手把手教你21c新特性(3)：性能及高可用新特性

于提高性能和高可用性的增强功能。具体包括：

通过自动区域映射允许，基于查询中的谓词修剪块和分区，无需任何用户干预

压缩SecureFileLOB回收空间并提高性能

通过AutomaticIn-Memory自动动态创建内存对象

通过内存混合扫描，自动选择最佳方法来扫描内存中和非内存中列数据的记录。进而将性能提高几个数量级

使用新的初始化参数MAX_IDLE_BLOCKER_TIME终止阻塞会话

实验1：使用自动区域映射

这项技术在19c当中已经为大家提供，但那时需要DBA手工指定，在21c当中，创建和维护区域映射可以自动完成。

在这个实验中，我们首先查询几次sales_zm表，然后在统计信息中的一致性读的计数。比如在下面，我们执行了两次查询，得到的一致性读计数都为15370。

SQLSETAUTOTRACEONSTATISTICSQLSELECTCOUNT(DISTINCTsale_id)FROMsales_zmWHEREcustomer_id=50;
COUNT(DISTINCTSALE_ID)----------------------100

Statistics----------------------------------------------------------0recursivecalls0dbblockgets15370consistentgets0physicalreads7084redosize582bytessentviaSQL*Nettoclient52bytesreceivedviaSQL*Netfromclient2SQL*Netroundtripsto/fromclient0sorts(memory)0sorts(disk)1rowsprocessed
SQLSELECTCOUNT(DISTINCTsale_id)FROMsales_zmWHEREcustomer_id=50;
COUNT(DISTINCTSALE_ID)----------------------100

Statistics----------------------------------------------------------0recursivecalls0dbblockgets15370consistentgets0physicalreads7084redosize582bytessentviaSQL*Nettoclient52bytesreceivedviaSQL*Netfromclient2SQL*Netroundtripsto/fromclient0sorts(memory)0sorts(disk)1rowsprocessed

在没有启动自动区域映射之前，和之前版本的数据库一样，如果要对某个表设置区域映射，需要手工完成。这里需要注意的是，因为当前的表中已经有数据了，所以我们在对表启用区域映射之后，对它使用move，进行“重整”。

SQLALTERTABLEsales_zmADDCLUSTERINGBYLINEARORDER(customer_id)WITHMATERIALIZEDZONEMAP;
Tablealtered.
SQLALTERTABLEsales_zmMOVE;
Tablealtered.

这回我们再次执行之前的相同查询，观察一致性读的计数，我们会发现由原来的15370，降低到1096，性能提升了14倍。

SQLSELECTCOUNT(DISTINCTsale_id)FROMsales_zmWHEREcustomer_id=50;
COUNT(DISTINCTSALE_ID)----------------------100

Statistics----------------------------------------------------------recursivecallsdbblockgets1096consistentgets0physicalreads1308redosize582bytessentviaSQL*NettoclientbytesreceivedviaSQL*NetfromclientSQL*Netroundtripsto/fromclientsorts(memory)0sorts(disk)rowsprocessed

如果想了解哪些表已经创建区域映射，可以通过如下语句进行查询。

SQLselectFACT_TABLE,ZONEMAP_NAMEFROMdba_zonemaps;
FACT_TABLEZONEMAP_NAME----------------------------------------SALES_ZMZMAP$_SALES_ZM

如果想让系统自动为新创建的表开启区域映射功能，可以使用DBMS包来完成，让我们通过如下实验来验证，首先，我们将之前创建的表删除，然后开启系统自动区域映射，然后再创建表，在表中的数据稳定之后，我们先收集一下表上面的统计值。

SQLDROPTABLEsales_zmPURGE;
Tabledropped.
SQLSELECTzonemap_name,automatic,partly_stale,incompleteFROMdba_zonemaps;
norowsselected
SQLEXECDBMS_AUTO_('AUTO_ZONEMAP_MODE','ON')
PL/SQLproceduresuccessfullycompleted.
SQLCREATETABLEsales_zm(sale_idNUMBER(10),customer_idNUMBER(10));
Tablecreated.
SQLDECLAREiNUMBER(10);BEGINFORiIN1..80LOOPINSERT/*+APPEND*/INTOsales_zmSELECTROWNUM,MOD(ROWNUM,1000)FROMdualCONNECTBYLEVEL=100000;COMMIT;ENDLOOP;END;/
PL/SQLproceduresuccessfullycompleted.
SQLEXECdbms__table_stats(ownname=,tabname='SALES_ZM')
PL/SQLproceduresuccessfullycompleted.

接下来，让我们执行与之前相同的查询，看看一致性读的计数。

SQLSELECTCOUNT(DISTINCTsale_id)FROMsales_zmWHEREcustomer_id=50;
COUNT(DISTINCTSALE_ID)----------------------100

Statistics----------------------------------------------------------recursivecallsdbblockgets15365consistentgets15280physicalreads1964redosize582bytessentviaSQL*NettoclientbytesreceivedviaSQL*NetfromclientSQL*Netroundtripsto/fromclient0sorts(memory)0sorts(disk)rowsprocessed

通过观察，我们发现一致性读的计数很高，似乎区域映射没有起作用。这是因为区域映射将在后台延迟执行，如果您迫不及待想看到区域映射的结果，可以使用sys用户通过如下语句进行刷新。

_auto_zonemap__execute;
PL/SQLproceduresuccessfullycompleted.

这回再让我们看看查询结果。

SQLSELECTzonemap_name,automatic,partly_stale,incompleteFROMdba_zonemaps;
ZONEMAP_NAMEAUTOMATICPARTLY_STALEINCOMPLETE-----------------------------------------------------ZMAP$_SALES_ZMYESNONO

如果想了解系统创建自动区域映射的情况，可以通过DBA_ZONEMAP_AUTO_ACTIONS进行查询。

SQLSELECTtask_id,msg_id,action_msgFROMdba_zonemap_auto_actions;
TASK_IDMSG_IDACTION_MSG----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------188BS:Currentexecutiontaskid:7Executionname:SYS_ZMAP_2022-04-11/07:19:13TaskName:ZMAP_TASK1189BS:********ZonemapBackgroundActionReportforTaskID:7****************190BS:******ofZonemapBackgroundActionReportforTaskID:7**********164BS:Currentexecutiontaskid:7Executionname:SYS_ZMAP_2022-04-11/07:17:04TaskName:ZMAP_TASK1165BS:********ZonemapBackgroundActionReportforTaskID:7****************166TP:Tryingtocreatezonemapontable:SALESowner:SH167AL:Blockcount:16384,samplepercentis:3.051758168TP:colname:AMOUNT_SOLD:clusteringratio:.28169TP:colname:CHANNEL_ID:clusteringratio:1170TP:colname:CUST_ID:clusteringratio:.14171TP:colname:PROD_ID:clusteringratio:.97172TP:colname:PROMO_ID:clusteringratio:.2173TP:colname:QUANTITY_SOLD:clusteringratio:1174TP:colname:TIME_ID:clusteringratio:.03175TP:Candidatecolumnlist:AMOUNT_SOLD,CUST_ID,PROMO_ID,TIME_ID176TP:Newzonemapname:ZMAP$_SALES177TP:CreatingnewzonemapZMAP$_SALESontableSALESownerSHtablespaceUSERS178BS:succesfullycreatedzonemap:ZN:ZMAP$_SALESBT:SALESSN:SHCL:AMOUNT_SOLD,CUST_ID,PROMO_ID,TIME_IDCT:+0000:00:00.836940TS:2022-04-11/07:17:06DP:8179TP:Tryingtocreatezonemapontable:SALES_ZMowner:SALES180AL:Blockcount:15280,samplepercentis:3.272251181TP:colname:CUSTOMER_ID:clusteringratio:.99182TP:colname:SALE_ID:clusteringratio:.03183TP:Candidatecolumnlist:SALE_ID184TP:Newzonemapname:ZMAP$_SALES_ZM185TP:CreatingnewzonemapZMAP$_SALES_ZMontableSALES_ZMownerSALEStablespaceSYSTEM186BS:succesfullycreatedzonemap:ZN:ZMAP$_SALES_ZMBT:SALES_ZMSN:SALESCL:SALE_IDCT:+0000:00:01.527002TS:2022-04-11/07:17:07DP:8187BS:******ofZonemapBackgroundActionReportforTaskID:7**********
rowsselected.

显示自动任务运行的活动报告的另一种方法是使用DBMS_AUTO__REPORT函数。

SQLSELECTdbms_auto__report(systimestamp-2,systimestamp,'TEXT')FROMdual;
DBMS_AUTO__REPORT(SYSTIMESTAMP-2,SYSTIMESTAMP,'TEXT')--------------------------------------------------------------------------------/orarep/autozonemap/main%3flevel%3dGENERALSUMMARY-------------------------------------------------------------------------------ActivityStart09-APR-202207:28:11.000000000+00:00Activity11-APR-202207:28:11.359120000+00:00TotalExecutions2-------------------------------------------------------------------------------

EXECUTIONSUMMARY-------------------------------------------------------------------------------zonemapscreated2zonemapscompiled0zonemapsdropped0Stalezonemapscompleterefreshed0Partlystalezonemapsfastrefreshed0Incompletezonemapsfastrefreshed0-------------------------------------------------------------------------------

NEWZONEMAPSDETAILS-------------------------------------------------------------------------------ZonemapBaseTableSchemaOperationtimeDatecreatedDOPColumnlistZMAP$_SALESSALESSH00:00:00.832022-04-11/07:17:068AMOUNT_SOLD,CUST_ID,PROMO_ID,TIME_IDZMAP$_SALES_ZMSALES_ZMSALES00:00:01.522022-04-11/07:17:078SALE_ID-------------------------------------------------------------------------------

ZONEMAPSMAINTENANCEDETAILS-------------------------------------------------------------------------------ZonemapPreviousStateCurrentStateRefreshTypeOperationTimeDopDateMaintained-------------------------------------------------------------------------------

FINDINGS-------------------------------------------------------------------------------ExecutionNameFindingNameFindingReasonFindingTypeMessage

可以通过如下查询了解所有执行中创建了多少区域映射。

SQLSELECT*FROMdba_zonemap_auto_actionsWHEREaction_msgLIKE'%succesfullycreatedzonemap:%'ORDERBYTIME_STAMP;
TASK_IDMSG_IDEXEC_NAMEACTION_MSGTIME_STAMP---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------178SYS_ZMAP_2022-04-11/07:17:04BS:succesfullycreatedzonemap:ZN:ZMAP$_SALESBT:SALESSN:SHCL:AMOUNT_SOLD,CUST_ID,PROMO_ID,TIME_IDCT:+0000:00:00.836940TS:2022-04-11/07:17:06DP:811-186SYS_ZMAP_2022-04-11/07:17:04BS:succesfullycreatedzonemap:ZN:ZMAP$_SALES_ZMBT:SALES_ZMSN:SALESCL:SALE_IDCT:+0000:00:01.527002TS:2022-04-11/07:17:07DP:8

接下来我们对数据表进行大量的更新，然后观察系统对区域映射的维护情况。PARTLY_STALE下方出现了Yes。

8000rowsupdated.

8000rowsupdated.

8000rowsupdated.

8000rowsupdated.

Commitcomplete.SQLSELECTzonemap_name,automatic,partly_stale,incompleteFROMdba_zonemaps;2
ZONEMAP_NAMEAUTOMATICPARTLY_STALEINCOMPLETE-----------------------------------------------------ZMAP$_SALES_ZMYESYESNO

实验2：收缩SecureFileLOB

LOB是我们经常使用的数据类型，用来存储较大的对象，根据数据库的配置，该类型可以存储8TB到128TB的对象。BasicFilesLOB和SecureFilesLOB是Oracle数据库的两种存储类型。某些高级功能可应用于SecureFilesLOB，包括压缩和重复数据删除（高级压缩选件的一部分）和加密（高级安全选件的一部分）。在21c中，我们可以对SecureFilesLOB对象进行收缩，从而提高空间利用率。

首先我们创建一个带有CLOB的表，并开启数据文件的自动扩展：

(aCLOB)LOB(a)STOREASSECUREFILETABLESPACEusers;
Tablecreated.
SQLalterdatabasedatafile'/u02/app/oracle/oradata/pdb21/'autoexton;
Databasealtered.

接下来我们尝试插入和更新行后收缩SecureFileLOB，看看效果如何。通过观察，本次没有block被释放。

('aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa');
rowcreated.
*;
rowcreated.
*;
rowscreated.
*;
rowscreated.
*;
rowscreated.
=a||a||a||a||a||a||a;
rowsupdated.
=a||a||a||a||a||a||a;
rowsupdated.
SQLCOMMIT;
Commitcomplete.
(a)(SHRINKSPACE);
Tablealtered.
SQLSELECT*FROMv$securefile_shrink;
LOB_OBJDSHRINK_STATUSSTART_TIMEEND_TIMEBLOCKS_MOVEDBLOCKS_FREEDBLOCKS_ALLOCATEDEXTENTS_ALLOCATEDEXTENTS_FREEDEXTENTS_SEALEDCON_ID------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------76993+00:00-+00:00000

接下来，我们对这个表进行一些更新，然后在收缩这个表，最后查询一下这次的收缩效果。

=a||a||a||a||a||a||a;
rowsupdated.
=a||a||a||a||a||a||a;
rowsupdated.
=a||a||a||a||a||a||a;
rowsupdated.
=a||a||a||a||a||a||a;
rowsupdated.
SQLCOMMIT;
Commitcomplete.
(a)(SHRINKSPACE);
Tablealtered.SQLselectblocks_freedFROMv$securefile_shrinkWHERELOB_OBJD=76993;
BLOCKS_FREED------------4410

通过观察，我们发现，本次的效果比较明显，释放了4410个块。随着对这个表操作的增加，对表进行收缩的效果越加明显。建议您在不影响系统性能的前提下，经常对带有SecureFileLOB的表进行收缩，从而合理利用存储资源。

实验3：AutomaticIn-Memory

In-Memory技术在12c当中就已经为大家提供了，不算是什么新的技术。但是在21c中，提供了自动IM功能，进一步减轻DBA的负担，其实这项功能，在之前的数据库版本中就有体现。只不过当时需要配合特定环境才能使用。

首先让我们查询数据字典，以确定HR表是否指定为INMEMORY。

SQLSELECTtable_name,inmemory,inmemory_compressionFROMdba_tablesWHEREowner='HR';
TABLE_NAMEINMEMORYINMEMORY_COMPRESS-------------------------------------------COUNTRIESDISABLEDEMPENABLEDFORQUERYLOWREGIONSDISABLEDLOCATIONSDISABLEDDEPARTMENTSDISABLEDJOBSDISABLEDEMPLOYEESDISABLEDJOB_HISTORYDISABLED
8rowsselected.

接下来，我们修改_HISTORY表的IM属性，为他添加INMEMORYMEMCOMPRESSFORCAPACITYLOW。修改后，再次查询，我们发现最后一行的表属性已经发生了变化。

_historyINMEMORYMEMCOMPRESSFORCAPACITYLOW;
Tablealtered.
SQLSELECTtable_name,inmemory,inmemory_compressionFROMdba_tablesWHEREowner='HR';
TABLE_NAMEINMEMORYINMEMORY_COMPRESS-------------------------------------------COUNTRIESDISABLEDEMPENABLEDFORQUERYLOWREGIONSDISABLEDLOCATIONSDISABLEDDEPARTMENTSDISABLEDJOBSDISABLEDEMPLOYEESDISABLEDJOB_HISTORYENABLEDFORCAPACITYLOW
8rowsselected.

上面介绍的是手动指定IM的情况。接下来，让我们看看如何制动指定IM。

SQLCONNECT/ASSYSDBAConnected.SQLALTERSYSTEMSETINMEMORY_AUTOMATIC_LEVEL=HIGHSCOPE=SPFILE;
Systemaltered.
SQLexit

设定之后，需要重启数据库。接下来，让我们看看HR中表的情况。

SQLSELECTtable_name,inmemory,inmemory_compressionFROMdba_tablesWHEREowner='HR';
TABLE_NAMEINMEMORYINMEMORY_COMPRESS-------------------------------------------------------COUNTRIESDISABLEDEMPENABLEDFORQUERYLOWREGIONSDISABLEDLOCATIONSDISABLEDDEPARTMENTSDISABLEDJOBSDISABLEDEMPLOYEESDISABLEDJOB_HISTORYENABLEDFORCAPACITYLOW
8rowsselected.

为什么没有变化，除了我们之前手动设定IM的表之外，其他表依旧没有启动IM功能？让我们查看一下初始化参数设置。

SQLSHOWPARAMETERINMEMORY_AUTOMATIC_LEVEL
NAMETYPEVALUE-----------------------------------------------------------------------------inmemory_automatic_levelstringLOWSQLSELECTispdb_modifiableFROMv$parameterWHEREname='inmemory_automatic_level';
ISPDB-----TRUE

我们发现是当前的INMEMORY_AUTOMATIC_LEVEL设定为LOW，我们将它修改为HIGH，然后在重启数据库。

SQLSELECTtable_name,inmemory,inmemory_compressionFROMdba_tablesWHEREowner='HR';
TABLE_NAMEINMEMORYINMEMORY_COMPRESS---------------------------------------------COUNTRIESDISABLEDEMPENABLEDFORQUERYLOWREGIONSENABLEDAUTOLOCATIONSENABLEDAUTODEPARTMENTSENABLEDAUTOJOBSENABLEDAUTOEMPLOYEESENABLEDAUTOJOB_HISTORYENABLEDFORCAPACITYLOW
rowsselected.

除了JOB_HISTORY和EMP是之前手工设定的之外，其他标的IM属性都发生了变化。需要注意的是，如果您看到的结果与上面不同，依旧没有变成ENABLEDAUTO，别着急，请稍等片刻，后台刷新需要一点时间。

但是我们发现，在上面的结果中，有一张表名字为COUNTRIES，它的IM状态为DISABLED。我们通过执行下面的语句，您就知道为什么它无法使用IM技术了。

;*ERRORatline:ORA-64358:in-memorycolumnstorefeaturenotsupportedforIOTs

因为它是IOT表。

接下来我们看看刚才设定的表，在被查询的时候，是否可以被载入系统的IM列存储。我们首先执行大量查询，然后通过动态视图查看系统的IM使用情况。

SQLSELECT/*+FULL()NO_PARALLEL()*/count(*);COUNT(*)----------107
SQLSELECT/*+FULL()NO_PARALLEL()*/count(*);
COUNT(*)----------
SQLSELECT/*+FULL()NO_PARALLEL()*/count(*);
COUNT(*)----------
SQLSELECT/*+FULL()NO_PARALLEL()*/count(*);
COUNT(*)----------
SQLSELECT/*+FULL()NO_PARALLEL()*/count(*);
COUNT(*)----------
SQLSELECT/*+FULL()NO_PARALLEL()*/count(*);
COUNT(*)----------3506176

通过下方的查询，发现有两张表已经在IM的列存储当中。

SQLSELECTsegment_name,inmemory_size,bytes_not_populated,inmemory_compressionFROMv$im_segments;
SEGMENT_NAMEINMEMORY_SIZEBYTES_NOT_POPULATEDINMEMORY_COMPRESS-----------------------------------------------------------------------------------------EMP444334080FORQUERYLOWEMPLOYEES13107200AUTO

实验4：使用新的MAX_IDLE_BLOCKER_TIME初始化参数处理阻塞问题

在数据库操作中，有时会遇到会话阻塞的问题，在21c中，可以通过初始化参数MAX_IDLE_BLOCKER_TIME来自动解决阻塞的会话。这个参数的单位为分钟。比如通过如下语句，将该参数设定为2分钟。

SQLsystemALTERSYSTEMSETmax_idle_blocker_time=2;Systemaltered.
SQLsystemSHOWPARAMETERmax_idle_blocker_time
NAMETYPEVALUE------------------------------------------------------------------------max_idle_blocker_timeinteger2SQLsystem

我们新开一个Terminal，然后对数据进行更新，但不提交。

=salary*2;107rowsupdated.
SQLhr

然后会到原来的Terminal，也做更新的动作。我们会发现，该更新动作被阻塞。

_pct=0;

两分钟之后，将看到如下结果，更新成功。

107rowsupdated.SQLsystem

然后回到上一个Terminal（提示符为hr的Terminal），将看到如下输出：

;*ERRORatline1:ORA-03113:-of-fileoncommunicationchannelProcessID:32314SessionID:274Serialnumber:8179

如果想了解具体后台的处理动作，您可以检查数据库的trace文件，获取更多详细信息。

今天的内容就到这里，我们将在下次的文章中为您介绍OracleDatabase21c中数据泵的新特性，感谢您的阅读，谢谢。

手把手系列文章：

手把手教你21c新特性(1)：软件安装与应用程序开发

手把手教你21c新特性(2)：大数据与数据仓库新特性

手把手教你升级到Database19c（1）

手把手教你升级到Database19c（2）

手把手教你升级到Database19c（3）

手把手教你19c新特性：自动索引

手把手教你19c新特性:实时统计信息收集

手把手教你19c新特性:混合分区表

手把手教你19c新特性：SQL隔离

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