探讨因Oracle表碎片化而引发的故障诊断与分析

2024年 3月 8日 94.4k 0

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问题描述

数据库侧接到业务反馈:获取XXX数据源连接失败。经过判断,非普遍现象,而是个例。定位为数据库承载的核心业务出现问题,旁路业务不受影响。二

处理过程

2.1 登录检查数据库运行情况

发现数据库存在大量enq类等待事件,主要为索引相关"enq: TX - index contention"。

INST_ID     EVENT# EVENT                                                             COUNT(1)
 ---------- ---------- ---------------------------------------------------------------- ----------
          1        180 db file scattered read                                                    1
          1        187 gc cr request                                                             1
          1       1496 enq: PS - contention                                                      1
          1        538 inactive session                                                          1
          1        307 enq: TX - row lock contention                                             2
          1        198 gc cr block 3-way                                                         2
          1        205 gc current block busy                                                     3
          1        441 SQL*Net message to client                                                 4
          1        308 enq: TX - allocate ITL entry                                             80
          1        324 enq: HW - contention                                                     81
          1        309 enq: TX - index contention                                             5203
          2        205 gc current block busy                                                     1
          2        189 gc cr multi block request                                                 1
          2         87 latch: MGA shared context root latch                                      1
          2        531 wait list latch free                                                      1
          2        871 LGWR wait for redo copy                                                   1
          2        354 row cache lock                                                            1
          2        187 gc cr request                                                             2
          2        179 db file sequential read                                                   2
          2        180 db file scattered read                                                    4
          2        562 PGA memory operation                                                      5
          2        186 gc current request                                                        5
          2        121 gc buffer busy acquire                                                    8
          2        441 SQL*Net message to client                                                12
          2        324 enq: HW - contention                                                     45
          2        307 enq: TX - row lock contention                                            92
          2        529 latch free                                                              195
          2        308 enq: TX - allocate ITL entry                                            726
          2        309 enq: TX - index contention                                             1709
          3       1493 PX Deq: Slave Session Stats                                               1
          3        354 row cache lock                                                            1
          3        186 gc current request                                                        1
          3        179 db file sequential read                                                   1
          3        632 process diagnostic dump                                                   1
          3        198 gc cr block 3-way                                                         2
          3        205 gc current block busy                                                     2
          3         18 Disk file operations I/O                                                  3
          3        441 SQL*Net message to client                                                 8
          3        308 enq: TX - allocate ITL entry                                            438
          3        309 enq: TX - index contention                                              983
          4        180 db file scattered read                                                    1
          4         18 Disk file operations I/O                                                  1
          4        186 gc current request                                                        1
          4       1090 enq: TX - contention                                                      1
          4        221 gc current grant 2-way                                                    1
          4        205 gc current block busy                                                     1
          4        197 gc cr block 2-way                                                         1
          4        198 gc cr block 3-way                                                         2
          4        307 enq: TX - row lock contention                                             3
          4        441 SQL*Net message to client                                                 8
          4        324 enq: HW - contention                                                     20
          4        308 enq: TX - allocate ITL entry                                             52
          4        309 enq: TX - index contention                                              964
          5       1483 PX Deq: Join ACK                                                          1
          6        610 ksxr poll remote instances                                                1
          6        179 db file sequential read                                                   1

2.2 检查相关SQL

发现大量连接是对表OZzzz_202304的DML操作,执行效率低下。

insert into 
OZzzz_202304(REGION_ID,VALID_DATE,ORG_ID,DONE_DATE,DONE_CODE
,OP_ID,BUSI_ID,SO_LOG_ID,NOTES,CREATE_DATE,BILL_ID,OPT_CODE,
CHANNEL_TYPE,SESSION_ID,EXPIRE_DATE)values(:1 ,:2 ,:3 ,:4 
,:5,:6 ,:7 ,:8 ,:9 ,:10 ,:11 ,:12 ,:13 ,:14 ,:15 )

 insert into OZzzz_202304 (REGION_ID,VALID_DATE,ORG_ID,DONE_DATE,DONE_CODE,OP_ID,BUSI_
ID,NOTES,SO_LOG_ID,CREATE_DATE,BILL_ID,LOG_TYPE,SESSION_ID,E
XPIRE_DATE)values(:1 ,:2 ,:3 ,:4 ,:5 ,:6 ,:7 ,:8,:9 ,:10 
,:11 ,:12 ,:13 ,:14 )

2.3 下探分析相关表结构情况

发现这张表索引达到10个,进一步加重锁等待事件(enq: TX - index contention),同时,检查相关索引状态正常。

2.4 进一步检查ALERT日志

发现索引表空间存在无法扩充的错误。

2023-04-06T09:19:57.556609+08:00

ORA-1683: unable to extend index ZZZ partition P82 by 1024 in tablespace YY_IND01

2023-04-06T09:19:57.893577+08:00

ORA-1654: unable to extend index ZZZ by 1024 in tablespace YY_IND01

2023-04-06T09:19:58.124847+08:00

ORA-1654: unable to extend index ZZZ by 1024 in tablespace YY_IND01S

2023-04-06T09:19:58.143427+08:00

ORA-1683: unable to extend index ZZZ partition P20 by 1024 in tablespace YY_IND01

2.5 表空间 YY_IND01使用情况

发现有 244G 左右剩余空间,但由于未达到告警阈值 95%(使用量),并未触发语音告警。

2.6 综合评估,判断为磁盘碎片化问题会导致无连续可用空间使用

对于表空间碎片,FSFI(自由空间碎片指数,低于30需要关注)有一定参考价值。进一步检查业务表空间,发现FSFI远小于30,说明各个表空间碎片较多。

TABLESPACE_NAME FSFI
 --------------- -------
 YY_DAT02           0.51
 YY_IND01           0.60
 YY_DAT03           0.63
 YY_DAT01           0.76

总结及处理措施

3.1 问题总结

  • 不可因问题的表面现象,而影响问题定位。表空间使用率虽未达到100%,但如果碎片化严重的话,剩余空间未有连续空间使用,也会触发空间不足问题。

  • 索引表空间 YY_IND01 碎片化严重,虽然剩余可用空间244G,但无连续可用空间使用,碎片化问题导致数据库操作效率下降,引发资源争用。

  • 对相关表执行DML操作时,由于每张表有较多索引,问题进一步放大,因此产生了大量的 index contention (索引争用),进而影响业务效率。

3.2 解决方法

紧急解决方法:对索引表空间紧急扩容,业务逐步恢复。

3.3 建议措施

加强数据库碎片化监控与分析,将表空间碎片化情况纳入日常运维通报事项,及时通知业务对于碎片化严重的表,进行高水位表重建及压降。在系统监控方面,添加表空间碎片化预警,同时,调整表空间使用率监控阈值(由 95% 紧急下调至 90%)。四

相关SQL及脚本

4.1 表空间碎片化查询

1)查看表空间的使用率和最大可用空间

SET PAGESIZE 140 LINESIZE 200
COLUMN used_pct FORMAT A11

SELECT tablespace_name,
       size_mb,
       free_mb,
       max_size_mb,
       max_free_mb,
       TRUNC((max_free_mb/max_size_mb) * 100) AS free_pct,
       RPAD(' '|| RPAD('X',ROUND((max_size_mb-max_free_mb)/max_size_mb*10,0), 'X'),11,'-') AS used_pct
FROM   (
        SELECT a.tablespace_name,
               b.size_mb,
               a.free_mb,
               b.max_size_mb,
               a.free_mb + (b.max_size_mb - b.size_mb) AS max_free_mb
        FROM   (SELECT tablespace_name,
                       TRUNC(SUM(bytes)/1024/1024) AS free_mb
                FROM   dba_free_space
                GROUP BY tablespace_name) a,
               (SELECT tablespace_name,
                       TRUNC(SUM(bytes)/1024/1024) AS size_mb,
                       TRUNC(SUM(GREATEST(bytes,maxbytes))/1024/1024) AS max_size_mb
                FROM   dba_data_files
                GROUP BY tablespace_name) b
        WHERE  a.tablespace_name = b.tablespace_name
       )
ORDER BY tablespace_name;

TABLESPACE_NAME SIZE_MB FREE_MB MAX_SIZE_MB MAX_FREE_MB FREE_PCT USED_PCT
------------------------------ ---------- ---------- ----------- ----------- ---------- -----------
OGG_TS 1024 1022 5120 5118 99 ----------
SYSAUX 2210 345 32767 30902 94 X---------
SYSTEM 1090 8 32767 31685 96 ----------
UNDOTBS1 1495 1452 32767 32724 99 ----------
UNDOTBS2 200 184 32767 32751 99 ----------
USERS 11 3 32767 32759 99

注意:自动扩展有效的情况下,MAX_SIZE_MB、FREE_PCT、USED_PCT都是是基于可扩展的最大Size计算的,FREE_MB是基于当前文件大小计算的可用空间。

  • Tablespace_Name ----- 表空间名

  • Size_MB ----- 当前表空间大小(当前值)

  • FREE_MB   ----- 当前表空间可用空间(当前值)

  • MAX_SIZE_MB ----- 表空间最大空间(基于可扩展的最大Size计算)

  • MAX_FREE_MB ----- 表空间最大可用空间(基于可扩展的最大Size计算)

  • FREE_PCT ----- 表空间空闲率(基于可扩展的最大Size计算)

  • USED_PCT ----- 表空间使用率(基于可扩展的最大Size计算)

2)查看表空间的空闲空间碎片数和最大连续空间

col tsname format a16 justify c heading 'Tablespace'
col nfrags format 999,990 justify c heading 'Free Frags'
col mxfrag format 999,999,990 justify c heading 'Largest Frag (MB)'
col totsiz format 999,999,990 justify c heading 'Total (MB)'
col avasiz format 999,999,990 justify c heading 'Available (MB)'
col pctusd format 990 justify c heading 'Pct Used%'

set pagesize 9999 lines 200
select 
  total.tablespace_name tsname,
  count(free.bytes) nfrags,
  nvl(max(free.bytes)/1024/1024,0) mxfrag,
  nvl(sum(free.bytes)/1024/1024,0) avasiz,
  a.bytes/1024/1024                           totsiz,
  (1-nvl(sum(free.bytes),0)/a.bytes) *100     pctusd
from 
  dba_data_files total,
  (select tablespace_name, sum(bytes) bytes
   from dba_data_files
   group by tablespace_name) a,
  dba_free_space free
where 
  total.tablespace_name = a.tablespace_name(+)
  and total.tablespace_name = free.tablespace_name(+)
  and total.file_id=free.file_id(+)
group by 
  total.tablespace_name,
  a.bytes
order by pctusd desc
/

    Tablespace    Free Frags Largest Frag (MB) Available (MB) Total (MB) Pct Used%
---------------- ---------- ----------------- -------------- ------------ ---------
SYSTEM                    2                 8              9        1,090        99
SYSAUX                  551               102            344        2,210        84
USERS                     2                 3              4           11        67
UNDOTBS2 7               159            176          200        12
UNDOTBS1 58             1,375          1,446        1,495         3
OGG_TS 1             1,023          1,023        1,024         0

6 rows selected.

主要关注碎片化较多且最大连续空间较少的表空间。

  • Tablespace         ----- 表空间名

  • Free Frags         ----- free space碎片化数

  • Largest Frag (MB)  ----- free space中最大连续空间(MB)

  • Total        (MB)  ----- 表空间数据文件的大小 (MB)

  • Available    (MB)  ----- 使用可能的Extent数(MB)

  • PctUsed            ----- 表空间使用率(%)

4.2 Segment碎片化查询

1)确认碎片化相对较高的表

以下脚本列出SYSTEM和SYSAUX以外Segment HWM较高的TOP 50个对象:

set pagesize 9999
set lines 200
col table_name for a20
col owner for a10

select * from (
SELECT owner owner, TABLE_NAME , round(nvl((BLOCKS *8192 / 1024/1024)-(NUM_ROWS*AVG_ROW_LEN/1024/1024),0),2)
"Data lower than HWM in MB" FROM DBA_TABLES WHERE tablespace_name not in ('SYSTEM', 'SYSAUX')
union all
SELECT table_owner owner, TABLE_NAME , round(nvl((BLOCKS *8192 / 1024/1024) - (NUM_ROWS*AVG_ROW_LEN/1024/1024),0),2)
"Data lower than HWM in MB" FROM dba_tab_partitions WHERE tablespace_name not in ('SYSTEM', 'SYSAUX')
order by 3 desc  
) where rownum  1024
     )
select *
  from (select b.owner||'.'||b.index_name name,
               round(100 * (1 - b.leaf_blocks a.blocks)) fragment_pct,
               round(segsize / 1024 / 1024) || 'M' as ind_size,
               to_char(last_analyzed, 'yyyy-mm-dd hh24:mi:ss') as last_analyzed
          from seg a,
               (select owner,
                       index_name,
                       leaf_blocks,
                       distinct_keys,
                       num_rows,
                       last_analyzed,
                       initial_extent
                  from dba_indexes
                 where partitioned = 'NO'
                   and tablespace_name not in ('SYSTEM', 'SYSAUX')
                   and blevel > 3) b
         where a.owner = b.owner
           and a.segment_name = b.index_name
           and a.segsize > b.initial_extent
        union all
        select b.owner||'.'||b.index_name name,
               round(100 * (1 - b.leaf_blocks / a.blocks)) fragment_pct,
               round(segsize / 1024 / 1024) || 'M' as ind_size,
               to_char(last_analyzed, 'yyyy-mm-dd hh24:mi:ss') as last_analyzed
          from seg a,
               (select index_owner owner,
                       index_name,
                       partition_name,
                       leaf_blocks,
                       distinct_keys,
                       num_rows,
                       last_analyzed,
                       initial_extent
                  from dba_ind_partitions
                 where blevel > 3
                   and tablespace_name not in ('SYSTEM', 'SYSAUX')
                   ) b
         where a.owner = b.owner
           and a.segment_name = b.index_name
           and a.segsize > b.initial_extent
         order by fragment_pct)
 where fragment_pct >= 35
 order by 2;

参考:How to Determine When an Index Should be Rebuilt? (Doc ID 1373415.1)

需要注意:查询脚本输出结果依赖于统计信息的精确度。

END

本文作者:智 源(上海新炬中北团队)

本文来源:“IT那活儿”公众号

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