Oracle與并行性

并行化操作能力是巨型數據庫(Very

Large

Database，簡稱VLDB)最重要的特性之一。帶有多個CPU的數據庫服務器，也被稱作SMP，目前是大多數數據庫服務器的標準配置。當性能需求以

及數據量不斷的增長，更加需要使用多處理器和多磁盤來減少完成給定任務所需的時間。通過運行實時應用集群，Oracle即可支持單SMP服務器中的并行，

還可以支持多個節(jié)點間的并行。以并行方式執(zhí)行一個SQL語句將消耗更多的機器資源——CPU，內存和磁盤I/O——但是可以縮短整個任務的完成時間。

并行操作以一種比較線性的方式影響著執(zhí)行一個給定任務所需要的內存數量和CPU資源。每個并行執(zhí)行進程都有一個PGA(Program

Global Area，程序全局區(qū))，它需要占用一定的內存來完成工作。每個并行執(zhí)行進程會占用自己的CPU時間片，但是很多并行進程都可以減少磁盤I/O的時間，磁盤I/O往往是瓶頸最容易產生的地方。

Oracle數據庫中存在兩種可能的并行類型：

塊-范圍(block-range)并行

有數據庫塊的范圍驅動。

基于分區(qū)的并行

由操作中涉及的一定數量的分區(qū)或子分區(qū)驅動。

下面幾節(jié)將描述這兩種類型的并行。

塊-范圍并行

1994年，Oracle

7.1引入了動態(tài)并行化表掃描和各種基于掃描的函數的能力。這種類型的并行是基于塊范圍(block-range)的概念，Oracle服務器將了解每個

表中包含了一組數據塊，而每個數據塊涵蓋了一個指定范圍的數據。Oracle

7通過動態(tài)的把一個表分解成幾塊來實現(xiàn)塊-范圍并行，分解得到每一個塊就是一個數據塊的范圍，然后以并行的方式用多進程來處理這些分解的塊。Oracle

的塊-范圍并行的實現(xiàn)是獨一無二的，因為它不要求對表進行物理分區(qū)。

有了這種類型的并行，發(fā)出SQL語句的客戶會話將透

明地成為并行執(zhí)行協(xié)調器，它將動態(tài)的確定塊范圍并把它們分配給一組并行執(zhí)行(PE)進程。一旦PE進程完成了一個分配的塊范圍，它就返回給協(xié)調器以便請求

下一步的工作。不是所有的I/O都以相同的速率發(fā)生，因此一些PE進程可能比另一些PE進程處理更多的數據塊。“stealing

work”的概念允許所有的進程充分參與各項任務，從而最大限度的利用主機資源。

如果有足夠的硬件資源，那么塊-范圍并行的規(guī)模與

PE進程的數量成線性關系。實現(xiàn)并行的伸縮性關鍵在于硬件基礎。每個PE進程均運行在一個CPU上，并且只對一個設備請求I/O。如果有足夠的CPU去讀

取足夠的磁盤，并行將成比例擴展。如果系統(tǒng)在這些資源中的某一點遇到一個瓶頸，伸縮性則會受到影響。例如，有4個CPU，但是只讀取2個磁盤，那么并不會

是磁盤的雙路伸縮性成倍增長；如果額外的CPU會導致磁盤競爭，那么還會帶來并行能力的下降。同樣的，2個CPU讀取20個磁盤也不會成比例的將性能提高

20倍。系統(tǒng)硬件必須在并行的同時依照比例關系進行平衡。

大多數的大型系統(tǒng)中，磁盤數量要遠遠大于CPU的數量。在這些系統(tǒng)中，并行導致了I/O和I/O子系統(tǒng)的隨機化。這對于不同用戶的PE進程在不同時間讀取不同磁盤的并行數據方式是很有用的，因為它使得I/O分布在多個可用的磁盤上。

打個比方，動態(tài)的并行性猶如吃餡餅。這個餡餅就像是

該操作要讀取的一組數據塊，并且目的是盡可能塊的讓一定數量的人吃掉這個餡餅。Oracle按份來提供這個餡餅，當其中一個人吃完它的第一份時，他可以再

回去要跟多份。并不是每個人都以相同的速度吃餡餅，因此某些人將會比其他一些人吃得多。這種方法在現(xiàn)實世界中稍微顯得有些不公平，但對于并行來說它是一種

很好的模式，因為如果每個人自始自終一直在吃，這個餡餅將會以更快的速度被吃掉。另一種選擇就是給每個人相同份數的餡餅，并一直等著吃得最慢的人吃完它的

那份。

圖7-5顯示了將一組數據塊分割成幾個數據區(qū)間。

圖7-5 動態(tài)的塊-范圍并行化

表的范圍與表的分區(qū)

在Oracle

8中引入了分區(qū)表，一個操作可能會涉及到一個分區(qū)表中的一個，多個或所有的分區(qū)。對于一個常規(guī)的表而言，塊-范圍并行機制將動態(tài)地分割一組數據塊以便讀

取，這一點與分區(qū)表并沒有本質的區(qū)別。一旦優(yōu)化器確定了操作該訪問哪一個分區(qū)，所有涉及到的分區(qū)的數據塊則都被看做是一個分割成多個數據區(qū)間的池。

優(yōu)化器的這種假設導致了使用并行和分區(qū)表的一個關鍵

問題。并行度(即用于整個表的并行執(zhí)行進程的數目)需要應用到某一項操作所用的一組分區(qū)上。如果分區(qū)中沒有包含操作要用的數據，那么優(yōu)化器就會排除這一分

區(qū)。例如，如果一個表的某個分區(qū)包含的ID號在1000以下，而若要查詢請求ID號在1100和5000之間，優(yōu)化器就會知道這項查詢不可能訪問這個分

區(qū)。

從Oracle 9i開始，你也可以基于一組特定的值來對表進行分區(qū)，不過這種類型的分區(qū)通常適合于維護操作的分區(qū)表。正如第4章講述的那樣，Oracle一直在添加更多的實施分區(qū)的方法。

如果你期望你的查詢使用分區(qū)排除或修剪而且計劃采用

并行性，那么你應該在足夠多的驅動器上條帶化每個分區(qū)從而使之能夠有效的擴展。這種做法不論訪問分區(qū)的數目大小都可以確保可擴展性。條帶化的工作可以通過

在多個磁盤上保存多個數據文件的方法手工完成。這些磁盤可以以條帶化的形式組成陣列，也可以結合這兩種方法組成陣列。

什么可以實現(xiàn)并行化？

Oracle不僅僅能夠對簡單的查詢進行并行化，而且還能夠對許多操作執(zhí)行塊-范圍并行化，具體包括：

*表空間的創(chuàng)建

*索引的創(chuàng)建與重建

*在線索引的重組與重建

*根據索引組織的表的重組與重建

*表的創(chuàng)建，例如使用CREATE TABLE …AS SELECT

*分區(qū)維護操作，例如遷移與分割分區(qū)

*數據加載

*完整性約束的實施

*統(tǒng)計的收集(從Oracle數據庫10g開始可自動收集)

*備份與恢復(在Oracle數據庫11g中包含大型文件)

*DML操作(INSERT，UPDATE，DELETE)

*查詢處理操作

*OLAP集合(就Oracle數據庫10g而言)

Oracle還能夠為各個查詢處理步驟提供并行化的優(yōu)勢。可能實現(xiàn)并行化的查詢處理特性包括：

*表掃描

*嵌套循環(huán)

*排序合并關聯(lián)

*哈希關聯(lián)

*位圖星型關聯(lián)

*索引掃描

*面向分區(qū)的關聯(lián)

*反關聯(lián)(NOT IN)

*SELECT DISTINCT

*UNION和UNION ALL

*ORDER BY

*GROUP BY

*聚集

*導入

*用戶自定義函數

并行度

Oracle實例有一個對于數據庫用戶可用的PE進程池。這些進程會消耗CPU，內存和I/O資源。控制活躍PE進程的最大數量是很重要的；因為太多的PE進程將會給主機帶來過重的負擔，導致出現(xiàn)資源瓶頸和性能的退化。高度的并行性還會導致全表掃描，這種情況可能可能好

，也可能壞。圖7-6顯示了PE進程組內和組間的透明并行性。

圖7-6 操作內和操作間的并發(fā)性

在有多個用戶并且工作負荷不斷變化的情況下，確定最

佳的并發(fā)度具有一定的挑戰(zhàn)性。例如，當查詢并發(fā)度為8的時候，就能夠滿足1到2個用戶查詢操作對性能的需求，但是如果有20個用戶查詢同一個表，又會怎么

樣？這個時候可能需要160個PE進程(8個PE進程服務20個用戶)，這么多的PE進程可能會讓機器超載。

將并行度設置為為最小的公共分母值(例如，2)，在用戶數較多的時候，能夠提供有效的并行性，但是當用戶較少的時候，并不能充分利用資源。

自調整適應性并行

Oracle

8i引入了自調整適應性并行(self-tuning adaptive

parallelism)的概念。當系統(tǒng)負責增加時，這個特性將自動的按比例減小并行度；當系統(tǒng)負載減少時，則會自動的成比例增大并行度。當某個操作要求

具有一定的并行度的時候，Oracle會檢查系統(tǒng)的負載并降低實際操作并行度以避免系統(tǒng)負載過重。要求并行操作的用戶越多，他們接受到的并行度就會越來越

低，直到操作連續(xù)的執(zhí)行完畢。如果操作減少，隨后的操作將賦予不斷增大的并行度。這種適應性可以把DBA從本來不可能做到的任務中解放出來，這個不可能的

任務就是在面對并發(fā)性和工作負載不斷變化的條件下確定最佳的并行度。

在確定賦予一項操作的并行度的過程中，自適應并行要考慮兩個因素：

*系統(tǒng)負荷

*在數據庫資源管理器活躍的條件下，用戶客戶群體的并行資源限制。(第9章以及本章的后面將會講述數據庫資源管理器)這一點非常重要，因為這意味著如果存在自適應并行，就還需要考慮資源的規(guī)劃。

基于分區(qū)的并行性

對于需要實現(xiàn)并行的語句，Oracle并行功能的小

子集則基于該語句所訪問的分區(qū)或子分區(qū)的數據。對于塊-范圍并行，每個PE進程工作所需的數據片為數據塊的范圍；對于基于分區(qū)的并行，驅動并行的數據片是

指一個表的分區(qū)或子分區(qū)。需要根據分區(qū)或者子分區(qū)的數目來進行并行化的操作有：

*更新和刪除操作

*索引掃描操作

*分區(qū)表上的索引創(chuàng)建和重建

表分區(qū)和子分區(qū)的并行

Oracle 8引入了對并行DML(數據操作語言)的支持，即支持并行的執(zhí)行INSERT，UPDATE，和DELETE語句。這種類型的并行改進大量數據操作(例如，更新一個大型表中所有行的操作)的性能。

在Oracle

8中更新和刪除操作的并行度與涉及到的分區(qū)數量是密切相關的；而對于Oracle

8i及以后版本，更新和刪除操作的并行度則與涉及到的分區(qū)或子分區(qū)的是數量有關。一個有12個分區(qū)的表(例如，每個分區(qū)對應一年中的每個月)對于并行更新

和刪除操作可以擁有最大為12的并行度。僅對一個月的數據進行更新操作不會并行，因為它只涉及到一個分區(qū)。如果通過使用Oracle的復合分區(qū)(例如，每

個月分區(qū)中根據PRODUCT_ID再分為4個哈希子分區(qū))創(chuàng)建一個表，對于整個表最大的并行度將是48，即有12個分區(qū)，每個分區(qū)又有4個子分區(qū)。因此

對于一個月數據的更新操作并行度可以為4，因為每個月包含4個哈希子分區(qū)。如果這個表沒有被分區(qū)，Oracle就不能以并行的方式執(zhí)行更新操作。

在Oracle 8以及之后的版本中，可以使用類似于并行DML的語義，即每個索引分區(qū)或子分區(qū)對應一個PE進程，同時以并行的方式對分區(qū)的索引執(zhí)行創(chuàng)建，重建，和掃描操作。

對未分區(qū)的表進行快速完全索引掃描

人們常常會認為只有對目標索引進行分區(qū)之后

Oracle數據庫才能并行處理索引掃描。Oracle

7.3引入了在某些場合下對未分區(qū)的表進行快速完全索引掃描的功能。如果索引掃描操作是“不受約束的”，即對整個索引的訪問為了滿足查詢的需求，那么

Oracle

7.3及更高的版本將使用塊-范圍并行機制，從而并行化對整個索引的訪問。因此，當Oracle可以對未分區(qū)的表進行快速完全索引掃描時，這個特性適用于

范圍有限的查詢。基于分區(qū)的索引掃描則適用于更大范圍的查詢操作。

未分區(qū)表和分區(qū)表的并行插入操作

Oracle可以通過INSERT INTO

tableX SELECT …FROM

tableY這樣的語句以并行的方式對未分區(qū)表和分區(qū)表執(zhí)行一條插入語句。Oracle用一組PE進程對插入語句中SELECT部分執(zhí)行塊-范圍并行化。

這些PE進程把多行數據傳遞到第二組PE進程，第二組PE進程再把這些數據插入到目標表中。目標表可以是未分區(qū)表，也可以是分區(qū)表。因此，插入操作的并行

不是嚴格意義下的塊-范圍并行或基于分區(qū)的并行。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的oracle并行parallel update两张表_Oracle与并行性 parallel的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。