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为什么用 PostgreSQL 绑定变量 没有 Oracle pin S 等待问题

Oraclepostgresql变量 为什么 没有 绑定 等待 问题
2023-09-14 09:02:12 时间

早上看到盖国强老师在朋友圈里分享了一篇关于软解析带来的Pin S等待的问题。
有感而发,跟大家聊一聊为什么PostgreSQL不存在这个问题。

Oracle

在Oracle中多个会话高并发的执行同一条SQL,如果使用了绑定变量的话,会产生pin s的等待事件。
原因如下(取自互联网http://www.dbafree.net/?p=778

每个child cursor(你可以认为是一条SQL的plan tree)下面都有一个mutexes这样的简单内存结构,当有session要执行该SQL而需要pin cursor操作的时候,session只需要以shared模式set这个内存位+1,表示session获得该mutex的shared mode lock.可以有很多session同时具有这个mutex的shared mode lock;
但在同一时间,只能有一个session在操作这个mutext +1或者-1。+1 -1的操作是排它性的原子操作。
如果因为session并行太多,而导致某个session在等待其他session的mutext +1/-1操作,则该session要等待cursor: pin S等待事件。

当看到系统有很多session等待cursor: pin S事件的时候,要么是CPU不够快,要么是某个SQL的并行执行次数太多了而导致在child cursor上的mutex操作争用。如果是硬件的问题,则可以升级硬件。

如果是SQL执行频率太高。最简单的做法是,将一条SQL拆分成多条SQL。增加SQL的版本数来降低并发。如一个SQL:

select name from acct where acctno=:1

可以改为如下4个SQL,则并发的争用可以下降4倍。

 select /*A*/ name from acct where acctno=:1

 select /*B*/ name from acct where acctno=:1

 select /*C*/ name from acct where acctno=:1

 select /*D*/ name from acct where acctno=:1

另外,我们还会经常碰到另外一个等待事件“cursor: pin S wait on X”,这个等待事件主要是由硬解析引起的,解释如下:

“cursor: pin S wait on X” wait event is mostly related to mutex and hard parse.

- When a process hard parses the SQL statement, it should acquire exclusive

library cache pin for the corresponding LCO.

- This means that the process acquires the mutex in exclusive mode.

- Another process which also executes the same query needs to acquire the mutex

but it’s being blocked by preceding process. The wait event is “cursor: pin S wait on X”.

cursor: pin S,
cursor: pin X,
cursor: pin S wait on X
这三个等待事件,实际上就是替代了cursor的library cache pin,
pin S代表执行(share pin),
pin X代表解析(exclusive pin),
pin S wait on X代表执行正在等待解析操作。
这里需要强调一下,它们只是替换了访问cursor的library cache pin,而对于访问procedure这种实体对象,依然是传统的library cache pin。
参考:
https://supporthtml.oracle.com/epmos/faces/ui/km/DocumentDisplay.jspx?_afrLoop=5051110464464000 id=1310764.1 _afrWindowMode=0 _adf.ctrl-state=fu77hl3v2_4
http://www.hellodb.net/2010/07/oracle-library-cache.html 这篇文章不错,每次看都能有所收获。

很显然,产生这个锁的客观原因是Oracle的plan tree结构是共享的,并且加锁是串行的,所以高并发的情况下就出问题了。
如果你的业务形态确实如此,就只能改客户端程序来避免类似的问题。

PostgreSQL

下面给大家分析一下为什么PostgreSQL不存在这个问题
原因也很简单,PostgreSQL的plan cache是会话级别的,会话之间不共享plan cache.
因此不存在Oracle pin S的问题。
例子:

postgres=# create table t(id int primary key);

CREATE TABLE

postgres=# insert into t select generate_series(1,100);

INSERT 0 100

.1. 使用绑定变量(pgbench -M prepared), 并发执行同一SQL

vi t.sql

\setrandom id 1 100

select * from t where id=:id;

pgbench -M prepared -n -r -f ./t.sql -c 64 -j 64 -T 120

tps = 1110129.983665 (including connections establishing)

tps = 1110693.523542 (excluding connections establishing)

23283.00 3.1% GetSnapshotData /home/dege.zzz/pgsql9.6/bin/postgres

18074.00 2.4% AllocSetAlloc /home/dege.zzz/pgsql9.6/bin/postgres

15403.00 2.1% LWLockAcquire /home/dege.zzz/pgsql9.6/bin/postgres

Cpu(s): 72.2%us, 18.9%sy, 0.0%ni, 0.0%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 8.8%si, 0.0%st

.2. 使用绑定变量(pgbench -M prepared), 并发执行不同SQL

for ((i=1;i i++)); do sed "s/select/select\ \/*\ $i\ *\//" t.sql ./t$i.sql ; done

select /* 1 */ * from t where id=:id;

... ...

select /* 64 */ * from t where id=:id;

for ((i=1;i i++)); do pgbench -M prepared -n -r -f ./t$i.sql -c 1 -j 1 -T 120 | grep "^tps" done

tps = 1089230.887 (including connections establishing)

tps = 1090257.658 (excluding connections establishing)

23272.00 3.0% GetSnapshotData /home/dege.zzz/pgsql9.6/bin/postgres

17798.00 2.3% AllocSetAlloc /home/dege.zzz/pgsql9.6/bin/postgres

15030.00 2.0% LWLockAcquire /home/dege.zzz/pgsql9.6/bin/postgres

Cpu(s): 70.5%us, 18.0%sy, 0.0%ni, 2.9%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 8.6%si, 0.0%st

可以看到他们的profile, 性能指标, CPU的分配,几乎都没有差异。
如果你原来是Oracle的用户,开发人员再也不用为pin S的问题妥协,放心大胆的用同一条SQL,随便绑。


【.NET 6】使用EF Core 访问Oracle+Mysql+PostgreSQL并进行简单增改操作与性能比较 唠嗑一下。都在说去O或者开源,但是对于数据库选型来说,很多人却存在着误区。例如,去O,狭义上讲,是去Oracle数据库。但是从广义上来说,是去Oracle公司产品或者具有漂亮国垄断地位和需要商业授权的数据库产品。
关于PostgreSQL数据库兼容Oracle数据库闪回查询的实现方案 注:关于在PostgreSQL上面实现Oracle数据库的闪回功能(闪回查询 闪回表 闪回删除…)的这个想法已经有很长时间了,但是鉴于本人的能力 精力和身体条件 迟迟没有完成。期间也有很多的小伙伴跟我一起研究过这个功能,但是最终都因为各种各样的问题 没有做下去。Oracle数据库闪回功能跨越版本较大,功能也比较强大 在PostgreSQL数据库上实现,需要对数据库内核有很深入的理解 两大数据库不同的底层原理也终将影响各自的实现策略,PostgreSQL标记删除就地插入的特点和基于事务快照行可见性的特性是我们可以开发PostgreSQL闪回查询的大前提。本文主要介绍 实现闪回查询的 一种实现方案