Oracle 19c 性能参数排查:ACS 未开启引发的执行计划突变案例分析

先说背景,实在没想通这个默认打开的参数为什么关闭了。

从来没去考虑过会关闭。而且大部分都是打开的。实在不巧遇到这个数据库是关闭的

一、问题背景

前几天在客户现场排查一个性能问题,发现 Oracle 19c 数据库中 ACS(Adaptive Cursor Sharing,自适应游标共享)居然没有开启

按照 Oracle 的官方文档,ACS 从 11gR2 开始默认是开启的,但客户的 19c 环境却意外关闭了。这导致了一个典型的性能问题:

  • 现象:一条核心业务 SQL 在当天早上 8 点突然变慢,之后一直使用次优执行计划
  • 影响:业务响应时间总之变慢了
  • 排查:发现该 SQL 的执行计划发生了突变,且固化了错误的计划
  • 解决:清除该 SQL 的所有游标(按 SQL_ID 清除),强制重新解析后恢复正常

这引发了一个思考:为什么 ACS 关闭后,SQL 会突然在某天早上"崩掉"?

由于这是第一次遇到这么奇怪的,所以也是推论。可能推论的不对,可以纠正我的想法。

二、原理分析:ACS 关闭后的执行计划稳定性问题

2.1 ACS 的作用机制

自适应游标共享(ACS) 是 Oracle 11g 引入的重要特性,用于解决 绑定变量窥探(Bind Peeking) 带来的问题。

传统绑定变量窥探的问题

复制代码

-- 假设有一个查询 SELECT * FROM orders WHERE status = :bind1; -- 如果第一次执行时 :bind1 = 'ACTIVE'(返回 1000 行) -- 优化器会生成一个适合返回大量数据的执行计划(比如 FULL SCAN) -- 后续如果 :bind1 = 'CLOSED'(只返回 10 行) -- 但 Oracle 仍然使用之前的执行计划,不会重新优化

ACS 的解决方案

  • 监控绑定变量的实际值分布
  • 根据绑定变量的选择性,生成多个子游标(child cursor)
  • 不同绑定变量值可以选择不同的执行计划

2.2 ACS 关闭后的风险场景

当 ACS 关闭时,Oracle 退回到传统的 绑定变量窥探模式

  1. 第一次硬解析:基于第一次执行的绑定变量值生成执行计划
  2. 后续执行:无论绑定变量值如何变化,都复用同一个执行计划
  3. 风险点 :如果第一次硬解析时碰巧遇到"非典型"的绑定变量值,就会生成一个次优计划并长期固化

2.3 为什么会在"当天早上 8 点"突然出问题?

可能原因:游标被清除,触发了重新解析。因为我列出了一些可能的原因,然后排除了一些没有发生的情况,那么剩下的是可能性较高的

因为可能的原因包括:

(1)共享池空间压力
复制代码

-- 查看共享池使用情况 SELECT * FROM v$sgastat WHERE name = 'free memory' AND pool = 'shared pool'; -- 查看游标失效情况 SELECT sql_id, child_number, executions, loads, invalidations FROM v$sql WHERE sql_id = 'your_sql_id';

  • 共享池空间不足时,LRU 算法会淘汰旧的游标
  • 如果淘汰了该 SQL 的游标,下次执行时会触发硬解析
  • 这次硬解析如果碰巧遇到一个"非典型"的绑定变量值,就会生成次优计划
(2)统计信息自动收集
复制代码

-- 查看统计信息收集历史 SELECT table_name, last_analyzed, num_rows FROM dba_tables WHERE table_name IN ('YOUR_TABLES') ORDER BY last_analyzed DESC;

  • Oracle 默认在夜间(通常 22:00-06:00)自动收集统计信息
  • 统计信息更新后,相关的游标会被标记为 INVALID
  • 下次执行时触发硬解析,可能生成新的执行计划
  • 因为这个表没有数量级的变化,变化程度也没有超过10%。所以没有被收集过。而且如果因为是这个原因的话,那早就出问题了。
(3)对象结构变更
  • 索引重建、表分析、DDL 操作等都会导致游标失效
  • 这个也问了相关的人,没有做过DDL和索引重建
(4)实例重启或共享池刷新

当然很明显这个数据库没有重启过。

复制代码

-- 查看实例启动时间 SELECT startup_time FROM v$instance; -- 查看是否有人手动刷新共享池 SELECT * FROM dba_audit_trail WHERE obj_name = 'FLUSH SHARED_POOL';

2.4 问题复现路径

基于以上分析,问题的完整路径应该是:

复制代码
1. ACS 关闭(隐藏参数 _optimizer_adaptive_cursor_sharing = FALSE)
   ↓
2. SQL 游标因某种原因被清除(共享池压力/统计信息更新等)
   ↓
3. 早上 8 点业务高峰,该 SQL 第一次执行
   ↓
4. 硬解析时碰巧遇到一个"非典型"的绑定变量值
   ↓
5. 生成了一个次优的执行计划(比如全表扫描)
   ↓
6. 由于 ACS 关闭,后续所有执行都复用这个次优计划
   ↓
7. 性能急剧下降,且问题持续存在

2.5 解决方案验证

采用的方案是:

复制代码

-- 清除该 SQL 的所有游标 ALTER SYSTEM FLUSH SHARED_POOL; -- 方法1:清空整个共享池(影响大) 这种方案一般来说是不用的。 -- 所以采用下面的 SELECT address, hash_value FROM v$sqlarea WHERE sql_id = 'your_sql_id'; -- 然后逐个清除

这个方案是正确的,因为:

  • 清除了次优计划的游标
  • 下次执行时触发硬解析
  • 如果此时绑定变量值是"典型"的值,就会生成正确的执行计划
  • 由于 ACS 关闭,这个正确计划会被固化下来

但治本的方案是

复制代码

-- 开启 ACS(需要重启) ALTER SYSTEM SET "_optimizer_adaptive_cursor_sharing" = TRUE SCOPE=SPFILE; ALTER SYSTEM SET "_optimizer_extended_cursor_sharing" = 'UDO' SCOPE=SPFILE; ALTER SYSTEM SET "_optimizer_extended_cursor_sharing_rel" = 'NONE' SCOPE=SPFILE; -- 然后重启数据库


三、Oracle 11g-19c 性能相关参数清单

基于这次排查经验,我整理了 Oracle 11g 到 19c 所有与性能相关的参数,包括默认值和查询方式。

3.1 自适应游标共享(ACS)相关

参数名 默认值 作用 影响 查询方式
_optimizer_adaptive_cursor_sharing TRUE (11gR2+) 启用 ACS 避免绑定变量导致的次优计划 SELECT ksppinm, ksppstvl FROM x$ksppi x, x$ksppcv y WHERE x.indx = y.indx AND ksppinm = '_optimizer_adaptive_cursor_sharing';
_optimizer_extended_cursor_sharing UDO (11gR2+) 控制扩展游标共享行为 与 ACS 配合使用 同上,替换参数名
_optimizer_extended_cursor_sharing_rel NONE (11gR2+) 关联查询的扩展游标共享 影响复杂查询稳定性 同上,替换参数名

注意 :这三个参数都是隐藏参数,修改需要重启实例。

3.2 自适应优化器特性

参数名 默认值 作用 影响 查询方式
_optimizer_adaptive_features TRUE (12cR1+) 启用自适应优化器 运行时调整执行策略 隐藏参数查询
optimizer_adaptive_plans TRUE (12cR2+) 启用自适应执行计划 改善复杂查询,增加 CPU 开销 SHOW PARAMETER optimizer_adaptive_plans
optimizer_adaptive_statistics FALSE (12cR2+) 启用自适应统计信息 动态收集统计信息 SHOW PARAMETER optimizer_adaptive_statistics

3.3 基数反馈(Cardinality Feedback)

参数名 默认值 作用 影响 查询方式
_optimizer_use_feedback TRUE (11gR2+) 启用基数反馈 自动纠正错误基数估算 隐藏参数查询
_optimizer_cardinality_feedback TRUE (12c+) 基数反馈详细行为 与上一参数配合 隐藏参数查询

3.4 动态采样

参数名 默认值 作用 影响 查询方式
optimizer_dynamic_sampling 2 (11g+) 动态采样级别 (0-11) 改善统计信息缺失表的查询 SHOW PARAMETER optimizer_dynamic_sampling

3.5 自动内存管理

参数名 默认值 作用 影响 查询方式
memory_target 0 (需手动设) 启用 AMM 简化内存管理,但可能不稳定 SHOW PARAMETER memory_target
memory_max_target 0 AMM 最大限制 限制最大内存使用 SHOW PARAMETER memory_max_target
sga_target 0 (需手动设) 启用 ASMM 自动调整 SGA 组件 SHOW PARAMETER sga_target
pga_aggregate_target 10M 或 SGA 20% PGA 总大小 影响排序、哈希操作 SHOW PARAMETER pga_aggregate_target

3.6 并行执行

参数名 默认值 作用 影响 查询方式
parallel_degree_policy MANUAL (11gR2+) 并行度策略 AUTO/ADAPTIVE 自动决定并行度 SHOW PARAMETER parallel_degree_policy
parallel_degree_limit CPU (11gR2+) 并行度最大值 防止过度并行 SHOW PARAMETER parallel_degree_limit
parallel_min_time_threshold 10 (秒) 并行最小时间阈值 避免短查询并行 SHOW PARAMETER parallel_min_time_threshold

3.7 结果集缓存

参数名 默认值 作用 影响 查询方式
result_cache_mode MANUAL (11g+) 结果缓存模式 AUTO 自动决定是否缓存 SHOW PARAMETER result_cache_mode
result_cache_max_size 0 或 sga*0.25% 缓存最大大小 限制内存使用 SHOW PARAMETER result_cache_max_size
result_cache_max_result 5 (%) 单结果最大占比 防止单个结果占满缓存 SHOW PARAMETER result_cache_max_result

3.8 SQL 计划管理(SPM)

参数名 默认值 作用 影响 查询方式
optimizer_use_sql_plan_baselines TRUE (11g+) 启用 SQL 计划基线 防止执行计划退化 SHOW PARAMETER optimizer_use_sql_plan_baselines
optimizer_capture_sql_plan_baselines FALSE 自动捕获基线 自动维护计划稳定性 SHOW PARAMETER optimizer_capture_sql_plan_baselines

3.9 统计信息相关

参数名 默认值 作用 影响 查询方式
optimizer_use_pending_statistics FALSE (11g+) 使用待定统计信息 验证统计信息后再发布 SHOW PARAMETER optimizer_use_pending_statistics
_optimizer_gather_stats_on_load TRUE (11g+) 加载时自动收集统计 保持统计信息新鲜 隐藏参数查询

3.10 其他重要性能参数

参数名 默认值 作用 影响 查询方式
_optimizer_cost_based_transformation TRUE 基于成本的查询转换 改善复杂查询优化 隐藏参数查询
_optimizer_null_aware_antijoin TRUE (11g+) NULL 感知反连接 改善 NOT IN 性能 隐藏参数查询
_optimizer_use_histograms TRUE 使用直方图 改善数据倾斜列估算 隐藏参数查询
_optimizer_system_stats_usage TRUE 使用系统统计信息 基于硬件成本的优化 隐藏参数查询

四、快速检查脚本

4.1 检查 ACS 状态

复制代码

SELECT ksppinm AS parameter_name, ksppstvl AS current_value, ksppdesc AS description FROM x$ksppi x, x$ksppcv y WHERE x.indx = y.indx AND ksppinm IN ( '_optimizer_adaptive_cursor_sharing', '_optimizer_extended_cursor_sharing', '_optimizer_extended_cursor_sharing_rel' );

4.2 检查所有优化器相关参数

复制代码

SELECT name, value, description FROM v$parameter WHERE name LIKE 'optimizer%' ORDER BY name;

4.3 检查隐藏参数(谨慎使用)

复制代码

-- 查询所有 _optimizer 开头的隐藏参数 SELECT ksppinm AS parameter_name, ksppstvl AS current_value, ksppdesc AS description FROM x$ksppi x, x$ksppcv y WHERE x.indx = y.indx AND ksppinm LIKE '_optimizer%' ORDER BY ksppinm;


五、最佳实践建议

5.1 生产环境参数配置建议

  1. ACS 相关参数:保持默认值(开启)

    复制代码

    -- 验证 ACS 是否开启 SELECT ksppinm, ksppstvl FROM x$ksppi x, x$ksppcv y WHERE x.indx = y.indx AND ksppinm = '_optimizer_adaptive_cursor_sharing';

  2. 自适应优化器:12cR2+ 建议开启

    复制代码

    ALTER SYSTEM SET optimizer_adaptive_plans = TRUE SCOPE=BOTH;

  3. SQL 计划管理:建议开启基线保护

    复制代码

    ALTER SYSTEM SET optimizer_use_sql_plan_baselines = TRUE SCOPE=BOTH;

5.2 问题排查流程

当遇到执行计划突变问题时:

  1. 检查 ACS 状态 - 是否意外关闭?
  2. 检查游标状态 - 是否有 invalidations?
  3. 检查统计信息 - 最近是否更新?
  4. 检查共享池 - 是否有空间压力?
  5. 清除游标测试 - ALTER SYSTEM FLUSH SHARED_POOL(谨慎使用)

5.3 预防措施

  1. 定期监控:设置定时任务检查关键参数
  2. 变更管理:任何参数修改都应在测试环境验证
  3. 基线保护:对核心 SQL 使用 SPM 基线
  4. 统计信息:避免在业务高峰期自动收集统计信息

六、总结

这次排查揭示了一个重要问题:Oracle 19c 虽然默认开启 ACS,但在某些情况下安装时候特意去关闭

自己想当然觉得这个是默认的就没去关注。也许我也没分析对,有人如果有更好的分析可以告诉我。

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