Oracle 优化器动态统计（Dynamic Statistics）
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Oracle 优化器动态统计（Dynamic Statistics）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
概述
为了解决因为统计信息缺失或者统计不够准确而引起的问题，从9iR2的版本开始Oracle推出了动态采样（Dynamic Sampling）功能，使SQL文在硬解析过程中动态地收集统计信息。
该功能在以后的版本上得到更进一步的增强，从11.2.0.4版本改称为动态统计（Dynamic Statistics 以后简称DS ）。
关于动态统计，对于有一些ORACLE数据库从业经验的人员来说，也许并不陌生，因此在阅读本章内容时，我希望大家先回顾以下几个问题，如果某方面有些不足可以重点进行阅读。
关于动态统计（DS ）的几个问题：
1.什么是动态统计（Dynamic Statistics）或者动态采样（Dynamic Sampling）？
2.为什么要使用动态统计？
3.动态统计都有哪些级别，各个级别都有什么区别？
4.如何确认采用了动态统计功能？
5.动态统计在各个版本上有什么区别？
6.如何禁用动态统计和12c的自动动态统计？
7.动态统计的利弊，常见问题？
下面章节将针对以上的问题进行解答和说明：
什么是动态统计（Dynamic Statistics）或者动态采样（Dynamic Sampling）？
动态采样是Oracle从9iR2的版本开始推出的一项优化技术，通过执行一些递归SQL（recursive SQL ）来随机访问表块，收集一些采样信息，来预估谓词的选择率（selectivities）。
9i以后的版本中不断进行功能加强，在11.2.0.4版本改称为动态统计（Dynamic Statistics）。
在12c版本后进一步推出自动动态统计（Automatic Dynamic Statistics）。
为什么要使用动态统计？
如同前面叙述的，如果由于选择执行计划的Object统计信息缺失、过期或者不足时，CBO优化器选择的执行计划就有可能不是最优的甚至是最差的。
所以为了保证优化器在SQL硬解析时选择到最优的执行计划，根据数据库动态统计的设置级别，进行动态收集Object的统计信息。
动态统计都有哪些级别，各个级别都有什么区别？
数据库动态统计的级别主要通过参数OPTIMIZER_DYNAMIC_SAMPLING的值（同级别）来决定。
关于OPTIMIZER_DYNAMIC_SAMPLING的值（同级别）和动态统计启用的条件可以参考下表：
※其中样本大小的数据块数可以由隐含参数_optimizer_dyn_smp_blks来控制（默认值为32）。
如何确认采用了动态统计功能？
我们可以通过以下的方法来确认一个查询是否使用了动态统计功能：
1.利用DBMS_XPLAN.DISPLAY_CURSOR功能查看是否使用了DS
2.利用Optimizer Trace（10053 Trace）查看是否使用了DS
3.利用SQL Trace（10046 Trace）查看是否使用了DS
我们通过以下的例子，来看一下查看某个查询是否使用动态统计。
（在12.1.0.2版本上进行测试）
---首先我们准备查询用的数据
SQL> conn SH/SH
Connected.
---查看optimizer_dynamic_sampling的级别
SQL> SHOW PARAMETERS optimizer_dynamic_sampling
NAME TYPE VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
optimizer_dynamic_sampling integer 2
---使统计信息缺失，以便采用动态统计
SQL> EXEC DBMS_STATS.DELETE_SCHEMA_STATS('sh');
PL/SQL procedure successfully completed.
---设定Optimizer Trace（10053 Trace）和SQL Trace（10046 Trace）
SQL> alter session set tracefile_identifier='sampling_10053_10046';
Session altered.
SQL> alter session set statistics_level=all;
Session altered.
SQL> alter session set max_dump_file_size = unlimited;
Session altered.
SQL> alter session set events '10046 trace name context forever, level 12';
Session altered.
SQL> ALTER SESSION SET EVENTS '10053 trace name context forever, level 1';
Session altered.
---执行SQL文
SQL> SELECT /* statis sampling1 */
2 p.prod_name, COUNT(*)
3 FROM sales s,
4 products p
5 WHERE s.time_id >= TO_DATE(' 1997-07-01 00:00:00',
6 'SYYYY-MM-DD HH24:MI:SS', 'NLS_CALENDAR=GREGORIAN')
7 AND s.time_id < TO_DATE(' 1998-04-01 00:00:00',
8 'SYYYY-MM-DD HH24:MI:SS', 'NLS_CALENDAR=GREGORIAN')
9 AND s.prod_id = p.prod_id
10 GROUP BY
11 p.prod_name;
PROD_NAME COUNT(*)
-------------------------------------------------- ----------
...
60 rows selected.
---通过dbms_xplan.display_cursor查看执行计划。
SQL> SET PAGES 2000 LIN 300
SQL> select * from table(dbms_xplan.display_cursor(null,null,'NOTE ALLSTATS LAST'));
SQL_ID 62054vzrc3rcr, child number 0
-------------------------------------
SELECT /* statis sampling1 */ p.prod_name, COUNT(*) FROM sales
s, products p WHERE s.time_id >= TO_DATE(' 1997-07-01
00:00:00', 'SYYYY-MM-DD HH24:MI:SS', 'NLS_CALENDAR=GREGORIAN')
AND s.time_id < TO_DATE(' 1998-04-01 00:00:00', 'SYYYY-MM-DD
HH24:MI:SS', 'NLS_CALENDAR=GREGORIAN') AND s.prod_id = p.prod_id
GROUP BY p.prod_name
Plan hash value: 1538978877
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Starts | E-Rows | A-Rows | A-Time | Buffers | OMem | 1Mem | Used-Mem |
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | | 60 |00:00:00.64 | 2339 | | | |
| 1 | HASH GROUP BY | | 1 | 44240 | 60 |00:00:00.64 | 2339 | 974K| 974K| 3016K (0)|
|* 2 | HASH JOIN | | 1 | 44240 | 43687 |00:00:00.57 | 2339 | 1185K| 1185K| 1598K (0)|
| 3 | TABLE ACCESS FULL | PRODUCTS | 1 | 72 | 72 |00:00:00.01 | 4 | | | |
| 4 | PARTITION RANGE ITERATOR | | 1 | 44240 | 43687 |00:00:00.33 | 2335 | | | |
| 5 | TABLE ACCESS BY LOCAL INDEX ROWID BATCHED| SALES | 2 | 44240 | 43687 |00:00:00.21 | 2335 | | | |
| 6 | BITMAP CONVERSION TO ROWIDS | | 1 | | 43687 |00:00:00.06 | 4 | | | |
|* 7 | BITMAP INDEX RANGE SCAN | SALES_TIME_BIX | 1 | | 90 |00:00:00.01 | 4 | | | |
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
2 - access("S"."PROD_ID"="P"."PROD_ID")
7 - access("S"."TIME_ID">=TO_DATE(' 1997-07-01 00:00:00', 'syyyy-mm-dd hh24:mi:ss') AND "S"."TIME_ID"<TO_DATE(' 1998-04-01 00:00:00',
'syyyy-mm-dd hh24:mi:ss'))
Note
-----
- dynamic statistics used: dynamic sampling (level=2) ★
- this is an adaptive plan
dbms_xplan.display_cursor
我们可以看到，通过dbms_xplan.display_cursor输出的执行计划有如下的Note内容：
采用了级别为2的动态统计。
Note
-----
- dynamic statistics used: dynamic sampling (level=2)
10053
然后我们再看一看Optimizer Trace（10053 Trace）中关于动态统计的部分输出,并有包含/* OPT_DYN_SAMP */ 提示的递归调用SQL文：
（详细记录了动态采样的过程）
*** 2016-05-18 20:48:36.534
** Performing dynamic sampling initial checks. **★
Column (#3): TIME_ID(DATE) Part#: 3 NO STATISTICS (using defaults)
AvgLen: 9 NDV: 250 Nulls: 0 Density: 0.003998
Column (#3): TIME_ID(DATE) Part#: 4 NO STATISTICS (using defaults)
AvgLen: 9 NDV: 250 Nulls: 0 Density: 0.003998
Column (#3): TIME_ID(DATE) NO STATISTICS (using defaults)
AvgLen: 9 NDV: 250 Nulls: 0 Density: 0.004000
** Dynamic sampling initial checks returning TRUE (level = 2).★
** Dynamic sampling updated index stats.: SALES_CHANNEL_BIX, blocks=119
** Dynamic sampling updated index stats.: SALES_CUST_BIX, blocks=574
** Dynamic sampling updated index stats.: SALES_PROD_BIX, blocks=105
** Dynamic sampling updated index stats.: SALES_PROMO_BIX, blocks=87
** Dynamic sampling updated index stats.: SALES_TIME_BIX, blocks=127
** Dynamic sampling index access candidate : SALES_TIME_BIX
** Dynamic sampling updated table stats.: blocks=97
*** 2016-05-18 20:48:36.534
** Generated dynamic sampling query: ★
query text :
SELECT /* OPT_DYN_SAMP */ /*+ ALL_ROWS IGNORE_WHERE_CLAUSE
...
*** 2016-05-18 20:48:36.695
** Executed dynamic sampling query:★
level : 2
sample pct. : 63.917526
total partitions : 28
partitions for sampling : 2
partitioning pct. : 7.142857
actual sample size : 28277
filtered sample card. : 28277
orig. card. : 8005
block cnt. table stat. : 97
block cnt. for sampling: 97
max. sample block cnt. : 64
sample block cnt. : 62
ndv C3 : 57
scaled : 57.00
nulls C4 : 0
scaled : 0.00
min. sel. est. : 0.00250000
** Dynamic sampling col. stats.:
Column (#1): PROD_ID(NUMBER) Part#: 0
AvgLen: 22 NDV: 57 Nulls: 0 Density: 0.017544
** Using dynamic sampling NULLs estimates.
** Using dynamic sampling NDV estimates.
Scaled NDVs using cardinality = 619358.
10046
我们可以通过查看SQL Trace（10046 Trace）中的一些以SELECT /* OPT_DYN_SAMP */… 开头的动态采样递归SQL来判断是否采用了动态统计功能。
例如：
SELECT /* OPT_DYN_SAMP */ /*+ ALL_ROWS IGNORE_WHERE_CLAUSE
NO_PARALLEL(SAMPLESUB) opt_param('parallel_execution_enabled', 'false')
NO_PARALLEL_INDEX(SAMPLESUB) NO_SQL_TUNE */ NVL(SUM(C1),:"SYS_B_00"),
NVL(SUM(C2),:"SYS_B_01"), COUNT(DISTINCT C3), NVL(SUM(CASE WHEN C3 IS NULL
THEN :"SYS_B_02" ELSE :"SYS_B_03" END),:"SYS_B_04")
FROM
(SELECT /*+ IGNORE_WHERE_CLAUSE NO_PARALLEL("S") FULL("S")
NO_PARALLEL_INDEX("S") */ :"SYS_B_05" AS C1, CASE WHEN "S"."TIME_ID">=
TO_DATE(:"SYS_B_06", :"SYS_B_07") AND "S"."TIME_ID"<TO_DATE(:"SYS_B_08",
:"SYS_B_09") THEN :"SYS_B_10" ELSE :"SYS_B_11" END AS C2, "S"."PROD_ID" AS
C3 FROM "SH"."SALES" SAMPLE BLOCK (:"SYS_B_12" , :"SYS_B_13") SEED
(:"SYS_B_14") "S" WHERE "S"."TIME_ID">=TO_DATE(:"SYS_B_15", :"SYS_B_16")
AND "S"."TIME_ID"<TO_DATE(:"SYS_B_17", :"SYS_B_18")) SAMPLESUB
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动态统计在各个版本上有什么区别？
下面我们再介绍一下在各个版本上，动态统计有什么特点和那些比较大的演进：
9iR2
在9iR2的版本上推出，称为动态采样（Dynamic Sampling）。
DB 11.2.0.1
在11.2.0.1 的版本上，推出了自动调整（AUTO-ADJUST）功能。
即，11.2.0.1以后的版本，如果动态采样采用的级别是默认级别2，Oracle就有可能根据查询语句的特点自动调整（AUTO-ADJUST）动态采样的级别；调整后的级别范围为4~8.
当然根据需要，你也可以下面的语句关闭这项功能。
SQL> alter session set "_fix_control" = '7452863:off';
DB 11.2.0.4
在11.2.0.4 的版本上，推出了一个新的级别11，并且正式改名为动态统计（Dynamic Statistics）
即，如果把级别设为11，将由Oracle优化器自行决定动态采样范围和采样大小。
12c
在12c的版本上，推出了自动动态统计（Automatic Dynamic Statistics）功能。
即，当满足下面任何的一个条件时，Oracle优化器自行决定动态采样范围和采样大小。
・级别为默认级别2时 或者 级别设为11
・指定SQL HINT（dynamic_sampling）启用动态统计
・并行查询
・执行过的查询语句并且其执行履历还是可用的（如在内存中，AWR中等）。
当然还有由于如自适应执行计划，统计反馈，SQL计划指令等自适应查询优化(Adaptive Query Optimization)触发的一些情况。
※可以通过以下设定，使并行查询时的12c自动动态统计无效。
SQL> alter system set "_fix_control"= '12914055:off'
如何禁用动态统计和12c的自动动态统计？
你可以通过如下几种方法禁用动态统计：
OPTIMIZER_DYNAMIC_SAMPLING
你可以通过设置初始化参数OPTIMIZER_DYNAMIC_SAMPLING为0可以彻底地使动态统计功能无效。
例：
SQL> conn /as sysdba
Connected.
SQL>---系统级别
SQL> show parameter OPTIMIZER_DYNAMIC_SAMPLING
NAME TYPE VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
optimizer_dynamic_sampling integer 2
SQL> alter system set optimizer_dynamic_sampling=0;
System altered.
SQL> show parameter OPTIMIZER_DYNAMIC_SAMPLING
NAME TYPE VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
optimizer_dynamic_sampling integer 0
--会话级别
SQL> alter session set optimizer_dynamic_sampling=0;
Session altered.
SQL> show parameter OPTIMIZER_DYNAMIC_SAMPLING
NAME TYPE VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
optimizer_dynamic_sampling integer 0
HINT
可以通过dynamic_sampling HINT，针对某些特定SQL使动态统计无效。
select /*+ dynamic_sampling(0) */ ...
也可以通过dynamic_sampling HINT，针对某些特定语句中的特定表，使动态统计无效。
SELECT /*+ dynamic_sampling(<tab/alias name> 0) */
关于12c版本上的自动动态统计
在12c版本上，自动动态统计（ADS）属于自动查询优化（Adaptive query optimization）的一部分，所以通过参数OPTIMIZER_ADAPTIVE_FEATURES也可以对自动动态统计（ADS）进行控制。
但是需要明确的是，参数OPTIMIZER_ADAPTIVE_FEATURES仅仅能控制12c ADS的使用，并不能控制默认的动态统计功能。即:
当OPTIMIZER_ADAPTIVE_FEATURES = TRUE 并且OPTIMIZER_DYNAMIC_SAMPLING = 2 时，自动动态统计（ADS）有效。
当OPTIMIZER_ADAPTIVE_FEATURES = FALSE 并且OPTIMIZER_DYNAMIC_SAMPLING = 2 时，自动动态统计（ADS）无效，但是默认的动态统计（Level 2）依然会有效。
另外，当OPTIMIZER_DYNAMIC_SAMPLING = 11时，无论OPTIMIZER_ADAPTIVE_FEATURES的值是TRUE 和FALSE ，12c ADS都会有效。
在12c版本上的自动动态统计有效的情况下，动态收集的统计信息还会保存在内存的结果缓存（Result Cache）中，以便供其他相关的查询使用。
我们可以通过 参数_optimizer_ads_use_result_cache来控制是否保存统计结果到结果缓存（Result Cache）中。
动态统计的利弊？
我们知道任何新功能都是一把双刃剑，有优点也有缺点，对于动态统计也一样。
动态统计最大的优点是，在优化器选择执行计划时，对统计信息缺失或者统计不够准确的对象，能够动态地收集统计信息，从而获得相对好的执行计划。
并且在12c中优化器还能够自行决定统计收集级别和在内存中保存统计结果，供其他操作共享。
而其也有着缺点，就是使硬解析时候的解析时间可能变得更长，而且如果大量的动态收集操作发生时可能影响到数据库全体性能。
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参考
Database SQL Tuning Guide
https://docs.oracle.com/database/121/TGSQL/tgsql_statscon.htm#TGSQL341
Dynamic Statistics
https://blogs.oracle.com/optimizer/entry/dynamic_sampling_and_its_impact_on_the_optimizer
Dynamic sampling and its impact on the Optimizer
https://docs.oracle.com/database/121/TGSQL/tgsql_astat.htm#GUID-DEE2AF8B-5F4B-4FE7-9F0E-7D188921EBCC
About Dynamic Statistics Levels
以上是关于Oracle 优化器动态统计（Dynamic Statistics）的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章