很低,那么说明在整个解析过程中实际在CPU上运算的时间是很短的,而主要的解析时间都耗费在各种其他非空闲的等待事件上了(latch:sharedpool,row cache lock之类等) 通过该指标我们可以了解是否有必要来调优Oracle的优化器Optimizer的解析(parse)工作, 调优的对象包括软、硬解析(soft and hard parse),理论上我们的目标是有极少的硬解析,少量的软解析,以及Parse CPU to Parse Elapsed% 接近于100% 相当于解析时都是在CPU上运算而不等待, 所以ParseCPU to Parse Elapsed%也同时给我们以调优方向的启示。

Non-Parse CPU SQL实际运行时间/(SQL实际运行时间+SQL解析时间)太低表示解析消耗时间过多。

Execute to Parse:是语句执行与分析的比例,如果要SQL重用率高,则这个比例会很高。该值越高表示一次解析后被重复执行的次数越多。

In-memory Sort:在内存中排序的比率,如果过低说明有大量的排序在临时表空间中进行。考虑调大PGA

Soft Parse:软解析的百分比(softs/softs+hards),近似当作sql在共享区的命中率,太低则需要调整应用使用绑定变量。

Soft Parse %AWR中另一个重要的解析指标,该指标反应了快照时间内软解析次数和总解析次数 (soft+hard 软解析次数+硬解析次数)的比值,若该指标很低,那么说明了可能存在剧烈的hard parse硬解析,大量的硬解析会消耗更多的CPU时间片并产生解析争用(此时可以考虑使用cursor_sharing=FORCE)理论上我们总是希望 Soft Parse % 接近于100%但并不是说100%的软解析就是最理想的解析状态,通过设置 session_cached_cursors参数和反复重用游标我们可以让解析来的更轻量级,即通俗所说的利用会话缓存游标实现的软软解析(soft soft parse)

Shared Pool Statistics 

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Memory Usage %:对于一个已经运行一段时间的数据库来说,共享池内存使用率,应该稳定在75%-90%间,如果太小,说明Shared Pool有浪费,而如果高于90,说明共享池中有争用,内存不足。

SQL with executions>1:执行次数大于1sql比率,如果此值太小,说明需要在应用中更多使用绑定变量,避免过多SQL解析。

Memory for SQL w/exec>1:执行次数大于1SQL消耗内存的占比。

Top 5 Timed Events 

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这是报告概要的最后一节,也是AWR报告中最重要的一部分,一般我们在看AWR报告的时候,这个是重点关注的内容。它显示了系统中最严重的5个等待,按所占等待时间的比例倒序列示。当我们调优时,总希望观察到最显著的效果,因此应当从这里入手确定我们下一步做什么。例如如果‘buffer busy wait’是较严重的等待事件,我们应当继续研究报告中Buffer WaitFile/Tablespace IO区的内容,识别哪些文件导致了问题。如果最严重的等待事件是I/O事件,我们应当研究按物理读排序的SQL语句区以识别哪些语句在执行大量I/O,并研究TablespaceI/O区观察较慢响应时间的文件。如果有较高的LATCH等待,就需要察看详细的LATCH统计识别哪些LATCH产生的问题。

在这里,log fileparallel write是相对比较多的等待,占用了7%CPU时间。

通常,在没有问题的数据库中,CPUtime总是列在第一个。

当然我们需要注意的是观察CPU time跟我们时间收集的AWR报告周期,服务器的CPU个数等进行比较,看系统是否是CPU-Bound的系统。

 

Log File Sync事件,当用户SESSION执行事务操作(COMMITROLLBACK等)后,会通知LGWR进程将所需要的所有REDO信息从LOGBUFFER写到LOG文件,在用户SESSION等待LGWR返回安全写入磁盘的通知时发生此等待。减少此等待的方法写Log File Parallel Write事件的处理。

SQL ordered by Elapsed Time

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    还有重点需要关注逻辑读,物理读,io等待,软硬解析等。主要用来处理应用慢,数据库慢等问题。

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