在Oracle中，什么是待定的统计信息（Pending Statistic）？
♣ 答案部分
在数据库系统运维中，DBA常常希望维持SQL执行计划的稳定。很多DBA和开发人员对于Hint的依赖，很大程度上也是源于在CBO情况下，执行计划对于统计量过于依赖，容易形成不稳定执行计划。所以，SQL语句执行计划的稳定性，就变成统计信息的稳定性问题。更进一步，就是新的统计信息更新，无论是手动收集还是自动收集，能否促进SQL语句生成更高效的执行计划。所以，一种思路是：在新的统计信息收集生成时，暂时不要生效投入执行计划生成。等待最后确认统计信息正确之后，再投入生产环境。
在Oracle 11g中，推出了统计信息管理的一种新技术——待定的统计信息（Pending Statistic）技术。简单的说，DBA可以对一系列的数据表设置PENDING属性。设置PENDING属性之后，数据的统计信息在数据字典中相当于已经锁定。当新的统计信息生成之后，不是直接替换原有的数据，而是存放在PENDING数据字典中。在PENDING字典中的统计信息在默认情况下是不会参与SQL执行计划的生成的。只有在进行SQL测试通过的时候，经过用户手工的确定，才会将其PUBLISH出来，替换原有的统计信息。这样，就给运维DBA提供了一种维持执行计划稳定的思路。通过固定统计信息，将新统计信息以PENDING的方式将原有的统计信息固定，从而稳定执行计划。
可以使用如下的SQL语句查询统计信息在全局、SCHEMA和表级别是否自动发布（默认情况下都是自动发布）：
1SELECT DBMS_STATS.GET_PREFS('PUBLISH') GLOBAL,DBMS_STATS.GET_PREFS('PUBLISH','LHR') SCHEMA,DBMS_STATS.GET_PREFS('PUBLISH','LHR','T') TB_LEVEL FROM DUAL;
以上SQL语句的查询结果返回TRUE或FALSE。TRUE表明收集统计信息完成后自动发布，而FALSE表明收集统计信息完成后将待定。可以使用下面的包来改变各个级别的默认PUBLISH选项:
l 全局：EXEC DBMS_STATS.SET_GLOBAL_PREFS(PNAME=>'PUBLISH',PVALUE=>'FALSE');
l SCHEMA：EXEC DBMS_STATS.SET_SCHEMA_PREFS(OWNNAME=>USER,PNAME=>'PUBLISH',PVALUE=>'TRUE');
l 表：EXEC DBMS_STATS.SET_TABLE_PREFS(USER,'T_LHR','PUBLISH','FALSE');
缺省情况下，优化器使用数据字典视图中已发布的统计信息。如果希望优化器使用新收集的待定统计信息，那么可以设置初始化参数OPTIMIZER_USE_PENDING_STATISTICS的值为TRUE（缺省值为FALSE）。可以使用下面的SQL语句为一个特定的数据对象发布待定统计信息：
1EXEC DBMS_STATS.PUBLISH_PENDING_STATS('SH','CUSTOMERS');
如果不想发布待定的统计信息，那么可以执行下面的语句删除这些待定的统计信息：
1EXEC DBMS_STATS.DELETE_PENDING_STATS('SH','CUSTOMERS');
可以通过视图DBA_TAB_STATISTICS和DBA_IND_STATISTICS查询发布的统计信息，通过视图DBA_TAB_PENDING_STATS和DBA_IND_PENDING_STATS查询待定的统计信息。可以使用存储过程DBMS_STATS.EXPORT_PENDING_STATS导出待定的统计信息。如果已经发布了统计信息，想要恢复以前的统计信息，那么可以根据DBA_TAB_STATS_HISTORY中的STATS_UPDATE_TIME来确定TIMESTAMP，执行下面的操作，最后一个参数AS_OF_TIMESTAMP指的是恢复在这个时间点生效的统计信息，所以可以多1秒：
1LHR@orclasm > SELECT H.TABLE_NAME, TO_CHAR(H.STATS_UPDATE_TIME, 'YYYY-MM-DD HH24:MI:SS') STATS_UPDATE_TIME FROM USER_TAB_STATS_HISTORY H WHERE H.TABLE_NAME = 'T_PS_20170605_LHR';
2TABLE_NAME STATS_UPDATE_TIME
3------------------------------ -------------------
4T_PS_20170605_LHR 2017-06-05 15:54:16
5T_PS_20170605_LHR 2017-06-05 16:17:29
6
7LHR@orclasm > EXEC DBMS_STATS.RESTORE_TABLE_STATS(OWNNAME => USER,TABNAME =>'T_PS_20170605_LHR',AS_OF_TIMESTAMP => TO_DATE('2017-06-05 15:54:17','YYYY-MM-DD HH24:MI:SS'));--恢复以前的统计信息
8PL/SQL procedure successfully completed.
下面给出一个使用Pending Statistic的完整示例：
1CREATE TABLE T_PS_20170605_LHR AS SELECT LEVEL ID, 'name' || LEVEL NAME FROM DUAL CONNECT BY LEVEL<= 10000 ; 2CREATE INDEX IDX_T_PS_20170605_LHR_ID ON T_PS_20170605_LHR(ID) ; 3EXEC DBMS_STATS.GATHER_TABLE_STATS(USER,'T_PS_20170605_LHR') ;
查询一下历史统计信息：
1LHR@orclasm > SELECT H.TABLE_NAME, TO_CHAR(H.STATS_UPDATE_TIME, 'YYYY-MM-DD HH24:MI:SS') STATS_UPDATE_TIME FROM USER_TAB_STATS_HISTORY H WHERE H.TABLE_NAME = 'T_PS_20170605_LHR'; 2 3TABLE_NAME STATS_UPDATE_TIME 4------------------------------ ------------------- 5T_PS_20170605_LHR 2017-06-05 15:54:16
进行简单查询：
1LHR@orclasm > SET AUTOT ON
2LHR@orclasm > SELECT P.ID,P.NAME FROM T_PS_20170605_LHR P WHERE ID=1 ;
3
4 ID NAME
5---------- --------------------------------------------
6 1 name1
7
8
9Execution Plan
10----------------------------------------------------------
11Plan hash value: 2892875560
12
13--------------------------------------------------------------------------------------------------------
14| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
15--------------------------------------------------------------------------------------------------------
16| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 13 | 2 (0)| 00:00:01 |
17| 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| T_PS_20170605_LHR | 1 | 13 | 2 (0)| 00:00:01 |
18|* 2 | INDEX RANGE SCAN | IDX_T_PS_20170605_LHR_ID | 1 | | 1 (0)| 00:00:01 |
19--------------------------------------------------------------------------------------------------------
20
21Predicate Information (identified by operation id):
22---------------------------------------------------
23
24 2 - access("ID"=1)
25
26
27Statistics
28----------------------------------------------------------
29 1 recursive calls
30 0 db block gets
31 4 consistent gets
32 0 physical reads
33 0 redo size
34 596 bytes sent via SQL*Net to client
35 519 bytes received via SQL*Net from client
36 2 SQL*Net roundtrips to/from client
37 0 sorts (memory)
38 0 sorts (disk)
39 1 rows processed
40
41LHR@orclasm >
设定表的PUBLISH选项为FALSE：
1LHR@orclasm > EXEC DBMS_STATS.SET_TABLE_PREFS(USER,'T_PS_20170605_LHR', 'PUBLISH', 'FALSE');
2
3PL/SQL procedure successfully completed.
4
5LHR@orclasm > SELECT DBMS_STATS.GET_PREFS('PUBLISH',USER,'T_PS_20170605_LHR') FROM DUAL ;
6
7DBMS_STATS.GET_PREFS('PUBLISH',USER,'T_PS_20170605_LHR')
8---------------------------------------------------------------
9FALSE
再次向表中插入2W行ID列都为1的数据：
1INSERT INTO T_PS_20170605_LHR(ID,NAME) SELECT 1, 'name' || LEVEL FROM DUAL CONNECT BY LEVEL<= 20000 ; 2COMMIT ;
再次收集一下统计信息，这个时候收集的统计信息不会立刻被优化器使用：
1LHR@orclasm > EXEC DBMS_STATS.GATHER_TABLE_STATS(USER,'T_PS_20170605_LHR') ;
2
3PL/SQL procedure successfully completed.
4
5LHR@orclasm > SET AUTOT TRACEONLY
6
7LHR@orclasm > SELECT P.ID,P.NAME FROM T_PS_20170605_LHR P WHERE ID=1 ;
8
9
1020001 rows selected.
11
12
13Execution Plan
14----------------------------------------------------------
15Plan hash value: 2892875560
16
17--------------------------------------------------------------------------------------------------------
18| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
19--------------------------------------------------------------------------------------------------------
20| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 13 | 2 (0)| 00:00:01 |
21| 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| T_PS_20170605_LHR | 1 | 13 | 2 (0)| 00:00:01 |
22|* 2 | INDEX RANGE SCAN | IDX_T_PS_20170605_LHR_ID | 1 | | 1 (0)| 00:00:01 |
23--------------------------------------------------------------------------------------------------------
24
25Predicate Information (identified by operation id):
26---------------------------------------------------
27
28 2 - access("ID"=1)
29
30
31Statistics
32----------------------------------------------------------
33 0 recursive calls
34 0 db block gets
35 2778 consistent gets
36 0 physical reads
37 0 redo size
38 597478 bytes sent via SQL*Net to client
39 15182 bytes received via SQL*Net from client
40 1335 SQL*Net roundtrips to/from client
41 0 sorts (memory)
42 0 sorts (disk)
43 20001 rows processed
如所料，这里还是使用旧的统计信息，依旧使用INDEX RANGE SCAN代价比较高。看一下统计信息的情况，已经发布的统计信息还是比较老的，而如下所示PENDING表里面的统计信息表示新收集的待定的统计信息：
1LHR@orclasm > SELECT 'publish' AS STAT,T.NUM_ROWS,T.BLOCKS,TO_CHAR(T.LAST_ANALYZED,'YYYY-MM-DD HH24:MI:SS') FROM USER_TAB_STATISTICS T WHERE TABLE_NAME='T_PS_20170605_LHR' 2 2 UNION ALL 3 3 SELECT 'pending' AS STAT,S.NUM_ROWS,S.BLOCKS,TO_CHAR(S.LAST_ANALYZED,'YYYY-MM-DD HH24:MI:SS') FROM USER_TAB_PENDING_STATS S WHERE TABLE_NAME='T_PS_20170605_LHR'; 4 5STAT NUM_ROWS BLOCKS TO_CHAR(T.LAST_ANAL 6------- ---------- ---------- ------------------- 7publish 10000 29 2017-06-05 15:54:16 8pending 30000 84 2017-06-05 16:07:39
下面来验证一下新的统计信息是否有助于改善SQL语句的执行：
1LHR@orclasm > ALTER SESSION SET OPTIMIZER_USE_PENDING_STATISTICS = TRUE;
2
3Session altered.
4
5LHR@orclasm > SET AUTOT TRACEONLY
6LHR@orclasm > SELECT P.ID,P.NAME FROM T_PS_20170605_LHR P WHERE ID=1 ;
7
820001 rows selected.
9
10
11Execution Plan
12----------------------------------------------------------
13Plan hash value: 4079616360
14
15---------------------------------------------------------------------------------------
16| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
17---------------------------------------------------------------------------------------
18| 0 | SELECT STATEMENT | | 19488 | 228K| 25 (0)| 00:00:01 |
19|* 1 | TABLE ACCESS FULL| T_PS_20170605_LHR | 19488 | 228K| 25 (0)| 00:00:01 |
20---------------------------------------------------------------------------------------
21
22Predicate Information (identified by operation id):
23---------------------------------------------------
24
25 1 - filter("ID"=1)
26
27
28Statistics
29----------------------------------------------------------
30 0 recursive calls
31 0 db block gets
32 1414 consistent gets
33 0 physical reads
34 0 redo size
35 533474 bytes sent via SQL*Net to client
36 15182 bytes received via SQL*Net from client
37 1335 SQL*Net roundtrips to/from client
38 0 sorts (memory)
39 0 sorts (disk)
40 20001 rows processed
可以看到，使用优化器使用待定的统计信息生成的查询计划使用的是全表扫描，更加有效率验证结束，无误，可以发布新的统计信息了：
1LHR@orclasm > EXEC DBMS_STATS.PUBLISH_PENDING_STATS(USER,'T_PS_20170605_LHR'); 2 3PL/SQL procedure successfully completed. 4 5LHR@orclasm > ALTER SESSION SET OPTIMIZER_USE_PENDING_STATISTICS = FALSE; 6 7Session altered. 8 9LHR@orclasm > 10LHR@orclasm > set autot off 11LHR@orclasm > SELECT 'publish' AS STAT,T.NUM_ROWS,T.BLOCKS,TO_CHAR(T.LAST_ANALYZED,'YYYY-MM-DD HH24:MI:SS') FROM USER_TAB_STATISTICS T WHERE TABLE_NAME='T_PS_20170605_LHR' 12 2 UNION ALL 13 3 SELECT 'pending' AS STAT,S.NUM_ROWS,S.BLOCKS,TO_CHAR(S.LAST_ANALYZED,'YYYY-MM-DD HH24:MI:SS') FROM USER_TAB_PENDING_STATS S WHERE TABLE_NAME='T_PS_20170605_LHR'; 14 15STAT NUM_ROWS BLOCKS TO_CHAR(T.LAST_ANAL 16------- ---------- ---------- ------------------- 17publish 30000 84 2017-06-05 16:07:39 18 19LHR@orclasm > 20LHR@orclasm > SELECT H.TABLE_NAME, TO_CHAR(H.STATS_UPDATE_TIME, 'YYYY-MM-DD HH24:MI:SS') STATS_UPDATE_TIME FROM USER_TAB_STATS_HISTORY H WHERE H.TABLE_NAME = 'T_PS_20170605_LHR'; 21 22TABLE_NAME STATS_UPDATE_TIME 23------------------------------ ------------------- 24T_PS_20170605_LHR 2017-06-05 15:54:16 25T_PS_20170605_LHR 2017-06-05 16:17:29
可以看到PENDING的统计信息已经发布并且从USER_TAB_PENDING_STATS中删除，USER_TAB_STATISTICS表中的LAST_ANALYZED时间显示的是统计信息收集的时间。如果已经发布了统计信息，想要恢复从前的统计信息，可以根据USER_TAB_STATS_HISTORY中的STATS_UPDATE_TIME来确定TIMESTAMP，执行下面的操作，最后一个参数AS_OF_TIMESTAMP指的是恢复在这个时间点生效的统计信息吗，所以可以多1秒：
1LHR@orclasm > EXEC DBMS_STATS.RESTORE_TABLE_STATS(OWNNAME => USER,TABNAME =>'T_PS_20170605_LHR',AS_OF_TIMESTAMP => TO_DATE('2017-06-05 15:54:17','YYYY-MM-DD HH24:MI:SS'));
2
3PL/SQL procedure successfully completed.
4
5LHR@orclasm > SELECT H.TABLE_NAME, TO_CHAR(H.STATS_UPDATE_TIME, 'YYYY-MM-DD HH24:MI:SS') STATS_UPDATE_TIME FROM USER_TAB_STATS_HISTORY H WHERE H.TABLE_NAME = 'T_PS_20170605_LHR';
6
7TABLE_NAME STATS_UPDATE_TIME
8------------------------------ -------------------
9T_PS_20170605_LHR 2017-06-05 15:54:16
10T_PS_20170605_LHR 2017-06-05 16:17:29
11T_PS_20170605_LHR 2017-06-05 16:22:20
12
13LHR@orclasm > SELECT 'publish' AS STAT,T.NUM_ROWS,T.BLOCKS,TO_CHAR(T.LAST_ANALYZED,'YYYY-MM-DD HH24:MI:SS') FROM USER_TAB_STATISTICS T WHERE TABLE_NAME='T_PS_20170605_LHR'
14 2 UNION ALL
15 3 SELECT 'pending' AS STAT,S.NUM_ROWS,S.BLOCKS,TO_CHAR(S.LAST_ANALYZED,'YYYY-MM-DD HH24:MI:SS') FROM USER_TAB_PENDING_STATS S WHERE TABLE_NAME='T_PS_20170605_LHR';
16
17STAT NUM_ROWS BLOCKS TO_CHAR(T.LAST_ANAL
18------- ---------- ---------- -------------------
19publish 10000 29 2017-06-05 15:54:16