Library Cache优化与SQL游标

冷菠

冷菠，网名悠然（个人主页http://www.orasky.net），资深DBA，著有《Oracle高性能自动化运维》，有近10年的数据库运维、团队管理以及培训经验。曾担任美资企业Senior DBA职务、支付公司数据库团队负责人，现为培训机构重庆优唯佳科技公司技术合伙人。

擅长数据库备份恢复、数据库性能诊断优化以及数据库自动化运维等，对主机存储、网络、系统业务架构设计优化、大数据等领域有较为深入的研究。目前致力于大数据、智能一体化、开源云计算等领域的佳实践探索。

Library Cache主要用于存放SQL游标，而SQL游标最大化共享是Library Cache优化的重要途径，可以使SQL运行开销最低、性能最优。

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SQL语句与父游标及子游标

在PL/SQL中，游标（Cursor）是数据集遍历的内存集合。而从广义上讲， 游标是SQL语句在Library Cache中的内存载体。

SQL语句与游标关系如下：

1. 一条SQL语句包含一个父游标（Parent Cursor）和一到多个子游标（Child Cursors），如图2-2所示。

图2-2 SQL语句与游标

1. SQL语句通过SQL_ID唯一标识父游标，如下所示：

从上述示例可以看出，SQL语句使用SQL_ID唯一标识父游标（V$SQLAREA），同时该SQL语句仅包含一父游标和一个子游标。

1. 不同的SQL语句的父游标也不同，如下所示：

可以看出，2个不同SQL语句对应的SQL_ID也不相同，产生了不同的父游标。

小提示

当SQL语句父游标不相同，其对应的子游标也肯定不同。

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父游标

1父游标特点

父游标的主要特点如下：

q 父游标是由SQL语句决定；

q 父游标使用SQL语句的SQL_ID唯一标识；

q 父游标包含一到多个子游标；

q 父游标与参数cursor_sharing紧密相关。

2父游标组成结构

父游标的主要组成结构如表2-2所示：

表2-2 父游标组成结构

父游标组成结构单元之间的关系，如图2-3所示：

图2-3 父游标组成结构

3父游标相关查询

父游标信息可以通过V$SQLAREA视图进行查询。

V$SQLAREA主要特点有：

• V$SQLAREA中一条记录表示一个父游标，如下所示：

可以看出在V$SQLAREA视图中，SQL_ID是唯一的，从侧面也可以说V$SQLAREA中一条记录代表一个父游标。

• V$SQLAREA只包含父游标的相关信息。

4父游标相关参数

参数cursor_sharing决定父游标被共享的模式，用于减少解析带来的开销，提升SQL执行效率。

cursor_sharing的3种模式：

• EXACT （默认模式），如下所示：

• FORCE
• SIMILAR

接下来对3种模式进行详细介绍。

• cursor_sharing= EXACT

默认模式。只有SQL语句内容完全一样，才会共享父游标（SQL语句之间才会共享）。也就是说，当用户端发起的SQL语句只要有一点不相同，就会产生不同的父游标，从而不会共享SQL父游标。如下所示：

• cursor_sharing = FORCE

当模式设置为FOCE时，将会强制优化器共享父游标，而不管执行计划是否最优。当条件允许时，可以采用这种方式来减少解析开销。如下所示：

可以看出，在FORCE模式下，将2条内容不同的SQL强制共享父游标（使用系统绑定变量）。

小提示

FORCE模式建议不要过度使用，虽然这种模式会强制SQL共享父游标，但是这样可能会忽略CBO优化器最优的执行计划，使得SQL执行不是最优化的。

• cursor_sharing = SIMILAR

模式SIMILAR表示优化器在一定条件下会自动选择共享游标：

• 当SQL语句几乎完全相同时；
• 当执行计划相同或者执行计划更优时；
• 当忽略SQL语句文字内容差异共享游标

可以通过以下示例进行验证：

• 示例1：参数变化导致游标共享差异。

可以看出，当模式设置为SIMILAR时，只要SQL语句相似就可以共享游标 。

• 示例2：父子游标。

示例2可以概括为图2-4：

图2-4 父子游标与cursor_sharing

通过图2-4可以看到，一个父游标可以包含多个子游标，验证了图2-2的正确性。

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子游标

1子游标特点

子游标的主要特点有：

• V$SQL中一条记录对应一个子游标
• 子游标与绑定变量（Bind Variable）、NLS参设置等相关
• 子游标与参数optimizer_mode紧密相关

2子游标组成结构

子游标的主要组成结构如表2-3所示：

表2-3 子游标组成结构

子游标组成结构单元之间的关系，如图2-5所示：

图2-5 子游标组成结构

3子体游标相关查询

子游标信息可以通以V$SQL（X$KGLCURSOR_CHILD视图进行查询。

V$SQL主要特点有：

• V$SQL中一条记录代表一个子游标。如下所示：

可以看到，一个SQL_ID（父游标）包含了多条记录，每条记录代表一个子游标。

• V$SQL包含了父游标和子游标信息。

4子游标相关参数

参数optimizer_mode用于设置子游标的CBO优化器模式。

可以通过查询V$SQL_SHARED_CURSOR. OPTIMIZER_MISMATCH验证子游标不匹配（missmatch）原因：是否由参数optimizer_mode导致的。如下所示：

可以将上面内容可以概括如图2-6所示：

图2-6 父子游标与optimizer_mode