有关Oracle统计信息的知识点

一、什么是统计信息

统计信息主要是描述数据库中表，索引的大小，规模，数据分布状况等的一类信息。例如，表的行数，块数，平均每行的大小，索引的leaf blocks，索引字段的行数，不同值的大小等，都属于统计信息。CBO正是根据这些统计信息数据，计算出不同访问路径下，不同join 方式下，各种计划的成本，最后选择出成本最小的计划。
统计信息是存放在数据字典表中的，如tab$，一般可通过察看某些视图来获取统计信息状况，如DBA_TABLES,DBA_INDEXES,DBA_TAB_COL_STATISTICS, DBA_TAB_HISTOGRAMS等。在这些视图中包含表示统计信息的一些字段，这些字段只有搜集过统计信息之后才有值，否则是空的。例如，last_analyzed 字段表示上次统计信息搜集的时间，可以根据这个字段，快速的了解最近一次统计信息搜集的时间。

二、收集统计信息的方法

使用gather_stats_job自动收集是在创建数据库时自动创建的，并由调度程序进行管理。他会收集数据库中优化程序统计信息缺失或已过时的所有对象的统计信息。
使用dbms_stats 程序包手动收集收集的是系统统计信息。
通过设置数据库初始化参数进行收集。
通过从另一个数据库导入统计信息进行收集。

三、Oracle自动收集统计信息的原理

统计信息对于Oracle数据库来说至关重要，尤其是在使用CBO（基于成本的优化器）模式的时候，统计信息包括表的使用块数、空闲块数、平均行长度、统计信息收集时间等。在Oracle9i数据库中，两种优化器模式RBO和CBO并存，在默认情况下，optimizer_mode参数的值是choose，choose不是优化器模式，它表示在分析数据库中的语句时，如果在对象上有统计信息，就是用CBO方式生成执行计划，如果对象上没有统计信息，是使用RBO模式。

从总体上来说，CB的准确度高于RBO，但是它要求要有统计信息和统计信息必须准确，否则Oracle可能会做出错误的判断。所以在Oracle9i数据库中，我们会自己来规划在什么样的时间采用什么样的策略来收集统计信息。也就是说，Oracle9i的统计信息收集工作必须通过手工方式来实现。

到了Oracle10g，默认情况下，optimizer_mode=all_rows，也就是采用了CBO的方式，为了保证执行计划的准确，在周一到周五（晚22:00-次日6:00），通过一个job（gather_stat_job）自动收集对象的统计信息。这种自动收集统计信息的方式并不是收集所有对象的统计信息，而是收集没有统计信息的对象和统计信息过旧的对象。

Automatic Statistics Gathering是由Scheduler调度GATHER_STATS_JOB作业来完成的，在GATHER_STATS_JOB作业中则调用DBMS_STATS.GATHER_DATABASE_STATS_JOB_PROC存储过程。GATHER_DATABASE_STATS_JOB_PROC是一个内部的存储过程，基本上跟DBMS_STATS.GATHER_DATABASE_STATS的功能一样，但在其内部有优先顺序的考虑，更新量（变化量）越多的表将会越优先收集统计信息。为对象收集统计信息的条件是，之前从来没有收集过的或者是更新的（包括insert,update,delete,truncate）记录数超过当前总记录数10%的表（在Oracle11g中则提供了SET_TABLE_PREFS函数修改10%这个阈值）。记录数的更改量由Oracle数据库自动监控，在初始化参数statistics_level设置为TYPICAL或者ALL时，自动监控即会生效。

3.1 调整当更新量达（变化量）达到多少时开始统计信息收集任务

BEGIN

DBMS_STATS.SET_TABLE_PREFS ( ownname =>'XXXXX', tabname =>'T1', pname =>'STALE_PERCENT', pvalue =>'5');

END;

/

3.2 调整自动收集统计信息的执行时间

select t1.window_name,t1.repeat_interval,t1.duration from dba_scheduler_windows t1,dba_scheduler_wingroup_members t2

where t1.window_name=t2.window_name and t2.window_group_name in ('MAINTENANCE_WINDOW_GROUP','BSLN_MAINTAIN_STATS_SCHED');

WINDOW_NAME                    REPEAT_INTERVAL                                              DURATION

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

MONDAY_WINDOW                  freq=daily;byday=MON;byhour=22;byminute=0; bysecond=0        +000 04:00:00

TUESDAY_WINDOW                 freq=daily;byday=TUE;byhour=22;byminute=0; bysecond=0        +000 04:00:00

WEDNESDAY_WINDOW               freq=daily;byday=WED;byhour=22;byminute=0; bysecond=0        +000 04:00:00

THURSDAY_WINDOW                freq=daily;byday=THU;byhour=22;byminute=0; bysecond=0        +000 04:00:00

FRIDAY_WINDOW                  freq=daily;byday=FRI;byhour=22;byminute=0; bysecond=0        +000 04:00:00

SATURDAY_WINDOW                freq=daily;byday=SAT;byhour=6;byminute=0; bysecond=0         +000 20:00:00

SUNDAY_WINDOW                  freq=daily;byday=SUN;byhour=6;byminute=0; bysecond=0         +000 20:00:00

# WINDOW_NAME：任务名

# REPEAT_INTERVAL：任务重复间隔时间

# DURATION：持续时间

# 1.停止任务

BEGIN

DBMS_SCHEDULER.DISABLE(

name=>'"SYS"."FRIDAY_WINDOW"',

force=>TRUE);

END;

# 2.修改任务的持续时间，单位是分钟

BEGIN

DBMS_SCHEDULER.SET_ATTRIBUTE(

name=>'"SYS"."FRIDAY_WINDOW"',

attribute=>'DURATION',

value=>numtodsinterval(180, 'minute'));

END;

# 3.开始执行时间，BYHOUR=2,表示2点开始执行

BEGIN

DBMS_SCHEDULER.SET_ATTRIBUTE(

name=>'"SYS"."FRIDAY_WINDOW"',

attribute=>'REPEAT_INTERVAL',

value=>'FREQ=WEEKLY;BYDAY=MON;BYHOUR=2;BYMINUTE=0;BYSECOND=0');

END;

# 4.开启任务

BEGIN

DBMS_SCHEDULER.ENABLE(

name=>'"SYS"."FRIDAY_WINDOW"');

END;

3.3 禁用统计信息自动收集

BEGIN

DBMS_SCHEDULER.DISABLE('GATHER_STATS_JOB');

END;

/

四、DBMS_STATS包

DBMS_STATS包，主要提供了搜集（gather），删除（delete），导出（export），导入（import），修改（set）统计信息的方法。

dbms_stats与analyze的区别：

dbms_stats是Oracle9i及后续版本中用于收集统计信息的包，虽然analyze命令也一直可以使用，但是现在已经不推荐使用analyze命令来收集统计信息，而是使用dbms_stats。两者之间有很大的不同，dbms_stats能正确收集分区表的统计信息，也就是说能够收集global statistic，而analyze只能收集最低层次对象的统计信息，然后推导和汇总出高一级对象的统计信息，如果分区表只会收集分区统计信息，然后再汇总出所有分区的统计信息，得到表一级的统计信息。

4.1 什么是golbal statistic

golbal statistic是指直接从对象本身收集到的统计信息，而不是从下一级对象“推导”和“汇总”出来的统计信息，golbal statistic对于优化器来说非常重要，一个SQL，除非其查询条件限制了数据只在分区上，否则大多数情况下需要golbal statistic才能得到正确的执行计划。有的统计值可以从下一级对象进行汇总后得到，如表的总行数，可以通过各分区的行数相加得到。但有的统计值不能通过下一级对象得到，比如列上的唯一值数量（distinct value）以及密度值（density）。

4.2 使用DBMS_STATS.GATHER_DATABASE_STATS收集整个数据库的统计信息

BEGIN

dbms_stats.gather_database_stats(estimate_percent => dbms_stats.AUTO_SAMPLE_SIZE,

method_opt => 'for all indexed columns',

options => 'GATHER AUTO',

cascade => TRUE);

END;

/

参数说明：

1.estimate_percent:采样的百分比，使用dbms_stats.auto_sample_size选项允许Oracle自动估算要采样的一个segment的最佳百分比。

2.method_opt选项适合在表和索引数据发生变化时刷新统计数据：

for table:只统计表
for all indexed columns:只统计有索引的表列
for all indexes:只分析统计相关索引
for all columns：分析所有的列

dbms_stats的method_opt参数尤其适合在表和索引数据发生变化时刷新统计数据。method_opt参数也适合用于判断哪些列需要直方图（histograms）。某些情况下，索引内的各个值的分布会影响CBO是使用一个索引还是执行一次全表扫描的决策。例如，假如在where子句中指定的值的数量不对称，全表扫描就显得比索引访问更经济。

如果有一个高度倾斜的索引（某些值的行数不对称），就可创建Oracle直方图统计。但在现实世界中，出现这种情况的机率相当小。使用CBO时，最常见的错误之一就是在CBO统计中不必要地引入直方图。为了智能地生成直方图，Oracle为dbms_stats准备了method_opt参数。在method_opt子句中，还有一些重要的选项，包括skewonly，repeat和auto：

method_opt=>'for all columns size skewonly'
method_opt=>'for all columns size repeat'
method_opt=>'for all columns size auto'

(1).skewonly选项会耗费大量处理时间，因为它要检查每个索引中的每个列的值的分布情况。如果dbms_stat发现一个索引的各个列分布得不均匀，那么就会为该索引创建直方图，帮助基于成本的SQL优化器决定是进行索引访问，还是进行全表扫描访问。
(2).repeat选项在重新分析任务所消耗的资源就会少一些。使用repeat选项时，只会为现有的直方图重新分析索引，不再搜索其他直方图机会。定期重新分析统计数据时，应该采取这种方式。
(3).auto选项根据数据分布以及应用程序访问列的方式来创建直方图。

3.options控制Oracle统计信息的刷新方式:

gather:重新分析整个架构
gather empty:只分析目前还没有统计的表
gather stale:只重新分析修改量超过10%的表（包括插入、更新和删除）
gather auto:重新分析当前没有统计的对象，以及统计数据过期（变脏）的对象。使用gather auto类似于组合使用gather stale和gather empty

4.3 使用DBMS_STATS.GATHER_SCHEMA_STATS收集整个用户下对象的统计信息

exec dbms_stats.gather_schema_stats(

ownname => 'SCOTT',

options => 'GATHER AUTO',

estimate_percent => dbms_stats.auto_sample_size,

method_opt => 'for all columns size repeat',

degree =>15

)

4.4 使用DBMS_STATS.GATHER_TABLE_STATS收集表、列、索引的统计信息

dbms_stats.gather_table_stats(

owner VARCHAR2,

tablename VARCHAR2,

partname VARCHAR2,

estimate_percent NUMBER,

block_sample BOOLEAN,

method_opt VARCHAR2,

degree NUMBER,

granularity VARCHAR2,

cascade BOOLEAN,

stattab VARCHAR2,

statid VARCHAR2,

statown VARCHAR2,

no_invalidate BOOLEAN,

force BOOLEAN

)

参数说明：

1.owner:要分析表的所有者

2.tablename：要分析的表的表名

3.partname：分区名

4.estimate_percent:采样行的百分比，从0.000001-100，null为全部分析，不采样。常量DBMS_STATS.AUTO_SAMPLE_SIZE是默认值，由Oracle决定最佳采样率。

5.block_sample:是否用块采样代替行采样。

6.method_opt：决定histograms信息是怎样被统计的，method_opt的取值如下：

for all columns：统计所有的histograms
for all indexed columns：统计所有index列的histograms
for all hidden coloumns：统计hidden列的histograms
for columns <list> SIZE <N> | REPEAT | AUTO | SKEWONLY 统计指定列的histograms，N的取值范围是0-254

7.degree:设置统计信息收集的并行度，默认值为null。

8.cascade：收集索引的统计信息，默认为false

9.stattab：指定存储统计信息的表。

10.statid：如果多个表的统计信息存储在一个stattab中时，statid用作分区条件。

11.statown：存储统计信息表的所有着。

如果不指定上述三个参数，则统计信息会被更新到数据字典。

12.force:即使表锁住了也收集统计信息。

4.5 统计信息的导出导入删除操作

# 1.创建统计信息历史保留表

exec dbms_stats.create_stat_table(

ownname => '',

stattab => ''

)

# 2.导出整个scheme的统计信息

exec dbms_stats.export_schema_stats(

ownname => '',

stattab => ''

)

# 3.分析scheme

Exec dbms_stats.gather_schema_stats(

ownname => '',

options => 'GATHER AUTO',

estimate_percent => dbms_stats.auto_sample_size,

method_opt => 'for all indexed columns ',

degree => 6

)

# 4.分析表

exec dbms_stats.gather_table_stats(

ownname => '',

tabname =>'',

estimate_percent => 10,

method_opt=> 'for all indexed columns'

)

# 5.分析索引

exec dbms_stats.gather_index_stats(

ownname => '',

indname => '',

estimate_percent => 10,

degree => 6

)

# 6.如果发现执行计划走错，删除表的统计信息

exec dbms_stats.delete_table_stats(

ownname => '',

tabname => ''

)

# 7.导入表的历史统计信息

exec dbms_stats.import_table_stats(

ownname => '',

tabname => '',

stattab => '')

4.6 锁住统计信息

将一个表的统计信息锁住，以防止错误的统计信息将此正确的信息覆盖掉时需要用到LOCK_TABLE_STATS包：

DBMS_STATS.LOCK_TABLE_STATS(

ownname VARCHAR2,

tabname VARCHAR2

);