Oracle Exadata Smart Scan 智能扫描特性详解

Oracle Exadata Smart Scan 智能扫描特性详解

为什么使用Oracle Exadata Smart Scan？因为智能扫描是非常棒的特性，也是所有数据库中独一无二的特性。

什么是Smart Scan以及为什么用Smart Scan?

简而言之，Smart Scan是Oracle将SQL处理任务卸载到Exadata存储服务器上，存储服务器处理大量数据后将一小部分返回给数据库，那么数据库本身要处理的数据就少了，这对于数据仓库/ ODS等OLAP数据库带来的性能提升是非常大的。

为了使Smart Scan正常运行，SQL必须具有以下要求：

您要查询的段必须存储在Exadata中，其中磁盘组cell.smart_scan_capable参数设置为true。

必须进行全表扫描或索引快速全扫描操作。

该段必须足够大以触发直接路径读取操作。

让我们来看一个例子：

这是我的表SALES，它具有1.9GB的数据和2000万行：

SQL> select segment_name, segment_type, bytes/1024/1024 mb from user_segments where segment_name='SALES' SEGMENT_NAME         SEGMENT_TYPE       MB-------------------- ------------------ ----------SALES                TABLE              1984 SQL> select count(*) from sales   COUNT(*)----------  20000000 Elapsed: 00:00:03.97

为了使用smart scan功能，首先确认cell_offload_processing参数设置为true：

SQL> show parameter cell_offload_processing NAME                                 TYPE        VALUE------------------------------------ ----------- ------------------------cell_offload_processing              boolean     TRUE--也可以指定hint不让SQL走smart scanSQL> select /*+ OPT_PARAM('cell_offload_processing' 'false') */ max(ORDER_DATE) from SALES; MAX(ORDER---------28-SEP-19 Elapsed: 00:00:16.52

上面我们可以看到，没有使用smart scan的执行时间为16.52秒。

当我查询未使用smart scan功能的会话的统计信息时，从单元（存储服务器）到数据库服务器返回数据1901MB，物理读1901MB：

SQL> select s.name, m.value/1024/1024 mb from v$mystat m, v$sysstat s where m.statistic#=s.statistic# and (s.name like '%physical IO%' or s.name like '%optimized%' or s.name like 'physical%total bytes'); NAME                                                             MB---------------------------------------------------------------- ----------physical read requests optimized                                 7.6294E-06physical read total bytes optimized                              .921875physical read total bytes                                        1901.14063physical write requests optimized                                0physical write total bytes optimized                             0physical write total bytes                                       0cell physical IO interconnect bytes                              1901.14063cell physical IO bytes saved during optimized file creation      0cell physical IO bytes saved during optimized RMAN file restore  0cell physical IO bytes eligible for predicate offload            0cell physical IO bytes saved by storage index                    0cell physical IO bytes sent directly to DB node to balance CPU   0cell physical IO interconnect bytes returned by smart scan       0cell simulated physical IO bytes eligible for predicate offload  0cell simulated physical IO bytes returned by predicate offload   0 15 rows selected. Elapsed: 00:00:00.01

现在，我断开连接并重新连接以重置会话统计信息，并且去掉hint，确保SQL能使用smart scan：

SQL> select max(ORDER_DATE) from SALES; MAX(ORDER---------28-SEP-19 Elapsed: 00:00:04.36

我们可以看到时间减少了四倍。

那是因为使用了smart scan功能，可以通过再次查询会话统计信息来确认：

SQL> select s.name, m.value/1024/1024 mb from v$mystat m, v$sysstat s where m.statistic#=s.statistic# and (s.name like '%physical IO%' or s.name like '%optimized%' or s.name like 'physical%total bytes'); NAME                                                             MB---------------------------------------------------------------- ----------physical read requests optimized                                          0physical read total bytes optimized                                       0physical read total bytes                                        1901.14063physical write requests optimized                                         0physical write total bytes optimized                                      0physical write total bytes                                                0cell physical IO interconnect bytes                              275.122597cell physical IO bytes saved during optimized file creation               0cell physical IO bytes saved during optimized RMAN file restore           0cell physical IO bytes eligible for predicate offload            1901.14063cell physical IO bytes saved by storage index                             0cell physical IO bytes sent directly to DB node to balance CPU            0cell physical IO interconnect bytes returned by smart scan       275.122597cell simulated physical IO bytes eligible for predicate offload           0cell simulated physical IO bytes returned by predicate offload            0 15 rows selected. Elapsed: 00:00:00.00

我们看到物理读的总数是相同的，但是存储单元返回的数据只有275MB，这与smart scan返回的大小相同。这就是查询运行更快的原因；存储服务器处理数据并仅返回对我的查询重要的内容。smart scan功能具有“列过滤”和“谓词推入”的优势，只返回实际查询的行和列中的数据。

另外，前面提到必须打开直接路径读，数据库才能使用smart scan功能。让我们看一个示例，当我通过将隐藏参数_serial_direct_read更改为never来禁用Direct Path Read时：

SQL> alter session set "_serial_direct_read" = never; Session altered. Elapsed: 00:00:00.00SQL> select max(ORDER_DATE) from SALES; MAX(ORDER---------28-SEP-19 Elapsed: 00:00:25.52

我们可以看到，它比第一次执行花费更多的时间，而且所有本应直接传递到会话PGA的数据都传递给了Buffer Cache：

SQL> select s.name, m.value/1024/1024 mb from v$mystat m, v$sysstat s where m.statistic#=s.statistic# and (s.name like '%physical IO%' or s.name like '%optimized%' or s.name like 'physical%total bytes'); NAME                                                                     MB---------------------------------------------------------------- ----------physical read requests optimized                                 .000020027physical read total bytes optimized                                .9609375physical read total bytes                                        1901.23438physical write requests optimized                                         0physical write total bytes optimized                                      0physical write total bytes                                                0cell physical IO interconnect bytes                              1901.23438cell physical IO bytes saved during optimized file creation               0cell physical IO bytes saved during optimized RMAN file restore           0cell physical IO bytes eligible for predicate offload                     0cell physical IO bytes saved by storage index                             0cell physical IO bytes sent directly to DB node to balance CPU            0cell physical IO interconnect bytes returned by smart scan                0cell simulated physical IO bytes eligible for predicate offload           0cell simulated physical IO bytes returned by predicate offload            0 15 rows selected. Elapsed: 00:00:00.00

所有，smart scan是非常棒的特性和技术，能够非常有效的提升大数据量的查询SQL。