为什么忘记commit也会造成select查询的性能问题

今天遇到一个很有意思的问题，一个开发人员反馈在测试服务器ORACLE数据库执行的一条简单SQL语句非常缓慢，他写的一个SQL没有返回任何数据，但是耗费了几分钟的时间。让我检查分析一下原因，分析解决过后，发现事情的真相有点让人哭笑不得，但是也是非常有意思的。我们先简单构造一下类似的案例，当然只是简单模拟。

 

假设一个同事A，创建了一个表并初始化了数据（实际环境数据量较大，有1G多的数据），但是他忘记提交了。我们简单模拟如下：

SQL> create table test_uncommit
  2  as
  3  select * from dba_objects where 1=0;

Table created.

SQL> declare rowIndex number;
  2  begin
  3     for rowIndex in 1..70 loop
  4     insert into test_uncommit
  5     select * from dba_objects;
  6     end loop;
  7  end;
  8  /

PL/SQL procedure successfully completed.

SQL>

 

另外一个同事B对这个表做一些简单查询操作，但是他不知道同事A的没有提交INSERT语句，如下所示，查询时间用了大概5秒多（这个因为构造的数据量不是非常大的缘故。实际场景耗费了几分钟）

SQL> SET TIMING ON;
SQL> SET AUTOTRACE ON;
SQL> SELECT COUNT(1) FROM SYS.TEST_UNCOMMIT WHERE OBJECT_ID=39;

  COUNT(1)
----------
         0

Elapsed: 00:00:05.38

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 970680813

------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation          | Name          | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT   |               |     1 |    13 |  6931   (3)| 00:00:10 |
|   1 |  SORT AGGREGATE    |               |     1 |    13 |            |          |
|*  2 |   TABLE ACCESS FULL| TEST_UNCOMMIT |     1 |    13 |  6931   (3)| 00:00:10 |
------------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
   2 - filter("OBJECT_ID"=39)

Note
-----
   - dynamic sampling used for this statement


Statistics
----------------------------------------------------------
          4  recursive calls
          0  db block gets
     229304  consistent gets
      61611  physical reads
    3806792  redo size
        514  bytes sent via SQL*Net to client
        492  bytes received via SQL*Net from client
          2  SQL*Net roundtrips to/from client
          0  sorts (memory)
          0  sorts (disk)
          1  rows processed

SQL>

 

当时是在SQL Developer工具里面分析SQL的执行计划，并没有注意到redo size非常大的情况。刚开始怀疑是统计信息不准确导致，手工收集了一下该表的统计信息，执行的时间和执行计划依然如此，没有任何变化。 如果我们使用SQL*Plus，查看执行计划，就会看到redo size异常大，你就会有所察觉（见后面分析）

 

SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats('SYS','TEST_UNCOMMIT');

PL/SQL procedure successfully completed.

Elapsed: 00:00:12.29

 

 

因为ORACLE里面的写不阻塞读，所以不可能是因为SQL阻塞的缘故，然后我想查看这个表到底有多少记录，结果亮瞎了我的眼睛，记录数为0，但是空间用掉了852 个数据块

SQL> SELECT TABLE_NAME, NUM_ROWS, BLOCKS FROM DBA_TABLES WHERE TABLE_NAME='TEST_UNCOMMIT';

TABLE_NAME                       NUM_ROWS     BLOCKS
------------------------------ ---------- ----------
TEST_UNCOMMIT                           0        852

SQL>

 

于是我使用Tom大师的show_space脚本检查、确认该表的空间使用情况，如下所示，该表确实使用852个数据块。

SQL> set serverout on;
SQL> exec show_space('TEST_UNCOMMIT');
Free Blocks.............................             852
Total Blocks............................             896
Total Bytes.............................       7,340,032
Total MBytes............................               7
Unused Blocks...........................              43
Unused Bytes............................         352,256
Last Used Ext FileId....................               1
Last Used Ext BlockId...................          88,201
Last Used Block.........................              85

PL/SQL procedure successfully completed.

SQL>

 

分析到这里，那么肯定是遇到了插入数据操作,却没有提交的缘故。用下面脚本检查发现一个会话ID为883的对这个表有一个ROW级排他锁，而且会话还有一个事务排他锁，那么可以肯定这个会话执行了DML操作，但是没有提交。

SET linesize 190
COL osuser format a15
COL username format a20 wrap
COL object_name format a20 wrap
COL terminal format a25 wrap
COL req_mode format a20
SELECT B.SID,
       C.USERNAME,
       C.OSUSER,
       C.TERMINAL,
       DECODE(B.ID2, 0, A.OBJECT_NAME,
                     'TRANS-'
                     ||TO_CHAR(B.ID1)) OBJECT_NAME,
       B.TYPE,
       DECODE(B.LMODE, 0, 'WAITING',
                       1, 'NULL',
                       2, 'Row-S(SS)',
                       3, 'ROW-X(SX)',
                       4, 'SHARE',
                       5, 'S/ROW-X(SSX)',
                       6, 'EXCLUSIVE',
                       ' OTHER')       "LOCK MODE",
       DECODE(B.REQUEST, 0, '',
                         1, 'NULL',
                         2, 'Row-S(SS)',
                         3, 'ROW-X(SX)',
                         4, 'SHARE',
                         5, 'S/ROW-X(SSX)',
                         6, 'EXCLUSIVE',
                         'OTHER')      "REQ_MODE"
FROM   DBA_OBJECTS A,
       V$LOCK B,
       V$SESSION C
WHERE  A.OBJECT_ID(+) = B.ID1
       AND B.SID = C.SID
       AND C.USERNAME IS NOT NULL
ORDER  BY B.SID,
          B.ID2;

 

我们在会话里面提交后，然后重新执行这个SQL，你会发现执行计划里面redo size为0，这是因为redo size表示DML生成的redo log的大小，其实从上面的执行计划分析redo size异常，就应该了解到一个七七八八了，因为一个正常的SELECT查询是不会在redo log里面生成相关信息的。那么肯定是遇到了DML操作，但是没有提交。

 

分析到这里，我们已经知道事情的前因后果了，解决也很容易，找到那个会话的信息，然后定位到哪个同事，让其提交即可解决。但是，为什么没有提交与提交过后的差距那么大呢？是什么原因呢？ 我们可以在这个案例，提交前与提交后跟踪执行的SQL语句，如下所示。

SQL> ALTER SESSION SET SQL_TRACE=TRUE;

Session altered.

SQL> SELECT COUNT(1) FROM SYS.TEST_UNCOMMIT WHERE OBJECT_ID=39;

  COUNT(1)
----------
         0
SQL>

SQL> ALTER SESSION SET SQL_TRACE=FALSE;

Session altered.

 

 

提交前上面SQL生成的跟踪文件为scm2_ora_8444.trc，我们使用TKPROF格式化如下： tkprof scm2_ora_8444.trc out_uncommit.txt 如下所示

提交后，在另外一个会话执行上面的SQL，然后格式化跟踪文件如下所示：

 

我们发现提交前与提交后两者的物理读、一致性读有较大差别（尤其是一致性读相差3倍多）。这个主要是因为ORACLE的一致性读需要构造cr块，产生了大量的逻辑读的缘故。相关理论与概念如下：

 

为什么要一致性读,为了保持数据的一致性。如果一个事务需要修改数据块中数据，会先在回滚段中保存一份修改前数据和SCN的数据块，然后再更新Buffer Cache中的数据块的数据及其SCN，并标识其为“脏”数据。

当其他进程读取数据块时，会先比较数据块上的SCN和进程自己的SCN。如果数据块上的SCN小于等于进程本身的SCN，则直接读取数据块上的数据；

如果数据块上的SCN大于进程本身的SCN，则会从回滚段中找出修改前的数据块读取数据。通常，普通查询都是一致性读。

一致性读什么时候需要cr块呢，那就是select语句在发现所查询的时间点对应的scn，与数据块当前所的scn不一致的时候。构造cr块的时候，首先去data buffer中去找包含数据库前镜像的undo块，如果有直接取出构建CR块，这时候是逻辑读，产生逻辑IO；但是data buffer将undo信息写出后，就没有需要的undo信息，就会去undo段找所需要的前镜像的undo信息，这时候从磁盘上读出block到buffer中，这时候产生物理读(物理IO)