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1 Johannes Ahrends CarajanDB GmbH

2 CarajanDB Warum ist eine Anwendung langsam? Beispiele von echten Performanceproblemen 2

3 Experten mit über 20 Jahren Oracle Erfahrung Firmensitz in Erftstadt bei Köln Spezialisten für Oracle Datenbank Administration Hochverfügbarkeit (RAC, Data Guard, Failsafe, etc) Einsatz der Oracle Standard Edition Oracle Migrationen (HW, Unicode, Konsolidierung, Standard Edition) Replikation (Goldengate, SharePlex, Dbvisit) Performance Tuning Schulung und Workshops (Oracle, Toad) 3

4 Ungünstig programmiert Verarbeitung zu aufwändig Es werden zu viele Daten gelesen Datenverarbeitung zu langsam Datenselektion zu aufwändig Änderung der Daten zu kompliziert Datenbank zu langsam Unterdimensionierte Hardware Zu viel Last Falsch konfigurierte Datenbank 4

5 Subjektive Ursachen Schlechtes Wetter Persönliche Probleme Neue Softwareversion Früher war alles besser Objektive Ursachen Datenmenge hat zugenommen Fehler durch Batchverarbeitung Falscher Ausführungsplan Falsche Statistiken 5

6 Forrester Research 6

7

8 1. Parsen der Anweisung Ermitteln, ob identische Anweisung bereits im Library Cache vorliegt Syntax und Semantik der Anweisung prüfen Evtl. Sperren von verwendeten Objekten Erstellen des Ausführungsplans und Abspeichern im Library Cache 2. Ausführen ausgewählte Zeilen ermitteln 3. Abrufen Ermitteln, ob betroffene Elemente bereits im Database Buffer Cache vorliegen ggfs. Daten aus den Datenfiles in den Database Buffer Cache laden zurückgeben der Daten an den Benutzer-Prozess 8

9 1. Parsen der Anweisung Ermitteln, ob identische Anweisung bereits im Library Cache vorliegt Syntax und Semantik der Anweisung prüfen Evtl. Sperren von verwendeten Objekten Erstellen des Ausführungsplans und Abspeichern im Library Cache 2. Ausführen Lesen der Daten (aus Undo-Segmenten, Database Buffer Cache oder Datenfiles) Sperren auf zu ändernde Zeilen setzen Protokollieren der Änderungen im Redolog Buffer Erstellen des "Before Image" im Undo Segment und Änderung an den Originaldaten im Database Buffer Cache vornehmen Before Images ebenfalls im Redolog Buffer protokollieren Markieren der geänderten Blöcke als "dirty" 9

10 Wiederverwendung von Befehlen Parsen wird eingespart Gleicher Ausführungsplan Nur bei identischen Befehlen (gleicher Hash-Value) Beispiel: Nicht wiederverwendbar (Literale): SELECT vorname, nachname FROM personen WHERE nachname = 'Meier'; Wiederverwendbar (Bindevariable): SELECT vorname, nachname FROM personen WHERE nachname = :nachname; Bindevariablen werden erst zur Laufzeit hinzugefügt 10

11 Über Statistiken werden die Plankosten ermittelt. Tabellen und Indizes werden überwacht ( MONITORING ) und automatisch neu analysiert, wenn sich mehr als 10% der Daten seit der letzten Analyse geändert hat. Die Statistiken sollten immer aktuell sein! Genutzt werden: Tabellenstatistiken Spaltenstatistiken Indexstatistiken Systemstatistiken (CPU, Memory, I/O) Server Parameter (init.ora) 11

12 Der Oracle Optimizer entscheidet aufgrund der Statistiken, auf welche Art das Statement abgearbeitet werden soll. Es wird ein Ausführungsplan erstellt. Alle beteiligten Objekte und die Reihenfolge der Abarbeitung sind dort beschrieben. Der Ausführungsplan wird ausgeführt. 12

13 Beinhaltet die Ausführung des Statements Unterscheidung zwischen: Ermitteln eines exemplarischen Ausführungsplans wenn ich diesen Befehl jetzt ausführen würde, was würde für ein Plan benutzt Befehl: explain Plan for Tools (Toad, SQL-Developer, Oracle Enterprise Manager) Enthält die Umgebung, unter der ich den Plan aufrufe Tatsächlicher Ausführungsplan V$SQL_PLAN V$SQL_PLAN_STATISTICS Natürlich nur für bereits ausgeführte Befehle Nur im Cache (ev. über Tools separat abgespeichert) 13

14 PLAN_TABLE_OUTPUT Plan hash value: Id Operation Name Rows Bytes Cost (%CPU) Time PLAN_TABLE_OUTPUT SELECT STATEMENT K 386 (3) 00:00:05 * 1 HASH JOIN K 386 (3) 00:00:05 * 2 HASH JOIN (4) 00:00:02 3 MERGE JOIN (5) 00:00:02 4 TABLE ACCESS BY INDEX ROWID STATUS (0) 00:00:01 5 INDEX FULL SCAN PK_STATUS 5 1 (0) 00:00:01 * 6 SORT JOIN (5) 00:00:02 * 7 TABLE ACCESS FULL AUFTRAEGE (4) 00:00:02 8 TABLE ACCESS FULL PERSONEN K 14 (0) 00:00:01 9 TABLE ACCESS FULL POSITIONEN 353K 4482K 281 (2) 00:00: Predicate Information (identified by operation id): access("a"."aufid"="po"."aufid") 2 - access("p"."persid"="a"."persid") 6 - access("s"."statusid"="a"."aufstatus") filter("s"."statusid"="a"."aufstatus") 7 - filter(to_char(internal_function("a"."aufdatum"),'dd.mm.yyyy')=' ') 25 Zeilen ausgewõhlt. 14

15 15

16 16

17

18 Diätdatenbank ( Online Abnehmen ) Neuer Kunde klagt über massive Probleme: Server mit 16 Cores fast permanent zu 100 % ausgelastet Grund: Ende Dezember wurde ein neuer Anwender in Betrieb genommen Administrator beklagt sich bei Facebook mit einigen Screenshots des Servers (!) 18

19 CPU Load Ende 2013 Anfang

20 Remote Login mit Teamviewer Check der wesentlichen Datenbank Parameter Keine Auffälligkeiten Ermitteln der derzeitigen Statistikdaten (Statspack) Anschließend DBA zum Mittagessen geschickt Weiterer Snapshot der Statistikdaten 20

21 Index auf einer Tabelle fehlte 21

22 SQL> SELECT p.vorname, p.nachname, a.plz, a.ort FROM personen p INNER JOIN adressen a ON (p.persid = a.persid) WHERE p.nachname like 'M%' AND p.vorname = 'Karl-Gustav-Theodor'; Langsam oder schnell? 22

23 Schnell wenn: Wenig Datensätze (z.b. Testsystem mit 100 Sätzen) Indizierung des Vornamens Langsam wenn: Viele Datensätze (Produktion!!!) Indizierung des Nachnamens und Vornamens (Zusammengesetzter Index) 23

24 Neue Anwendung für Krankheitsgruppen Anwender bemängeln lange Laufzeiten für Anpassung der Daten Auffällig: SQL> DELETE FROM partner WHERE id=:id; Persid ist Primärschlüssel! Langsam oder schnell? 24

25 25

26 Warum werden so viele Datensätze gelesen? Tabelle partner hat abhängige Datensätze (Master Detail) Kein Index auf den Foreign Key: Table Lock auf die Detail Tabelle, wenn Update auf Primary Key der Master Tabelle Updates auf den Primary Key sind selten Index auf Foreign Key nicht erforderlich Aber: DELETE FROM Master Tabelle FULL TABLE SCAN auf die Detail Tabelle 26

27 Abfragen der Versichertendaten langsam Index oder nicht? SQL> CREATE INDEX idx_name ON personen (vorname, nachname); SQL> SELECT anrede, vorname, nachname 2 FROM tuk.personen pe 3 WHERE pe.nachname LIKE 'wei_' 4 AND pe.vorname LIKE 'Martin'; ANRED VORNAME NACHNAME Herr Martin Weiß Herr Martin Weis Herr Martin Weiz 3 Zeilen ausgewählt. 2_abfrage_ls.bat 27

28 28

29 29

30 Versuch einer Analyse: SQL> SELECT anrede, vorname, nachname 2 FROM tuk.personen pe 3 WHERE pe.nachname LIKE 'wei_' 4 AND pe.vorname LIKE 'Martin'; ANRED VORNAME NACHNAME Herr Martin Weiß Herr Martin Weis Herr Martin Weiz 3 Zeilen ausgewählt. 30

31 Versuch einer Analyse: PLAN_TABLE_OUTPUT Plan hash value: Id Operation Name Rows Bytes Cost (%CPU) Time SELECT STATEMENT (2) 00:00:04 1 SORT ORDER BY (2) 00:00:04 * 2 TABLE ACCESS FULL PERSONEN (1) 00:00: Predicate Information (identified by operation id): filter("pe"."nachname" LIKE 'wei_' AND NLSSORT("PE"."VORNAME",'nls_sort=''BINARY_CI''') =HEXTORAW('6D E00') ) 31

32 ALTER SESSION SET nls_sort=binary_ci; Sortierung ist unabhängig von Groß- / Kleinschreibung aber abhängig von Akzenten Alternativen: binary_ai Case und Akzent insensitiv german_ai Deutsche Sortierung, Case und Akzent insensitiv ALTER SESSION SET nls_comp=linguistic; Filter verwenden die gleiche Funktion wie NLS_SORT, d.h. in diesem Fall ist die WHERE- Clausel unabhängig von Groß- / Kleinschreibung und von Akzenten Alternativen: BINARY oder ANSI 32

33 Entweder Linguistische Suche ausschalten oder Index auf Linguistische Suche CREATE INDEX idx_name2 ON personen (NLSSORT (vorname, 'nls_sort=binary_ci'), NLSSORT (nachname, 'nls_sort=binary_ci')); 33

34 Einsatz in der Schweiz Ende 2012 Anwendung überwacht Mobilfunksender Bei 3000 überwachten Servern ca. 15 Minuten pro Report Bei 9000 überwachten Servern Abbruch des Reports nach 60 Minuten bzw. 80 Minuten Laufzeit Datenbankgröße ca. 20 GByte (5,6 GB Tabellen; 6,5 GB Indizes) 34

35 Statspack Report SQL ordered by Elapsed Time DB/Inst: NCDBP/NCDBP Snaps: Elapsed Elapsed Time Time (s) Executions per Exec (s) %Total %CPU %IO SQL Id , , bx7m7493x4fbu Module: perl.exe SELECT COUNT(DISTINCT h.guid) as host_count, COUNT(DISTINCT fav.app_id) as app_c ount, COUNT(DISTINCT fav.vuln_id) as vuln_count FROM host h INNER JOIN (SELECT h s.guid, NVL(ROUND(AVG(CASE WHEN hs.host_score = 0 THEN NULL ELSE hs.host_score E ND), 0), 0) as host_score, MAX(hs.audit_id) as audit_id, hs.vne_id, hs.host_guid Elapsed Time: 3.011,8(s) = ca. 50 Minuten 35

36 Abfrage: SELECT COUNT(DISTINCT ) call count cpu elapsed disk query current rows Parse Execute Fetch total disk: = 232 Mbyte query: = Gbyte = ca. 7.4 Terabyte (für eine 20 GB große Datenbank) 36

37 Anwendung ursprünglich für SQL-Server geschrieben Daraus folgt: SQL-Server standardmäßig Index-Organized-Tabellen Oracle standardmäßig Heap Tabellen Kein Index auf die abgefragte Spalte 37

38 Nicht zu komplexe Tabellenstrukturen (zu viele Spalten) Möglichst wenig Änderung in der Tabellenstruktur (ALTER TABLE ADD/DROP COLUMN) Möglichst immer Primary Key Foreign Keys benennen und indizieren 38

39 Analysieren der SQL-Befehle Wird ein Index benutzt Gibt es die Möglichkeit für zusammengesetzte Indizes Was ist mit abhängigen Spalten (z.b. Postleitzahl, Ort) Anwender bei Abfragen leiten, um bestimmte, indizierte Spalten zu benutzen Vermeiden von Full-Table-Scans Bewusste Verwendung von Variablen und Literalen Literale bei Spalten mit wenigen Ausprägungen (z.b. Auftragsstatus) Variablen bei üblichen Spalten (z.b. Vorname, Artikel, ) 39

40 Regelmäßige Health-Checks Gibt es Tabellen ohne Index Wie gut ist der Cache ausgelastet Erstellung von Baselines für kritische SQL-Befehle Festlegen des Ausführungsplans Backups zu lastarmen Zeiten planen Möglich konstante Konfiguration keine dynamisch veränderbaren Parameter, z.b. sga_target, memory_target Permanente Performanceüberwachung 40

41 Eine optimale Konfiguration kann nur gelingen, wenn Architekten, Entwickler und Administratoren zusammenarbeiten Fingerpointing führt zu nichts! 41

42

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