Oracle 11g R2性能优化 SQL TRACE

作为Oracle官方自带的一种基本性能诊断工具，SQL Trace可以用来评估当前正在运行的SQL语句的效率，同时为该语句生成统计信息等，并保存这些信息到指定路径下的跟踪文件(trace)当中。SQL Trace会将一条SQL语句或者PL/SQL包执行过程全部输出到跟踪文件(trace)当中，可以通过分析跟踪文件(trace)来分析SQL语句的执行效率并进行性能诊断与优化。

通常来说trace文件的内容不易于理解与阅读，Oracle官方还提供了工具tkprof对trace文件进行格式化处理，本文不讨论tkprof工具的使用。之前在工作中也有使用过SQL Trace进行SQL语句的跟踪诊断，但都没有进行完整的总结，本文就SQL Trace工具的使用进行梳理。

环境准备

操作系统(OS)：CentOS Linux release 7.5.1804 (Core)
数据库版本(Oracle Database)：Oracle Database 11g R2(11.2.0.4.0)

同时配置了示例SCHEMA和解锁了用户SCOTT、HR。

跟踪方式

开启SQL Trace有如下几种场景与方式：

当前会话开启跟踪本会话；
当前会话开启跟踪其他会话；
使用DBMS_MONITOR包来开启跟踪；
根据登录触发器来开启跟踪。

当前会话跟踪

最简单的方法是在SQL*PLUS当中执行如下语句：

开启：

-- 配置trace文件的标识符便于寻找定位

SYS@dbabd> alter session set tracefile_identifier = dbabd;

-- 开启当前会话跟踪

SYS@dbabd> alter session set sql_trace = true;

通过运行以上语句就开启了当前会话的跟踪，trace文件位于 $ORACLE_BASE/diag/rdbms/dbabd/dbabd/trace目录下：

$ pwd

/data/app/oracle/diag/rdbms/dbabd/dbabd/trace

$ ls *DBABD*

dbabd_ora_27978_DBABD.trc  dbabd_ora_27978_DBABD.trm

以上得到trace文件当中并不包含绑定变量值，也不包含等待事件信息，如果需要这些信息，可以使用DBMS_SESSION包来开启跟踪，前提是用户必须有ALTER SESSION权限，否则会报ORA-01031: insufficient privileges错误。关于DBMS_SESSION包的用法可以参考官方文档：DBMS_SESSION

如果事先没有配置trace文件的标识符，则可以通过以下语句进行定位：

定位：

-- 语句

select tracefile

  from v$session s

  join v$process p

    on p.addr = s.paddr

 where s.audsid = USERENV('SESSIONID');

-- 结果

SYS@dbabd> select tracefile

  2    from v$session s

  3    join v$process p

  4      on p.addr = s.paddr

  5   where s.audsid = USERENV('SESSIONID');

TRACEFILE

----------------------------------------------------------------------------------------------------

/data/app/oracle/diag/rdbms/dbabd/dbabd/trace/dbabd_ora_27978_DBABD.trc

有时需要确认当前会话是否开启了跟踪，可以使用如下语句查询：

查询：

-- 语句

select s.sql_trace,

       s.sql_trace_waits,

       s.sql_trace_binds,

       traceid,

       tracefile

  from v$session s

  join v$process p

    on p.addr = s.paddr

 where s.audsid = USERENV('SESSIONID');

-- 结果

SYS@dbabd> select s.sql_trace,

  2         s.sql_trace_waits,

  3         s.sql_trace_binds,

  4         traceid,

  5         tracefile

  6    from v$session s

  7    join v$process p

  8      on p.addr = s.paddr

  9   where s.audsid = USERENV('SESSIONID');

SQL_TRACE  SQL_TRACE_WAITS SQL_TRACE_BINDS TRACEID    TRACEFILE

---------- --------------- --------------- ---------- ------------------------------------------------------------

ENABLED   FALSE           FALSE           DBABD      /data/app/oracle/diag/rdbms/dbabd/dbabd/trace/dbabd_ora_2797

                                                      8_DBABD.trc

如果需要关闭当前会话跟踪，则执行如下语句：

关闭

SYS@dbabd> alter session set sql_trace = false;

其他会话跟踪

如果是通过当前会话开启对其他会话的跟踪，一般都由DBA通过SYS用户操作，可以使用DBMS_SYSTEM包当中一个存储过程SET_SQL_TRACE_IN_SESSION，前提是需要获取到会话的SID和SERIAL#。

查看DBMS_SYSTEM包当中的结构

SYS@dbabd> desc dbms_system

…………省略…………

PROCEDURE SET_EV

 Argument Name                  Type                    In/Out Default?

 ------------------------------ ----------------------- ------ --------

 SI                             BINARY_INTEGER          IN

 SE                             BINARY_INTEGER          IN

 EV                             BINARY_INTEGER          IN

 LE                             BINARY_INTEGER          IN

 NM                             VARCHAR2                IN

…………省略…………

PROCEDURE SET_SQL_TRACE_IN_SESSION

 Argument Name                  Type                    In/Out Default?

 ------------------------------ ----------------------- ------ --------

 SID                            NUMBER                  IN

 SERIAL#                        NUMBER                  IN

 SQL_TRACE                      BOOLEAN                 IN

获取其他会话的SID和SERIAL#

SYS@dbabd> select sid,SERIAL#,username from v$session where username is not null;

       SID    SERIAL# USERNAME

---------- ---------- ------------------------------------------------------------------------------------------

       125         17 SYS

       141         45 SCOTT

实际环境当中可能出现同一个用户有多个会话存在，需要根据v$session视图当中的其他选项进行判断，这里假设只有一个SCOTT用户会话。

开启对SCOTT用户会话的跟踪

SYS@dbabd> begin

  2    dbms_system.SET_SQL_TRACE_IN_SESSION(SID => 141,

  3                                         SERIAL# => 45,

  4                                         SQL_TRACE => true

  5    );

  6  end;

  7  /

PL/SQL procedure successfully completed.

或

SYS@dbabd> exec dbms_system.SET_SQL_TRACE_IN_SESSION(141,45,true);

PL/SQL procedure successfully completed.

定位跟踪的trace文件

SYS@dbabd> select s.sql_trace,

  2         s.sql_trace_waits,

  3         s.sql_trace_binds,

  4         traceid,

  5         tracefile

  6    from v$session s

  7    join v$process p

  8      on p.addr = s.paddr

  9   where s.sid = 141;

SQL_TRACE  SQL_TRACE_WAITS SQL_TRACE_BINDS TRACEID    TRACEFILE

---------- --------------- --------------- ---------- ------------------------------------------------------------

ENABLED    FALSE           FALSE           SCOTT      /data/app/oracle/diag/rdbms/dbabd/dbabd/trace/dbabd_ora_1014

                                                      _SCOTT.trc

关闭对SCOTT用户会话的跟踪

SYS@dbabd> exec dbms_system.SET_SQL_TRACE_IN_SESSION(141,45,false);

PL/SQL procedure successfully completed.

DBMS_MONITOR包跟踪

无论是跟踪当前会话或者其他会话都可以采用DBMS_MONITOR包当中的SESSION_TRACE_ENABLE存储过程。跟踪其他会话的前提还是需要获取到会话的SID和SERIAL#，关闭则使用包当中的SESSION_TRACE_DISABLE存储过程。

存储过程SESSION_TRACE_ENABLE参数需求如下，详细可参考官方文档：SESSION_TRACE_ENABLE Procedure：

PROCEDURE SESSION_TRACE_ENABLE

 Argument Name                  Type                    In/Out Default?

 ------------------------------ ----------------------- ------ --------

 SESSION_ID                     BINARY_INTEGER          IN     DEFAULT    -- 对应SID

 SERIAL_NUM                     BINARY_INTEGER          IN     DEFAULT    -- 对应SERIAL#

 WAITS                          BOOLEAN                 IN     DEFAULT    -- 对应是否加入等待事件跟踪

 BINDS                          BOOLEAN                 IN     DEFAULT    -- 对应是否加入绑定变量跟踪

 PLAN_STAT                      VARCHAR2                IN     DEFAULT    -- 对应跟踪转储行数据频率，取值参考官方文档

存储过程SESSION_TRACE_DISABLE参数需求如下，详细可参考官方文档：SESSION_TRACE_DISABLE Procedure：

PROCEDURE SESSION_TRACE_DISABLE

 Argument Name                  Type                    In/Out Default?

 ------------------------------ ----------------------- ------ --------

 SESSION_ID                     BINARY_INTEGER          IN     DEFAULT

 SERIAL_NUM                     BINARY_INTEGER          IN     DEFAULT

从以上两个存储过程所需参数来看，如果是跟踪当前会话的话可以省略SESSION_ID和SERIAL_NUM这两个参数，具体的开启和关闭语句可以参考其他会话跟踪当中的DBMS_SYSTEM包使用方法。

当前数据库跟踪

使用DBMS_MONITOR包还可以用来开启整个数据库的跟踪，但是这会造成trace文件异常庞大，不便于定位具体问题，而且也会造成一定的性能损失，所以通常不建议开启。

采用SQL语句方式：

-- 开启

SYS@dbabd> alter system set sql_trace = true;

-- 关闭

SYS@dbabd> alter system set sql_trace = false;

采用DBMS_MONITOR包方式，主要使用DATABASE_TRACE_ENABLE和DATABASE_TRACE_DISABLE两个存储过程：

PROCEDURE DATABASE_TRACE_ENABLE

 Argument Name                  Type                    In/Out Default?

 ------------------------------ ----------------------- ------ --------

 WAITS                          BOOLEAN                 IN     DEFAULT

 BINDS                          BOOLEAN                 IN     DEFAULT

 INSTANCE_NAME                  VARCHAR2                IN     DEFAULT

 PLAN_STAT                      VARCHAR2                IN     DEFAULT

PROCEDURE DATABASE_TRACE_DISABLE

 Argument Name                  Type                    In/Out Default?

 ------------------------------ ----------------------- ------ --------

 INSTANCE_NAME                  VARCHAR2                IN     DEFAULT

-- 开启

SYS@dbabd> exec dbms_monitor.DATABASE_TRACE_ENABLE(true,true,'dbabd','all_executions');

-- 关闭

SYS@dbabd> exec dbms_monitor.DATABASE_TRACE_DISABLE('dbabd');

采用登录触发器跟踪

可以通过创建登录触发器来跟踪某个用户的SQL执行效率情况，登录触发器会在会话初始化的时候去执行，触发器可以根据指定条件是否对这次会话开启跟踪，以下登录触发器是以SCOTT用户为例，为SCOTT用户登录的所有会话设置合适的trace文件标识符并开启跟踪。

-- 创建触发器SCOTT_LOGIN_TRACE语句

create or replace trigger scott_login_trace

	after logon on database

begin

	if user = 'SCOTT'

	then

		execute immediate 'alter session set tracefile_identifier = SCOTT';

		dbms_session.session_trace_enable(waits => true, binds => true, plan_stat => 'all_executions');

	end if;

end;

/

使用SYS用户进行创建：

SYS@dbabd> create or replace trigger scott_login_trace

  2  after logon on database

  3  begin

  4  if user = 'SCOTT'

  5  then

  6  execute immediate 'alter session set tracefile_identifier = SCOTT';

  7  dbms_session.session_trace_enable(waits => true,

  8                                    binds => true,

  9                                    plan_stat => 'all_executions'

 10  );

 11  end if;

 12  end;

 13  /

Trigger created.

查看触发器状态：

SYS@dbabd> select owner,trigger_name,status,trigger_body from all_triggers where owner = 'SYS' and trigger_name = 'SCOTT_LOGIN_TRACE';

OWNER      TRIGGER_NAME         STATUS     TRIGGER_BODY

---------- -------------------- ---------- --------------------------------------------------------------------------------

SYS        SCOTT_LOGIN_TRACE    ENABLED    begin

                                           if user = 'SCOTT'

                                           then

                                           execute immediate 'alter session set tracefile_identifier = SCOTT';

                                           dbms_session.session_trace_enable(waits => true, binds => true, plan_stat => 'all_executions');

                                           end if;

                                           end;

创建完触发器之后，SCOTT用户只要一登录就会默认开启跟踪。

总结

以上梳理了常见的开启SQL TRACE的几种方式，但是原始的trace文件可读性比较差，通常不会直接去读取，而是通过工具tkprof进行格式化之后进行阅读，关于tkprof的使用可以参考我另一篇博文：Oracle 11g R2性能优化 tkprof

参考

https://docs.oracle.com/cd/E11882_01/server.112/e41573/sqltrace.htm#PFGRF010

https://docs.oracle.com/cd/E11882_01/appdev.112/e40758/d_sessio.htm#ARPLS054

https://docs.oracle.com/cd/E11882_01/appdev.112/e40758/d_monitor.htm#ARPLS091

☆〖本人水平有限，文中如有错误还请留言批评指正！〗☆