晶晶实验十五　共享SQL区、私有SQL区与游标　篇



共享SQL区、私有SQL区与游标


一、共享SQL区
共享SQL区，就是Library cace中的游标对象的句柄和子堆这些数据的另一种叫法。
二、私有SQL区的概念
私有SQL区，在专用服务器模式下，存贮在PGA中。
（复习一下PGA概念：
PGA在服务器端分配，记录各种不同的连接至Oracle服务器的进程的信息，如登录时的用户名、密码等。每一个登录至Oracle的会话，都会在服务器端占用一块PGA。当会话刚登录时，每个用户的PGA大概占个几百KB左右的内存，并可在以后根据会话中的操作伸、缩。）
私有 SQL 区被分为两个区域，这两部分的生命周期有所不同：
·  持续数据区（persistent area） 游标被关闭时被释放。
·  运行时区（run-time area），当游标执行结束就会被释放。
1).
持续数据区（persistent area）
当打开一个游标时，持续区内存被创建。包含绑定信息（bind information）、SQL声明本身等之类的数据。此区只在游标关闭时才会被释放。
2).
运行时区
当游标在执行时被创建。当语句执行完毕或cancel之后被释放。
运行区或会话特定区是你的会话维护的相关游标的状态信息，例如：你的查询开始时的SCN、当前结果集的位置或其他特定于你的会话的东西。
另外，工作区（用于排序、哈希链接、Bitmap merge和Bitmap create等的内存区），也是运行时区的一部分。
如果我们在执行select name from mytable order by name;这条语句，Oracle做的事情大致上包括：
三、 私有SQL区与共享SQL的关系
总结上面的内容可知，持续数据区中的信息，是在游标打开后，到游标被执行前，这一段期间所使用的内存。凡在此阶段中需被存进内存的信息，都是使用持续数据区的内存。因此，除了上面所提到的绑定信息、SQL声明本身之外，还有一类重要的信息，就是用来和共享SQL区某一SQL关联的地址信息。
为什么私有SQL区要和共享SQL区关联，因为执行计划在共享SQL中存储着。
下面一段话来自文档：
Oracle 为执行 SQL 语句的会话分配一个私有SQL 区。每个提交了 SQL 语句的会话都有一个私有 SQL 区。每个提交了相同 SQL 语句的用户都有自己的私有 SQL 区，但它们使用同一个共享 SQL 区（shared SQL area）。即多个私有 SQL 区可以和同一个共享 SQL 区相联系。
       这一段官样文章似乎清楚的描述了共享SQL区与私有SQL区的关系，但看过之后，估计还会让许多如我一样资质愚钝的人有雾里看花之感。看一看TOM大叔更清晰的比喻：
共享SQL就像是DLL，一个共享的库。
一条SQL就像是一个运行中的应用程序，它指向且使用共享库DLL。但每一个应用程序并不拷贝自己的私有二进制复本，它们只是共享它。
应用程序就是SQL，DLL共享库就是共享SQL
根据TOM的说法，执行计划这些相关SQL的信息，在共享池中只留一份，各个会话的UGA中的还是指针．
也就是说，在应用程序（SQL）中，应该存有相应DLL库（共享SQL）的指针，凭这个指针，将私有SQL区与共享SQL区联系起来。
这个指向共享SQL区的指针，和与之对应的SQL声明文本，是持续区最重要的内容。
有关多个私有SQL区共享一个共享SQL区的方式，在这一点应该就是借签了操作系统的动态链接库。
四、用户进程如何取得查询结果

Select * from table;
       我们发出如上声明后，查询结果如何返回给用户呢？
1.
先在Buffer cache定位块，如果Table的块Buffer cache中不存在，先从磁盘上读一部分块到Buffer cache。这就是物理读。这一过程，是需要PGA的协助。
当从磁盘上读块时，Oracle在每一次读时，尽量多读一些块到内存。但每次读的块数，受硬件、OS、Oracle的多块读参数和区大小等因素限制。
如果Table的块在Buffer cache中可以找到，就不再从磁盘读取了，这叫逻辑读。

2.
从Buffer cache中取出一条记录，立即交给用户。Oracle并不额外拷贝这条记录到任何位置。

3.
重复第2步，如果Buffer cache中当前块中符合用户条件的记录被读完，回到第1步。
       在上述这三步中，下一条要读取的记录的相关信息，就记录在运行时区，我们也可以称它为“结果集指针”。
       下面结合一个静态游标的例子来具体说明：
declare

cursor aa1 is select id from t1 where myid<=10;

mx number;
begin

open aa1; ------>静态游标在打开时就已经执行了查询

dbms_output.put_line('查询行数1:'||aa1%rowcount); ---->但此时还没有开始读取，所以此Oracle并不知道

----查询将返回的行数，因此此处将显示0 。

for i in 1..10 loop

fetch aa1 into mx;
----用户程序要求读取记录，运行时区中指示要读取第一条记录。服务器进程负责在Buffer ----cache中查找相应块，如果相应块不在Buffer cache中，就从磁盘中读取相应的块到----Buffer cache中。然后从buffer cache取出第一行记录，立即将值传给用户进程。用户-------进程将得到的值传到指定变量中，此处即mx 。第一条记录读取完毕，此时，运行----时区中指示要读取的记录已经变为了第二条

dbms_output.put_line('查询结果:'||mx);


end loop;

dbms_output.put_line('查询行数2:'||aa1%rowcount);
----上面的循环一共抓取了10条记录，因此rowcount的

----值为10

close aa1;
end;
/
不管你的查询将返回多少行，在查询执行后、抓取记录时，抓取到哪条记录，才会去读相应的块。Oracle并不预先读取所有的块，构造一个结果集，然后从结果集中返回所查询的记录。这从两点可以得到证明，一是在游标打开后，Oracle并不能返回游标所查询的行数。如上例中的rowcount ，只有你抓取了N行，Oracle才知道，原来结果集中包括N行。你一行都不抓取，rowcount的值就是0 。
另外我们可以用一个例子来证明：
1. 发布如下声明，测试T4_1块的占用情况（下面很多视图将在Buffer cache一节中详述）：
scott@MYTWO> select dbms_rowid.rowid_block_number(rowid) RID,min(rownum),max(rownum)
from t4_1 group by dbms_rowid.rowid_block_number(rowid);

RID MIN(ROWNUM) MAX(ROWNUM)
---------- ----------- -----------

31508
1
38
-----> 1至38条记录占用块31508

31509
39
75
-----> 39至75条记录占用块31509

31510
76
112
-----> 等等

31511
113
150

31512
151
187

31513
188
225

31514
226
262
………………
2.
查看T4_1现有多少块在Buffer cache中
sys@MYTWO> select count(*) from x$bh where obj=7487;

COUNT(*)
----------

1
如果T4_1中有很多块在Buffer cache中，设法将它们释放。
（向某一表中大量插入或大量删除即可以达到目的，如：delete big_table where rownum<=240000;
  或按索引选择一个大表：select /*+index(表名)*/* from 表名 where 索引列 is not null;）
3.
在执行如下PL/SQL块：
declare

cursor aa1 is select id from t4_1;

mx number;
begin

open aa1;

for i in 1..75 loop

fetch aa1 into mx;

dbms_output.put_line('查询结果:'||mx);


end loop;

dbms_output.put_line('查询行数:'||aa1%rowcount);

close aa1;
end;
/
表T4_1共有2000行，64个块，Aa1游标将选择它的全部行。但程序只抓取75行，从步骤1的查询结果可知，也就是两个块。下面我们再次查询X$BH，看看Oracle到底读取了多少块到内存中：
4.
再次查询X$BH：
sys@MYTWO> select count(*) from x$bh where obj=7487;

COUNT(*)
----------

14
可以看到，T4_1共有64个块，但由于我们只抓取了一部分行，因此，只有一部分块被送进Buffer cache。这说明Oracle并不预先读所有块，而是“抓取到哪儿读到哪儿”。
但我们只抓取前75行，应该只读两个块才对，为什么会一下读14个块呢？这当然是由于多块读参数：db_file_multiblock_read_count，这就不属Library cache的内容了，本部分以Library cache为主，像多块读参数这些内容，以后再讨论。这里简单说一下。我这里设置此多块读参数为16，也就是说Oracle一次读盘，如果有可能，会一下读16个块到Buffer cache。此参数以后再详细讨论，此处只所以没有读16个块，而是读14个块，很可能是区大小的原因。运行如下两个查询：
sys@MYTWO> select EXTENT_ID,FILE_ID,BLOCK_ID from DBA_extents where segment_name='T4_1';

EXTENT_ID
FILE_ID
BLOCK_ID
---------- ---------- ----------

0
5
31505

1
5

31521

2
5
31537

3
5
31553
sys@MYTWO> select FILE#,dbablk,state from x$bh where obj=7487;

FILE#
DBABLK
STATE
---------- ---------- ----------

5
31507
1

5
31508
1

:
:
:

:
:
:

5
31520
1
已选择14行。
可以看到T4_1的0号区块编号从31505到31520 ，而Buffer cache中的块从31507到31520，整好读到一个区就停止了。
总结：Oracle并不将预先构造结果集、也不缓存结果。记录从buffer中直接读出传给用户进程。而游标则在抓取行时，记录下一个该抓取的行的信息。
Oracle并不缓存结果，我们可以从一个例看出，执行下列声明：
scott@MYTWO> set autotrace traceonly;
scott@MYTWO> select * from aa_1;
未选定行
Execution Plan
----------------------------------------------------------

0
SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE

1
0
TABLE ACCESS (FULL) OF 'AA_1'
Statistics
----------------------------------------------------------

0
recursive calls

0
db block gets

3
consistent gets

0
physical reads

0
redo size

215
bytes sent via SQL*Net to client

372
bytes received via SQL*Net from client

1
SQL*Net roundtrips to/from client

0
sorts (memory)

0
sorts (disk)

0
rows processed
你可以重复执行select * from aa_1几次，所得资料应该是一样的。
从上面的资料中可以看出，有3次逻辑读。这说明Oracle在Buffer cache读了三次。这三个逻辑读，其实读的都是段头。这是Oracle重新开始一个查询的标志，说明Oracle正准备重新开始抓取行，这说明Oracle并没有缓存结果集。如果Oracle缓存有结果集的话，根本不必再到Buffer cache中读取这些头部信息块，直接根据结果集返回结果即可。
五、游标
       是为游标下一个准确定义的时候了。
来源自文档：A cursor is a handle or name for a private SQL area.
即：游标是私有SQL区的句柄（或名字）。
游标可以说是所有私有SQL区中各种信息的总称，它并不实际存在，它只是由所有私有SQL区中的部件组成的。游标可以说是私有SQL区的代名词。
我们可以这样说：用户进程通过游标执行自己的SQL声明，仍然后将存储在服务器中的信息取出呈现给用户。
六、有关游标的视图
每一个游标（即私有SQL区），在Library cache中都有一个对象与之对应。并且，这个对象的句柄是加了模式为1的锁的。
V$open_cursor 视图是Oracle提供的用来查看当前所有游标的视图。观察它和X$KGLLK的对应关系，可对游标与Library cache的联系，有一定的了解。
例10：观察V$open_cursor与X$KGLLK的对应关系：
v$fixed_view_definition视图中有Oracle中所有动态性能视图（V$视图）的定义，如下查询，可知V$OPEN_CURSOR的由来。
select view_definition from v$fixed_view_definition where view_name='V$OPEN_CURSOR';
再进一步查询，即可看到V$OPEN_CURSOR与X$KGLLK的联系。
通过V$OPEN_CURSOR与X$KGLLK的关系，可知对Oracle来说，一个打开的游标，必将有一个加了LOCK为1的锁的句柄与之对应。
除了V$open_cursor，Oracle中并没提供专门的显示游标信息的视图。因为游标中很多信息都存储在PGA中。而Oracle中的V$系列动态性能视图，都是来自SGA，或控制文件。PGA中的信息，只有用户会话的服务进程才能访问，因为它不是共享内存，因此，无法像X$视图那样由后台进程统一管理。
而V$open_cursor虽然是针对游标的，但它是利用PGA中私有SQL区和SGA中共享SQL区的联系，显示的还是SGA中的信息。

晶晶实验十五　共享SQL区、私有SQL区与游标　篇



共享SQL区、私有SQL区与游标


一、共享SQL区
共享SQL区，就是Library cace中的游标对象的句柄和子堆这些数据的另一种叫法。
二、私有SQL区的概念
私有SQL区，在专用服务器模式下，存贮在PGA中。
（复习一下PGA概念：
PGA在服务器端分配，记录各种不同的连接至Oracle服务器的进程的信息，如登录时的用户名、密码等。每一个登录至Oracle的会话，都会在服务器端占用一块PGA。当会话刚登录时，每个用户的PGA大概占个几百KB左右的内存，并可在以后根据会话中的操作伸、缩。）
私有 SQL 区被分为两个区域，这两部分的生命周期有所不同：
·  持续数据区（persistent area） 游标被关闭时被释放。
·  运行时区（run-time area），当游标执行结束就会被释放。
1).
持续数据区（persistent area）
当打开一个游标时，持续区内存被创建。包含绑定信息（bind information）、SQL声明本身等之类的数据。此区只在游标关闭时才会被释放。
2).
运行时区
当游标在执行时被创建。当语句执行完毕或cancel之后被释放。
运行区或会话特定区是你的会话维护的相关游标的状态信息，例如：你的查询开始时的SCN、当前结果集的位置或其他特定于你的会话的东西。
另外，工作区（用于排序、哈希链接、Bitmap merge和Bitmap create等的内存区），也是运行时区的一部分。
如果我们在执行select name from mytable order by name;这条语句，Oracle做的事情大致上包括：
三、 私有SQL区与共享SQL的关系
总结上面的内容可知，持续数据区中的信息，是在游标打开后，到游标被执行前，这一段期间所使用的内存。凡在此阶段中需被存进内存的信息，都是使用持续数据区的内存。因此，除了上面所提到的绑定信息、SQL声明本身之外，还有一类重要的信息，就是用来和共享SQL区某一SQL关联的地址信息。
为什么私有SQL区要和共享SQL区关联，因为执行计划在共享SQL中存储着。
下面一段话来自文档：
Oracle 为执行 SQL 语句的会话分配一个私有SQL 区。每个提交了 SQL 语句的会话都有一个私有 SQL 区。每个提交了相同 SQL 语句的用户都有自己的私有 SQL 区，但它们使用同一个共享 SQL 区（shared SQL area）。即多个私有 SQL 区可以和同一个共享 SQL 区相联系。
       这一段官样文章似乎清楚的描述了共享SQL区与私有SQL区的关系，但看过之后，估计还会让许多如我一样资质愚钝的人有雾里看花之感。看一看TOM大叔更清晰的比喻：
共享SQL就像是DLL，一个共享的库。
一条SQL就像是一个运行中的应用程序，它指向且使用共享库DLL。但每一个应用程序并不拷贝自己的私有二进制复本，它们只是共享它。
应用程序就是SQL，DLL共享库就是共享SQL
根据TOM的说法，执行计划这些相关SQL的信息，在共享池中只留一份，各个会话的UGA中的还是指针．
也就是说，在应用程序（SQL）中，应该存有相应DLL库（共享SQL）的指针，凭这个指针，将私有SQL区与共享SQL区联系起来。
这个指向共享SQL区的指针，和与之对应的SQL声明文本，是持续区最重要的内容。
有关多个私有SQL区共享一个共享SQL区的方式，在这一点应该就是借签了操作系统的动态链接库。
四、用户进程如何取得查询结果

Select * from table;
       我们发出如上声明后，查询结果如何返回给用户呢？
1.
先在Buffer cache定位块，如果Table的块Buffer cache中不存在，先从磁盘上读一部分块到Buffer cache。这就是物理读。这一过程，是需要PGA的协助。
当从磁盘上读块时，Oracle在每一次读时，尽量多读一些块到内存。但每次读的块数，受硬件、OS、Oracle的多块读参数和区大小等因素限制。
如果Table的块在Buffer cache中可以找到，就不再从磁盘读取了，这叫逻辑读。

2.
从Buffer cache中取出一条记录，立即交给用户。Oracle并不额外拷贝这条记录到任何位置。

3.
重复第2步，如果Buffer cache中当前块中符合用户条件的记录被读完，回到第1步。
       在上述这三步中，下一条要读取的记录的相关信息，就记录在运行时区，我们也可以称它为“结果集指针”。
       下面结合一个静态游标的例子来具体说明：
declare

cursor aa1 is select id from t1 where myid<=10;

mx number;
begin

open aa1; ------>静态游标在打开时就已经执行了查询

dbms_output.put_line('查询行数1:'||aa1%rowcount); ---->但此时还没有开始读取，所以此Oracle并不知道

----查询将返回的行数，因此此处将显示0 。

for i in 1..10 loop

fetch aa1 into mx;
----用户程序要求读取记录，运行时区中指示要读取第一条记录。服务器进程负责在Buffer ----cache中查找相应块，如果相应块不在Buffer cache中，就从磁盘中读取相应的块到----Buffer cache中。然后从buffer cache取出第一行记录，立即将值传给用户进程。用户-------进程将得到的值传到指定变量中，此处即mx 。第一条记录读取完毕，此时，运行----时区中指示要读取的记录已经变为了第二条

dbms_output.put_line('查询结果:'||mx);


end loop;

dbms_output.put_line('查询行数2:'||aa1%rowcount);
----上面的循环一共抓取了10条记录，因此rowcount的

----值为10

close aa1;
end;
/
不管你的查询将返回多少行，在查询执行后、抓取记录时，抓取到哪条记录，才会去读相应的块。Oracle并不预先读取所有的块，构造一个结果集，然后从结果集中返回所查询的记录。这从两点可以得到证明，一是在游标打开后，Oracle并不能返回游标所查询的行数。如上例中的rowcount ，只有你抓取了N行，Oracle才知道，原来结果集中包括N行。你一行都不抓取，rowcount的值就是0 。
另外我们可以用一个例子来证明：
1. 发布如下声明，测试T4_1块的占用情况（下面很多视图将在Buffer cache一节中详述）：
scott@MYTWO> select dbms_rowid.rowid_block_number(rowid) RID,min(rownum),max(rownum)
from t4_1 group by dbms_rowid.rowid_block_number(rowid);

RID MIN(ROWNUM) MAX(ROWNUM)
---------- ----------- -----------

31508
1
38
-----> 1至38条记录占用块31508

31509
39
75
-----> 39至75条记录占用块31509

31510
76
112
-----> 等等

31511
113
150

31512
151
187

31513
188
225

31514
226
262
………………
2.
查看T4_1现有多少块在Buffer cache中
sys@MYTWO> select count(*) from x$bh where obj=7487;

COUNT(*)
----------

1
如果T4_1中有很多块在Buffer cache中，设法将它们释放。
（向某一表中大量插入或大量删除即可以达到目的，如：delete big_table where rownum<=240000;
  或按索引选择一个大表：select /*+index(表名)*/* from 表名 where 索引列 is not null;）
3.
在执行如下PL/SQL块：
declare

cursor aa1 is select id from t4_1;

mx number;
begin

open aa1;

for i in 1..75 loop

fetch aa1 into mx;

dbms_output.put_line('查询结果:'||mx);


end loop;

dbms_output.put_line('查询行数:'||aa1%rowcount);

close aa1;
end;
/
表T4_1共有2000行，64个块，Aa1游标将选择它的全部行。但程序只抓取75行，从步骤1的查询结果可知，也就是两个块。下面我们再次查询X$BH，看看Oracle到底读取了多少块到内存中：
4.
再次查询X$BH：
sys@MYTWO> select count(*) from x$bh where obj=7487;

COUNT(*)
----------

14
可以看到，T4_1共有64个块，但由于我们只抓取了一部分行，因此，只有一部分块被送进Buffer cache。这说明Oracle并不预先读所有块，而是“抓取到哪儿读到哪儿”。
但我们只抓取前75行，应该只读两个块才对，为什么会一下读14个块呢？这当然是由于多块读参数：db_file_multiblock_read_count，这就不属Library cache的内容了，本部分以Library cache为主，像多块读参数这些内容，以后再讨论。这里简单说一下。我这里设置此多块读参数为16，也就是说Oracle一次读盘，如果有可能，会一下读16个块到Buffer cache。此参数以后再详细讨论，此处只所以没有读16个块，而是读14个块，很可能是区大小的原因。运行如下两个查询：
sys@MYTWO> select EXTENT_ID,FILE_ID,BLOCK_ID from DBA_extents where segment_name='T4_1';

EXTENT_ID
FILE_ID
BLOCK_ID
---------- ---------- ----------

0
5
31505

1
5

31521

2
5
31537

3
5
31553
sys@MYTWO> select FILE#,dbablk,state from x$bh where obj=7487;

FILE#
DBABLK
STATE
---------- ---------- ----------

5
31507
1

5
31508
1

:
:
:

:
:
:

5
31520
1
已选择14行。
可以看到T4_1的0号区块编号从31505到31520 ，而Buffer cache中的块从31507到31520，整好读到一个区就停止了。
总结：Oracle并不将预先构造结果集、也不缓存结果。记录从buffer中直接读出传给用户进程。而游标则在抓取行时，记录下一个该抓取的行的信息。
Oracle并不缓存结果，我们可以从一个例看出，执行下列声明：
scott@MYTWO> set autotrace traceonly;
scott@MYTWO> select * from aa_1;
未选定行
Execution Plan
----------------------------------------------------------

0
SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE

1
0
TABLE ACCESS (FULL) OF 'AA_1'
Statistics
----------------------------------------------------------

0
recursive calls

0
db block gets

3
consistent gets

0
physical reads

0
redo size

215
bytes sent via SQL*Net to client

372
bytes received via SQL*Net from client

1
SQL*Net roundtrips to/from client

0
sorts (memory)

0
sorts (disk)

0
rows processed
你可以重复执行select * from aa_1几次，所得资料应该是一样的。
从上面的资料中可以看出，有3次逻辑读。这说明Oracle在Buffer cache读了三次。这三个逻辑读，其实读的都是段头。这是Oracle重新开始一个查询的标志，说明Oracle正准备重新开始抓取行，这说明Oracle并没有缓存结果集。如果Oracle缓存有结果集的话，根本不必再到Buffer cache中读取这些头部信息块，直接根据结果集返回结果即可。
五、游标
       是为游标下一个准确定义的时候了。
来源自文档：A cursor is a handle or name for a private SQL area.
即：游标是私有SQL区的句柄（或名字）。
游标可以说是所有私有SQL区中各种信息的总称，它并不实际存在，它只是由所有私有SQL区中的部件组成的。游标可以说是私有SQL区的代名词。
我们可以这样说：用户进程通过游标执行自己的SQL声明，仍然后将存储在服务器中的信息取出呈现给用户。
六、有关游标的视图
每一个游标（即私有SQL区），在Library cache中都有一个对象与之对应。并且，这个对象的句柄是加了模式为1的锁的。
V$open_cursor 视图是Oracle提供的用来查看当前所有游标的视图。观察它和X$KGLLK的对应关系，可对游标与Library cache的联系，有一定的了解。
例10：观察V$open_cursor与X$KGLLK的对应关系：
v$fixed_view_definition视图中有Oracle中所有动态性能视图（V$视图）的定义，如下查询，可知V$OPEN_CURSOR的由来。
select view_definition from v$fixed_view_definition where view_name='V$OPEN_CURSOR';
再进一步查询，即可看到V$OPEN_CURSOR与X$KGLLK的联系。
通过V$OPEN_CURSOR与X$KGLLK的关系，可知对Oracle来说，一个打开的游标，必将有一个加了LOCK为1的锁的句柄与之对应。
除了V$open_cursor，Oracle中并没提供专门的显示游标信息的视图。因为游标中很多信息都存储在PGA中。而Oracle中的V$系列动态性能视图，都是来自SGA，或控制文件。PGA中的信息，只有用户会话的服务进程才能访问，因为它不是共享内存，因此，无法像X$视图那样由后台进程统一管理。
而V$open_cursor虽然是针对游标的，但它是利用PGA中私有SQL区和SGA中共享SQL区的联系，显示的还是SGA中的信息。