【cursor_sharing】cursor_sharing参数设置exact,similar,force的区别
转自 http://blog.csdn.net/ballontt/article/details/17548991
Oracle中为了提高sql的执行效率，需要减少硬解析，实现shared cursor共享，最常见的方法是使用绑定变量，但很多时候由于各种原因未能在开发初期使用绑定变量，对于减少硬解析的目的，退而求其次地方法是设置cursor_sharing.
1.准备环境
实验环境
BALLON@PROD> select * from v$version;
BANNER
----------------------------------------------------------------
Oracle Database 10g Enterprise Edition Release 10.2.0.1.0 - Prod
PL/SQL Release 10.2.0.1.0 - Production
CORE 10.2.0.1.0 Production
TNS for Linux: Version 10.2.0.1.0 - Production
NLSRTL Version 10.2.0.1.0 – Production
使用脚本插入数据后：
BALLONTT@PROD> desc t;
Name Null? Type
----------------------- -------- ----------------
ID VARCHAR2(5)
NAME NUMBER(38)
BALLONTT@PROD> select id,count(*) from t group by id;
ID COUNT(*)
----- ----------
d 6
a 10000
b 20000
c 20
BALLONTT@PROD> create index ind_id on t(id);
Index created.
2.取值为exact时（默认）：
BALLONTT@PROD> show parameter cursor_sharing;
NAME TYPE VALUE
------------------------------------ ----------- -----------------
cursor_sharing string EXACT
BALLONTT@PROD> select count(*) from t where id='b';
COUNT(*)
----------
20000
BALLONTT@PROD> select count(*) from t where id='d';
COUNT(*)
----------
6
BALLONTT@PROD> select sql_text,sql_id,version_count,executions from v$sqlarea
where sql_text like 'select count(*) from t where id=%';
SQL_TEXT SQL_ID VERSION_COUNT EXECUTIONS
---------------------------------------- ------------- ------------- ----------
select count(*) from t where id='d' b0gfs7u9r55rv 1 1
select count(*) from t where id='b' fqurbumy7bsg6 1 1
可以看到两条查询语句没有使用绑定变量，有各自对应的sql_id，子游标数均为1个。两个sql查询没有任何关系。
查看两次sql的执行计划：
BALLONTT@PROD>select * from table(dbms_xplan.
display_cursor('b0gfs7u9r55rv',0,'advanced'));
PLAN_TABLE_OUTPUT
----------------------------------------------------------------------------------------------------
SQL_ID b0gfs7u9r55rv, child number 0
-------------------------------------
select count(*) from t where id='d'
Plan hash value: 3666266488
---------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
----------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | | | 1 (100)| |
| 1 | SORT AGGREGATE | | 1 | 2 | | |
PLAN_TABLE_OUTPUT
----------------------------------------------------------------------------------------------------
|* 2 | INDEX RANGE SCAN| IND_ID | 14 | 28 | 1 (0)| 00:00:01 |
----------------------------------------------------------------------------
第一次查询利用了索引。
BALLONTT@PROD> select * from table(dbms_xplan.display_cursor('fqurbumy7bsg6',0,'advanced'));
PLAN_TABLE_OUTPUT
----------------------------------------------------------------------------------------------------
SQL_ID fqurbumy7bsg6, child number 0
-------------------------------------
select count(*) from t where id='b'
Plan hash value: 2966233522
---------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
---------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | | | 15 (100)| |
| 1 | SORT AGGREGATE | | 1 | 2 | | |
PLAN_TABLE_OUTPUT
----------------------------------------------------------------------------------------------------
|* 2 | TABLE ACCESS FULL| T | 19783 | 39566 | 15 (0)| 00:00:01 |
---------------------------------------------------------------------------
第二次查询利用了全表扫描
我们在更直观地来看一下两次sql查询后的硬解析统计情况：
BALLONTT@PROD> select count(*) from t where id='a';
COUNT(*)
----------
10000
BALLONTT@PROD> select name,value from v$sysstat where name like '%parse%';
NAME VALUE
---------------------------------------------------------------- ----------
parse time cpu 2133
parse time elapsed 4463
parse count (total) 54889
parse count (hard) 6579（硬解析数目）
parse count (failures) 52
BALLONTT@PROD> select count(*) from t where id='c';
COUNT(*)
----------
20
BALLONTT@PROD> select name,value from v$sysstat where name like '%parse%';
NAME VALUE
---------------------------------------------------------------- ----------
parse time cpu 2134
parse time elapsed 4464
parse count (total) 54895
parse count (hard) 6580（硬解析数目）
parse count (failures) 52
硬解析数目再次加1
因为数据的巨大差异性，导致了对两次查询有不同的执行计划，这也说明在cursor设置为exact时，两条sql语句如果存在一点不同，就不会共享cursor，而进行两次硬解析。
3.设置为force时
Oracle对输入的SQL值，会将where条件取值自动替换为绑定变量。以后在输入相同的结构SQL语句时，会进行cursor sharing共享游标
BALLONTT@PROD> alter system set cursor_sharing=force;
System altered.
BALLONTT@PROD> show parameter cursor_sharing;
NAME TYPE VALUE
------------------------- ------------ -------
cursor_sharing string FORCE
清除一下share pool中已缓存的cursor
BALLONTT@PROD> alter system flush shared_pool;
System altered.
查看硬解析情况：
BALLONTT@PROD> select count(*) from t where id='b';
COUNT(*)
----------
20000
BALLONTT@PROD> select name,value from v$sysstat where name like '%parse%';
NAME VALUE
------------------------------------- ----------
parse time cpu 2163
parse time elapsed 4506
parse count (total) 55097
parse count (hard) 6668
parse count (failures) 52
BALLONTT@PROD> select count(*) from t where id='d';
COUNT(*)
----------
6
BALLONTT@PROD> select name,value from v$sysstat where name like '%parse%';
NAME VALUE
----------------------------------------- ----------
parse time cpu 2164
parse time elapsed 4507
parse count (total) 55101
parse count (hard) 6669
parse count (failures) 52
硬解析加1了，这不应该呀！！
BALLONTT@PROD> select sql_text,child_number from v$sql where sql_text like 'select count(*) from t where id%';
SQL_TEXT CHILD_NUMBER
---------------------------------------- ------------
select count(*) from t where id='d' 0
select count(*) from t where id='b' 0
可以看到并没有使用绑定变量，force的设置没有生效。
解决办法：应在设置cursor_sharing前，执行两次下面语句：
alter system flush shared_pool;
BALLONTT@PROD> alter system flush shared_pool;
System altered.
BALLONTT@PROD> alter system flush shared_pool;
System altered.
BALLONTT@PROD> alter system set cursor_sharing=force;
System altered.
设置好了，接着进行sql测试
BALLONTT@PROD> select count(*) from t where id='d';
COUNT(*)
----------
6
BALLONTT@PROD> select name,value from v$sysstat where name like '%parse%';
NAME VALUE
-------------------------------------- ----------
parse time cpu 2216
parse time elapsed 4572
parse count (total) 55867
parse count (hard) 6910
parse count (failures) 55
BALLONTT@PROD> select count(*) from t where id='b';
COUNT(*)
----------
20000
BALLONTT@PROD> select name,value from v$sysstat where name like '%parse%';
NAME VALUE
--------------------------------------- ----------
parse time cpu 2216
parse time elapsed 4572
parse count (total) 55869
parse count (hard) 6910
parse count (failures) 55
硬解析的次数没有发生变化
BALLONTT@PROD> select sql_text,sql_id,version_count,executions from v$sqlarea
2 where sql_text like 'select count(*) from t where%';
SQL_TEXT SQL_ID VERSION_COUN EXECUTIONS
---------------------------------------------- ------------- ------------- -------------
select count(*) from t where id=:"SYS_B_0" g82ztj8p3q174 1 2
可以看到两次查询使用了绑定变量，将谓词的值用sys_B_0代替。该语句执行了两次，有一个child cursor（子游标）。
在来看一下两次查询语句的执行计划：
BALLONTT@PROD> select * from table(dbms_xplan.display_cursor('g82ztj8p3q174',0,'advanced'));
PLAN_TABLE_OUTPUT
----------------------------------------------------------------------------------------------------
SQL_ID g82ztj8p3q174, child number 0
-------------------------------------
select count(*) from t where id=:"SYS_B_0"
Plan hash value: 3666266488
----------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
----------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | | | 1 (100)| |
| 1 | SORT AGGREGATE | | 1 | 4 | | |
PLAN_TABLE_OUTPUT
----------------------------------------------------------------------------------------------------
|* 2 | INDEX RANGE SCAN| IND_ID | 6 | 24 | 1 (0)| 00:00:01 |
----------------------------------------------------------------------------
两次的查询使用了同一个执行计划：索引扫描。这就是force的设置。
对与参数cusor_sharing设置为force时，根据实验，我们可以得出下列结论：
- Oracle对输入的SQL值，会将where条件取值自动替换为绑定变量。以后在输入相同的结构SQL语句时，会进行cursor sharing共享游标；
- 在第一次进行自动替换绑定变量的时候，Oracle会依据bind peeking取值，获取到一个执行计划，对应成子游标；
- 在以后的SQL语句中，只要出现父游标可共享的情况，Oracle都会强制使用生成的唯一子游标进行sharing。不去在乎是不是对SQL是最优的执行计划；
- FORCE取值的规则思想很简单，对SQL语句进行强制的绑定变量替换。使用第一次的bind peeking值生成执行计划，之后全部使用这个执行计划。这种方式实现了游标共享，避免出现大量的library cache硬解析，限制一个父游标的version_count数量。
- 如果这种SQL语句本身是“Good SQL”，也就是条件列分布比较平均，没有出现过大的偏移分布。我们认为这种FORCE是很有益的。但是如果数据列分布不平均，这样借用第一次输入的bind peeking生成并且共享执行计划就很成问题。我们说，在cursor_sharing取定FORCE遇到的潜在问题，和我们使用绑定变量时候使用的bind peeking值问题是相同的。
4.设置为similar时
当cursor_sharing设置为SIMILAR的时候，Oracle对没有使用绑定变量的SQL字面语句都会进行处理，将where条件后自动替换为绑定变量；并在执行语句时，对每一个条件设置值，都会生成一个新的child cursor子游标，匹配一个新的执行计划。
同上面的force设置：
BALLONTT@PROD> alter system flush shared_pool;
System altered.
BALLONTT@PROD> alter system flush shared_pool;
System altered.
BALLONTT@PROD> alter system set cursor_sharing=similar;
System altered.
BALLONTT@PROD> show parameter cursor_sharing;
NAME TYPE VALUE
------------------------------------ ------------------------------- -----------------------
cursor_sharing string SIMILAR
收集一下统计信息和直方图：
BALLONTT@PROD> exec dbms_stats.gather_table_stats('BALLONTT','T', cascade => true,METHOD_OPT =>'FOR COLUMNS SIZE AUTO');
PL/SQL procedure successfully completed.
BALLONTT@PROD> select column_name, num_distinct, NUM_BUCKETS, HISTOGRAM from dba_tab_col_statistics
2 where wner='BALLONTT' and table_name='T';
COLUMN_NAME NUM_DISTINCT NUM_BUCKETS HISTOGRAM
------------------------------ ------------ ----------- ---------------
ID 4 4 FREQUENCY
NAME 10000 1 NONE
进行测试：
BALLONTT@PROD> select count(*) from t where id='d';
COUNT(*)
----------
6
BALLONTT@PROD> select name,value from v$sysstat where name like '%parse%';
NAME VALUE
------------------------------------------- ----------
parse time cpu 2412
parse time elapsed 4792
parse count (total) 62015
parse count (hard) 8059
parse count (failures) 64
BALLONTT@PROD> select count(*) from t where id='b';
COUNT(*)
----------
20000
BALLONTT@PROD> select name,value from v$sysstat where name like '%parse%';
NAME VALUE
----------------------------------------- ----------
parse time cpu 2412
parse time elapsed 4792
parse count (total) 62017
parse count (hard) 8060
parse count (failures) 64
硬解析次数加1
BALLONTT@PROD> select sql_text,sql_id,child_number,executions from v$sql where sql_text like 'select count(*) from t where id%';
SQL_TEXT SQL_ID CHILD_NUMBER EXECUTIONS
----------------------------------------- ---------------- ------------- ------------
select count(*) from t where id=:"SYS_B_0" g82ztj8p3q174 0 1
select count(*) from t where id=:"SYS_B_0" g82ztj8p3q174 1 1
BALLONTT@PROD> select sql_text,sql_id,version_count,executions from v$sqlarea where sql_Text like 'select count(*) from t where id%';
SQL_TEXT SQL_ID VERSION_COUNT EXECUTIONS
----------------------------------------------- ------------- ------------- ---------
select count(*) from t where id=:"SYS_B_0" g82ztj8p3q174 2 2
使用了绑定变量，但是两次查询生成了两个子游标(child cursor)，即对应两个执行计划。
为了更清楚地看到两次sql使用了两个不同的子游标，即对应着使用了两个执行计划，我们再来分步查询一次：
BALLONTT@PROD> select count(*) from t where id='d';
COUNT(*)
----------
6
BALLONTT@PROD> select sql_text,sql_id,child_number from v$sql where sql_text like '%select count(*) from t where id%';
SQL_TEXT SQL_ID CHILD_NUMBER
----------------------------------------------- ------------- -------------
select count(*) from t where id=:"SYS_B_0" g82ztj8p3q174 0
查看执行计划：
BALLONTT@PROD> select * from table(dbms_xplan.display_cursor('g82ztj8p3q174',0,'advanced'));
PLAN_TABLE_OUTPUT
----------------------------------------------------------------------------------------------------
SQL_ID g82ztj8p3q174, child number 0
-------------------------------------
select count(*) from t where id=:"SYS_B_0"
Plan hash value: 3666266488
----------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
----------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | | | 1 (100)| |
| 1 | SORT AGGREGATE | | 1 | 2 | | |
PLAN_TABLE_OUTPUT
----------------------------------------------------------------------------------------------------
|* 2 | INDEX RANGE SCAN| IND_ID | 1 | 2 | 1 (0)| 00:00:01 |
----------------------------------------------------------------------------
执行计划为索引路径
再次查询：
BALLONTT@PROD> select count(*) from t where id='b';
COUNT(*)
----------
20000
BALLONTT@PROD> select sql_text,sql_id,child_number from v$sql where sql_text like 'select count(*) from t where id%'
2 ;
SQL_TEXT SQL_ID CHILD_NUMBER
----------------------------------------------- ------------- -------------
select count(*) from t where id=:"SYS_B_0" g82ztj8p3q174 0
select count(*) from t where id=:"SYS_B_0" g82ztj8p3q174 1
查看子游标（chilid_number=1）的执行计划：
BALLONTT@PROD> select * from table(dbms_xplan.display_cursor('g82ztj8p3q174',1,'advanced'));
PLAN_TABLE_OUTPUT
----------------------------------------------------------------------------------------------------
SQL_ID g82ztj8p3q174, child number 1
-------------------------------------
select count(*) from t where id=:"SYS_B_0"
Plan hash value: 2966233522
---------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
---------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | | | 15 (100)| |
| 1 | SORT AGGREGATE | | 1 | 2 | | |
PLAN_TABLE_OUTPUT
----------------------------------------------------------------------------------------------------
|* 2 | TABLE ACCESS FULL| T | 20081 | 40162 | 15 (0)| 00:00:01 |
---------------------------------------------------------------------------
执行计划为全表扫描，生成了一个新的执行计划。
由此我们可以得到结论：
- 当cursor_sharing设置为SIMILAR的时候，Oracle对没有使用绑定变量的SQL字面语句都会进行处理，将where条件后自动替换为绑定变量；
- 在执行语句是，对每一个条件设置值，都会生成一个新的child cursor子游标，与父游标相对应。当一个语句输入的时候，如果之前存在过相同条件值的SQL子游标，就共享该子游标。否则生成一个新的child cursor，生成一个匹配的执行计划；
- SIMILAR是FORCE的进化版。在SIMILAR模式下，Oracle对游标共享的条件变得比较敏感。如果绑定变量值发生变化，就意味着执行计划可能存在不匹配的情况。所以索性Oracle对每一个新的值都bind peeking一下，生成执行计划。而执行计划游标的共享只在相同绑定变量的时候才发生。
- 这个与FORCE相比，cursor_sharing=SIMILAR的确缓解了由于bind peeking单次带来的执行计划不匹配问题。但是会引入两个新问题：
- 如果对应条件列的取值相对较少，这样生成执行计划的个数起码是可以控制的。如 果是一种连续取值情况或者对应取值很多，必然引起parent cursor对应的child cursor数目增多，每次从child cursor列中遍历的时间增加，latch和pin发生的时间增多。这也是similar取值是一个常见的问题；
- 生成child cursor的标准不是是否执行计划相同，而是绑定变量值相同。这样如果数据分布较为平均，所有值对应的执行计划都是相同的。那么生成很多的子游标执行计划必然是相同的。这样又会带来性能和其他一些问题。
- 在谓词条件的列后没有直方图时，其作用和force类似，会共享子游标（可以删除where条件后列上的直方图重复最后一步实验验证）
Cursor_sharing设置为similar，存在一些BUG，即使是force也同样有BUG存在。例如导致EXPDP的导出时间变成，物化视图的更新变慢等。Oracle 并不建议你设置此参数。在12C中ORACLE将废除similar的设置。
