探索索引的奥秘 - 10053事件

之前我们了解了索引的属性，以及一些对于是否能用索引似是而非的场景，相应的说明和结论可以参考，

《探索索引的奥秘 - 索引的属性》

《探索索引的奥秘 - 有索引就一定会用么？》

对于一条SQL，是否可以用索引，在CBO下，是依赖于Oracle对于不同执行计划成本值预估的判断，下面这张图是Concept描述的优化器，

优化器的输入，是通过解析器处理的语句，在优化器中，会执行以下操作，

1. 基于可用的访问路径，以及hints，优化器会创建一组SQL执行计划。

2. 基于数据字典中的统计信息，优化器会预估计算每一个执行计划对应的成本值。当然这是根据需要消耗的资源得到的一个预估值。

3. 优化器比较执行计划成本，然后选择一个成本最低的，作为query plan，这是优化器的输出，进入下一个阶段。

这么一看，一条SQL是否高效，换句话说，这条SQL的执行计划，成本值是否是最低的，就和优化器，息息相关了。

对于关系型数据库来说，优化器这个组件的优劣，一定意义上，决定了这款产品的优劣，优化器的实现，算是Oracle的商业机密，但Oracle可以说是最“开源”的“闭源”，因为他提供了一些方法，可以让我们了解为了创建一条执行计划而使用的一些信息，这个方法就是10053事件，他会详细描述CBO模式的优化器在评估执行计划并进行选择时的信息。

通过10053事件的trace，可以看见所有执行计划，以及相应的成本，进而可以知道为什么Oracle选择了这个索引或者为什么没用这索引。因此当我们碰见SQL性能问题，或者怀疑执行计划是否正确，可以执行一下10053，了解选择的背后，也许可以得到一些提示。

要得到10053的trace，针对不同的场景，有两种方法，

场景一： 在当前的session，创建10053事件trace，可以使用 alter session set events '10053 trace name context forever[, level {1|2}]' 关闭10053事件trace，可以使用 alter session set events '10053 trace name context off' 场景二： 创建另一个session的10053事件trace，可以使用 sys.dbms_system.set_ev (<sid>, <serial#>, 10053, {1|2}, '') 关闭10053事件trace，可以使用 sys.dbms_system.set_ev (<sid>, <serial#>, 10053, 0, '')

针对场景二，session的sid和serial#可以使用如下SQL，

SQL> select sid, serial# from v$session where username=USER and status='ACTIVE'; SID    SERIAL# ------ ---------- 30      201

sid和serial#含义如下，

SID: Session identifier SERIAL#： Session serial number. Used to identify uniquely a session's objects. Guarantees that session-level commands are applied to the correct session objects if the session ends and another session begins with the same session ID.

还有一些关于10053事件的细节，

(1) 10053事件有两个级别，1和2，1比2要详细。 (2) 10053事件的trace会写入user_dump_dest定义的路径。 (3) 只有使用CBO优化器的时候，才可以产生10053的trace，否则(使用RBO)trace文件只会包含SQL语句。

(4) SQL使用RBO解析的三个原因 (a) optimizer_mode或者optimizer_goal设置为rule。其中optimizer_goal是11g废弃的参数，另外PLSQL Developer的界面中，会有这参数。

(b) 语句使用了rule hint。 (c) 语句中任何表没被分析过，并且语句中不包含任何hint。

创建10053事件，

session A执行： SQL> select sid, serial# from v$session where username=USER and status='ACTIVE'; SID    SERIAL# ------ ---------- 30      201 session B执行： SQL> exec sys.dbms_system.set_ev(30, 201, 10053, 1, ''); PL/SQL procedure successfully completed. session A执行： SQL> explain plan for select * from test where id = 1; Explained. session B执行： SQL> exec sys.dbms_system.set_ev(30, 201, 10053, 0, ''); PL/SQL procedure successfully completed.

进入user_dump_dest定义的路径，可以看见，10053的trace文件，

BISAL_ora_74755.trc

打开文件，我们来看一些主要的信息，

第一部分，描述了可能影响执行计划选择的一系列参数值，简单讲会影响CBO的参数，有一些是默认值，有一些是改了的，

*************************************** PARAMETERS USED BY THE OPTIMIZER ********************************************************************* PARAMETERS WITH ALTERED VALUES ****************************** Compilation Environment Dump _smm_min_size                       = 176 KB optimizer_use_invisible_indexes     = true Bug Fix Control Environment ************************************* PARAMETERS WITH DEFAULT VALUES ****************************** Compilation Environment Dump optimizer_mode_hinted               = false optimizer_features_hinted           = 0.0.0 parallel_execution_enabled          = true ...

这部分显示了，经过transformation的语句，来作为优化器的输入，可以看出，将原语句的select *解析为了，具体的字段信息，并且表名前，增加了属主信息，

Final query after transformations:******* UNPARSED QUERY IS ******* SELECT "TEST"."ID" "ID","TEST"."NAME" "NAME" FROM "BISAL"."TEST" "TEST" WHERE "TEST"."ID"=1 kkoqbc: optimizing query block SEL$1 (#0)         :     call(in-use=5456, alloc=16344), compile(in-use=64880, alloc=68488), execution(in-use=93848, alloc=97560) kkoqbc-subheap (create addr=0x7fb7c28fea40) **************** QUERY BLOCK TEXT **************** select * from test where id = 1

接下来是基本的统计信息，包括表以及所有的索引，

其中的字段，可以和视图dba_tables进行对应，例如表行数为10000，有20个数据块，平均行长为8字节，

还有些字段，可以和视图dba_indexes进行对应，例如索引IDX_TEST_01的层级为1，叶子块数量为21，索引distinct值为10000，每个键值的平均叶子块数为1，每个键值的平均数据块数为1，索引聚簇因子为16，

SINGLE TABLE ACCESS PATH部分，是优化器评估如何访问TEST表，注意这只会显示谓词中出现的列对应的统计信息，

其中一些字段，可以和视图dba_tab_columns进行对应，

首先给出了表的基本信息，

Table: TEST  Alias: TEST     Card: Original: 10000.000000  Rounded: 1  Computed: 1.00  Non Adjusted: 1.00

全表扫描的成本如下，

Access Path: TableScan     Cost:  7.17  Resp: 7.17  Degree: 0       Cost_io: 7.00  Cost_cpu: 2142450       Resp_io: 7.00  Resp_cpu: 2142450

Resp表示使用并行查询的成本。

索引扫描的成本如下，

Access Path: index (AllEqRange)     Index: IDX_TEST_01     resc_io: 2.00  resc_cpu: 15463     ix_sel: 0.000100  ix_sel_with_filters: 0.000100     Cost: 2.00  Resp: 2.00  Degree: 1

根据成本值，得出使用IndexRange的执行计划，是最佳选择，

Best:: AccessPath: IndexRange   Index: IDX_TEST_01          Cost: 2.00  Degree: 1  Resp: 2.00  Card: 1.00  Bytes: 0

下面就会显示执行计划，其中Cost就是之前Oracle计算出来的，

还会有一些辅助信息，包括Outline数据，

问题来了，我们有了这个10053的trace，对于排查SQL问题，有什么帮助？

10053的trace中会显示CBO计算每一种执行计划需要用到的各种参数信息，例如表数据量、索引聚簇因子、是否开启并行、甚至使用的一些系统参数，就为我们排查SQL性能问题，提供了线索，比如原表应有100万条记录，虽然检索字段有索引，但trace中显示表记录数只有1000条，就有可能不会用索引，我们看一下Oracle计算的执行计划成本值有可能就会发现些问题，再比如两表连接，两张大表关联应该用Hash Join，但实际选择的是Nest Loop，为何选择了前者，通过10053事件，会给我们些提示。

总结：

1. 我们可以通过10053事件的trace，了解CBO模式下执行计划的选择，进而辅助我们来了解，SQL执行计划的选择正确与否。

2. 无论当前session，还是另一个session，都可以创建10053事件的trace文件，只是语法不同。

参考文献：

《A LOOK UNDER THE HOOD OF CBO: THE 10053 EVENT》

《https://asktom.oracle.com/pls/asktom/f?p=100:11:::::P11_QUESTION_ID:63445044804318》

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