这是美国时间6月10日，拉里做的12c inmemory option的现场发布会。
[原]ArcSDE for Oracle 12.1.0.2 In-Memory组件测试
linghe301发表于 2015-02-03 10:11:23
如今，内存数据库被大家广泛认可，懂得技术的人都明白，数据从磁盘读写肯定比在内存中读写要慢很多，而且目前也有很多内存数据已经有非常成熟的实施经验，当然，当今数据库的老大Oracle更加不会无视这个市场，很早就渲染他们Oracle12c的内存组件多么的牛叉，快到不行更是他们经常使用的词汇。
在今年7月22日，Oracle终于发布了12.1.0.2版本，当然最关注的就是这个In-Memory组件的使用了。下载地址：http://www.oracle.com/technetwork/database/enterprise-edition/downloads/database12c-linux-download-2240591.html
在12c的In-Memory Option选件之中，数据在内存的独立区域中按照列式存储，数据是被压缩存放的，内存与列式压缩可以极大提升查询的性能，下图是IMO的示意图：
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测试环境1：VM虚拟机 、Linux 5.5、4GB内存、Oracle12.1.0.2 数据介绍：非空间数据
1：连接到sys用户下，查看内存初始化参数的值
[oracle@oracle12c ~]$ sqlplus / as sysdba SQL*Plus: Release 12.1.0.2.0 Production on Wed Jul 30 23:25:42 2014 Copyright (c) 1982, 2014, Oracle. All rights reserved. Connected to: Oracle Database 12c Enterprise Edition Release 12.1.0.2.0 - 64bit Production With the Partitioning, OLAP, Advanced Analytics and Real Application Testing options SQL> show parameter inm NAME TYPE VALUE ------------------------------------ ----------- ------------------------------ inmemory_clause_default string inmemory_force string DEFAULT inmemory_max_populate_servers integer 0 inmemory_query string ENABLE inmemory_size big integer 0 inmemory_trickle_repopulate_servers_ integer 1 percent optimizer_inmemory_aware boolean TRUE
2：默认情况下内存参数inmemory_size是没有值得，用户需要手动修改参数值。
- inmemory_clause_default：默认空值，表示需要显式的指定某个table才能in memory。INMEMORY，表示所有的new table都in memory；NO INMEMORY，和空值是一个意思。
- inmemory_force：default：具有IN MEMORY属性的table，才会被选定以in memory的方式存储。OFF：即使具有IN MEMORY AREA被配置了，也不会有table以in memory的方式存储。ON：除非显式的指定NO INMEMORY的属性的table，其他的table都会以in memory方式存储。
- inmemory_query：enable，可以进行inmemory_query；disable，禁用inmemory_query
- inmemory_size：设置inmemory option的内存大小，注，不能动态调整。
- inmemory_max_populate_servers ：该参数设置用于将数据加载到内存的后台进程数量
SQL> alter system set inmemory_size=2G scope=spfile; System altered. SQL> alter system set inmemory_max_populate_servers=2 scope=spfile; System altered. SQL> shutdown immediate; Database closed. Database dismounted. ORACLE instance shut down. SQL> startup ORACLE instance started. Total System Global Area 4294967296 bytes Fixed Size 2932632 bytes Variable Size 603979880 bytes Database Buffers 1526726656 bytes Redo Buffers 13844480 bytes In-Memory Area 2147483648 bytes Database mounted. Database opened. SQL> show parameter inm NAME TYPE VALUE ------------------------------------ ----------- ------------------------------ inmemory_clause_default string inmemory_force string DEFAULT inmemory_max_populate_servers integer 2 inmemory_query string ENABLE inmemory_size big integer 2G inmemory_trickle_repopulate_servers_ integer 1 percent optimizer_inmemory_aware boolean TRUE
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3：创建一个普通表，然后进行一个普通测试
SQL> create table t1 as select * from dba_objects;
Table created.
SQL> select bytes/1024/1024 from user_segments where segment_name='T1';
BYTES/1024/1024
---------------
12.5
SQL> set timing on
SQL> set time on
01:53:00 SQL> set autot traceonly
01:53:07 SQL> select * from t1;
92177 rows selected.
Elapsed: 00:00:03.51
Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 3617692013
--------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
--------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 92177 | 10M| 429 (1)| 00:00:01 |
| 1 | TABLE ACCESS FULL| T1 | 92177 | 10M| 429 (1)| 00:00:01 |
--------------------------------------------------------------------------
Statistics
----------------------------------------------------------
2 recursive calls
0 db block gets
7596 consistent gets
1546 physical reads
0 redo size
12280356 bytes sent via SQL*Net to client
68146 bytes received via SQL*Net from client
6147 SQL*Net roundtrips to/from client
0 sorts (memory)
0 sorts (disk)
92177 rows processed我们从执行计划中可以看到，逻辑读7596个、物理读1546个。该表在数据库中占用空间约12.5MB。
4：创建同样的表在内存组件中进行测试
SQL> create table t2 as select * from dba_objects;
Table created.
SQL> set line 200
SQL> alter table t2 inmemory;
Table altered.
SQL> select * from v$inmemory_area;
POOL ALLOC_BYTES USED_BYTES POPULATE_STATUS CON_ID
-------------------------- ----------- ---------- -------------------------- ----------
1MB POOL 1710227456 4194304 DONE 3
64KB POOL 419430400 51314688 DONE 3
SQL> select count(*) from t2;
COUNT(*)
----------
92178
SQL> select * from v$inmemory_area;
POOL ALLOC_BYTES USED_BYTES POPULATE_STATUS CON_ID
-------------------------- ----------- ---------- -------------------------- ----------
1MB POOL 1710227456 8388608 DONE 3
64KB POOL 419430400 51445760 DONE 3
SQL> set timing on
SQL> set time on
01:59:12 SQL> set autot traceonly
01:59:21 SQL> select * from t2;
92178 rows selected.
Elapsed: 00:00:03.42
Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 1513984157
-----------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
-----------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 92178 | 10M| 31 (17)| 00:00:01 |
| 1 | TABLE ACCESS INMEMORY FULL| T2 | 92178 | 10M| 31 (17)| 00:00:01 |
-----------------------------------------------------------------------------------
Statistics
----------------------------------------------------------
5 recursive calls
0 db block gets
9 consistent gets
0 physical reads
0 redo size
5016356 bytes sent via SQL*Net to client
68146 bytes received via SQL*Net from client
6147 SQL*Net roundtrips to/from client
0 sorts (memory)
0 sorts (disk)
92178 rows processed------------------------------------------------------------------
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5：结论
从上面可以看出，当将表至于inmemory状态时，该数据并没有在内存中，我们可以查看v$inmemory_area表里面信息，我们需要执行一些SQL语句如select count(*) from table将表读入内存中，这时候查看v$inmemory_area表中可以看到增长的信息，可能我原来进行过相关测试，1M内存pool和64K内存pool都有相关的信息，我们可以进行压缩对比来查看行式存储和列式存储的比较。
02:12:21 SQL> select (51445760 +8388608 -51314688 -4194304)/1024/1024 MB from dual;
MB
----------
4.125
可以进行对比，行式存储为12.5MB，列式存储约4MB，如果数据量更大的话这个对比更加明显。
另外我们可以看到，使用in-memory组件，相关的逻辑读仅有5，而且没有物理读，这个也是该组件的高效之处。
但是我们细心的朋友也会发现一个问题，普通查询耗时3.51秒，但是内存组件查询耗时3.42秒，我们看到后者的指标要比前者漂亮的多，但是性能方面并没有想象中的提高，这个是为什么呢？
经过咨询，这个问题可能是：inmemory是列式存储，数据经过压缩的。它的优势是针对某些列的分析型操作。你如果只是把数据拿出来，数据库需要把列数据拼成行数据，相对于普通的行式存储还要干额外的工作，当然要慢了。
PS：因为虚拟机的问题，我们测试都是在同一条件下进行，结果可能有所不同，但是希望能够说明相关的问题。
6：其他
当然，Oracle也提供了In-Memory 的视图来帮助用户进行分析
v$im_segments
SQL> desc v$im_segments
Name Null? Type
----------------------------------------- -------- ----------------------------
OWNER VARCHAR2(128)
SEGMENT_NAME VARCHAR2(128)
PARTITION_NAME VARCHAR2(128)
SEGMENT_TYPE VARCHAR2(18)
TABLESPACE_NAME VARCHAR2(30)
INMEMORY_SIZE NUMBER
BYTES NUMBER
BYTES_NOT_POPULATED NUMBER
POPULATE_STATUS VARCHAR2(9)
INMEMORY_PRIORITY VARCHAR2(8)
INMEMORY_DISTRIBUTE VARCHAR2(15)
INMEMORY_DUPLICATE VARCHAR2(13)
INMEMORY_COMPRESSION VARCHAR2(17)
CON_ID NUMBER
SQL> select inmemory_size/1024/1024,bytes/1024/1024 from v$im_segments where segment_name='T2';
INMEMORY_SIZE/1024/1024 BYTES/1024/1024
----------------------- ---------------
4.125 12.5
user_tables表也会多了几项关于INMEMORY的相关信息
SQL> desc user_tables Name Null? Type ----------------------------------------- -------- ---------------------------- TABLE_NAME NOT NULL VARCHAR2(128) TABLESPACE_NAME VARCHAR2(30) CLUSTER_NAME VARCHAR2(128) IOT_NAME VARCHAR2(128) STATUS VARCHAR2(8) PCT_FREE NUMBER PCT_USED NUMBER INI_TRANS NUMBER MAX_TRANS NUMBER INITIAL_EXTENT NUMBER NEXT_EXTENT NUMBER MIN_EXTENTS NUMBER MAX_EXTENTS NUMBER PCT_INCREASE NUMBER FREELISTS NUMBER FREELIST_GROUPS NUMBER LOGGING VARCHAR2(3) BACKED_UP VARCHAR2(1) NUM_ROWS NUMBER BLOCKS NUMBER EMPTY_BLOCKS NUMBER AVG_SPACE NUMBER CHAIN_CNT NUMBER AVG_ROW_LEN NUMBER AVG_SPACE_FREELIST_BLOCKS NUMBER NUM_FREELIST_BLOCKS NUMBER DEGREE VARCHAR2(10) INSTANCES VARCHAR2(10) CACHE VARCHAR2(5) TABLE_LOCK VARCHAR2(8) SAMPLE_SIZE NUMBER LAST_ANALYZED DATE PARTITIONED VARCHAR2(3) IOT_TYPE VARCHAR2(12) TEMPORARY VARCHAR2(1) SECONDARY VARCHAR2(1) NESTED VARCHAR2(3) BUFFER_POOL VARCHAR2(7) FLASH_CACHE VARCHAR2(7) CELL_FLASH_CACHE VARCHAR2(7) ROW_MOVEMENT VARCHAR2(8) GLOBAL_STATS VARCHAR2(3) USER_STATS VARCHAR2(3) DURATION VARCHAR2(15) SKIP_CORRUPT VARCHAR2(8) MONITORING VARCHAR2(3) CLUSTER_OWNER VARCHAR2(128) DEPENDENCIES VARCHAR2(8) COMPRESSION VARCHAR2(8) COMPRESS_FOR VARCHAR2(30) DROPPED VARCHAR2(3) READ_ONLY VARCHAR2(3) SEGMENT_CREATED VARCHAR2(3) RESULT_CACHE VARCHAR2(7) CLUSTERING VARCHAR2(3) ACTIVITY_TRACKING VARCHAR2(23) DML_TIMESTAMP VARCHAR2(25) HAS_IDENTITY VARCHAR2(3) CONTAINER_DATA VARCHAR2(3) INMEMORY VARCHAR2(8) INMEMORY_PRIORITY VARCHAR2(8) INMEMORY_DISTRIBUTE VARCHAR2(15) INMEMORY_COMPRESSION VARCHAR2(17) INMEMORY_DUPLICATE VARCHAR2(13)
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测试环境2：IBM 笔记本 W500 、Linux 6.4、8GB内存、Oracle12.1.0.2、ArcSDE10.3 数据介绍：空间数据 ST_Geometry存储，内存参数设置为3GB
1：首先看一下数据情况，面状数据subdltb约300W条记录，查询数据也是面状数据query，里面包含一个大的要素
11:40:28 SQL> select count(*) from subdltb;
COUNT(*)
----------
2999999
Elapsed: 00:00:11.09
11:40:53 SQL> select sde.st_area(shape) from query where objectid=3;
SDE.ST_AREA(SHAPE)
------------------
4.0640E+10
Elapsed: 00:00:00.422：使用ArcSDE for Oracle的ST_Intersects函数进行查询，然后进行sum求和
11:41:16 SQL> select sum(a.db2gse_st_) from subdltb a,query b where sde.st_intersects(a.shape,b.shape)=1 and b.objectid=3;
SUM(A.DB2GSE_ST_)
-----------------
4451543224
Elapsed: 00:03:01.04
Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2821153078
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows |Bytes | Cost (%CPU)| Time |
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 |4648 | 2 (0)| 00:00:01 |
| 1 | SORT AGGREGATE | | 1 |4648 | | |
| 2 | NESTED LOOPS | | 27712 |122M | 2 (0)| 00:00:01 |
| 3 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID | QUERY | 1 |2324 | 0 (0)| 00:00:01 |
|* 4 | INDEX UNIQUE SCAN | R7_SDE_ROWID_UK | 1 | | 0 (0)| 00:00:01 |
| 5 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID | SUBDLTB | 27712 |61M | 2 (0)| 00:00:01 |
|* 6 | DOMAIN INDEX (Sel: Default - No Stats)| SHAPE_92247_4_SIDX | | | 18E (0)| |
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
4 - access("B"."OBJECTID"=3)
6 - access("SDE"."ST_INTERSECTS"("A"."SHAPE","B"."SHAPE")=1)
Note
-----
- dynamic statistics used: dynamic sampling (level=2)
Statistics
----------------------------------------------------------
733910 recursive calls
0 db block gets
835491 consistent gets
88615 physical reads
0 redo size
559 bytes sent via SQL*Net to client
552 bytes received via SQL*Net from client
2 SQL*Net roundtrips to/from client
677 sorts (memory)
0 sorts (disk)
1 rows processed
3：使用In-MEMORY组件进行测试
将相关要素类进行Inmemory
SQL> select * from v$inmemory_area;
POOL ALLOC_BYTES USED_BYTES POPULATE_STATUS CON_ID
-------------------------- ----------- ---------- -------------------------- ----------
1MB POOL 2565865472 4194304 DONE 3
64KB POOL 637534208 51642368 DONE 3
SQL> alter table query inmemory;
Table altered.
SQL> select count(*) from query;
COUNT(*)
----------
4
SQL> select * from v$inmemory_area;
POOL ALLOC_BYTES USED_BYTES POPULATE_STATUS CON_ID
-------------------------- ----------- ---------- -------------------------- ----------
1MB POOL 2565865472 4194304 DONE 3
64KB POOL 637534208 51642368 DONE 3
SQL> select bytes/1024 KB from user_segments where segment_name='QUERY';
KB
----------
64
我们发现，Query要素类并没有加入内存中，Oracle帮助有提示：Objects that are smaller than 64KB are not populated into memory ，Query数据刚好64KB。然后将subdltb数据放入内存中。
SQL> alter table subdltb inmemory; Table altered. SQL> select count(*) from subdltb; COUNT(*) ---------- 2999999 SQL> select * from v$inmemory_area; POOL ALLOC_BYTES USED_BYTES POPULATE_STATUS CON_ID -------------------------- ----------- ---------- -------------------------- ---------- 1MB POOL 2565865472 849346560 POPULATING 3 64KB POOL 637534208 52297728 POPULATING 3 SQL> / POOL ALLOC_BYTES USED_BYTES POPULATE_STATUS CON_ID -------------------------- ----------- ---------- -------------------------- ---------- 1MB POOL 2565865472 2554331136 DONE 3 64KB POOL 637534208 52953088 DONE 3
我们看到，一开始查看v$inmemory_area的populate_status是populating，这是因为300W记录的数据，需要一定的时间写入内存中，所以需要稍等些时间状态才会变成DONE。然后查看一下v$im_segments表信息
SQL> select INMEMORY_SIZE/1024/1024,bytes/1024/1024 from v$im_segments where segment_name='SUBDLTB'; INMEMORY_SIZE/1024/1 BYTES/1024/1024 -------------------- --------------- 1182.25 1025我们发现，针对于ST_Geometry存储的数据，列式存储压缩之后比行式存储还要大，这个让人很不理解。
进行实际查询
SQL> set timing on
SQL> set time on
12:36:09 SQL> set autot on
12:36:16 SQL> select sum(a.db2gse_st_) from subdltb a,query b where sde.st_intersects(a.shape,b.shape)=1 and b.objectid=3;
SUM(A.DB2GSE_ST_)
-----------------
4451543224
Elapsed: 00:03:00.14
Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2821153078
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 4648 | 2 (0) | 00:00:01 |
| 1 | SORT AGGREGATE | | 1 | 4648 | | |
| 2 | NESTED LOOPS | | 27712 | 122M| 2 (0)| 00:00:01 |
| 3 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID | QUERY | 1 | 2324 | 0 (0)| 00:00:01 |
|* 4 | INDEX UNIQUE SCAN | R7_SDE_ROWID_UK | 1 | | 0 (0)| 00:00:01 |
| 5 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID | SUBDLTB | 27712 | 61M| 2 (0)| 00:00:01 |
|* 6 | DOMAIN INDEX (Sel: Default - No Stats)| SHAPE_92247_4_SIDX | | | 18E (0) | |
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
4 - access("B"."OBJECTID"=3)
6 - access("SDE"."ST_INTERSECTS"("A"."SHAPE","B"."SHAPE")=1)
Note
-----
- dynamic statistics used: dynamic sampling (level=2)
Statistics
----------------------------------------------------------
734531 recursive calls
0 db block gets
835836 consistent gets
87819 physical reads
0 redo size
559 bytes sent via SQL*Net to client
551 bytes received via SQL*Net from client
2 SQL*Net roundtrips to/from client
455 sorts (memory)
0 sorts (disk)
1 rows processed
12:39:25 SQL> select sum(a.db2gse_st_) from subdltb a,query b where sde.st_intersects(b.shape,a.shape)=1 and b.objectid=3;
SUM(A.DB2GSE_ST_)
-----------------
4451543224
Elapsed: 00:12:46.23
Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 209829830
-------------------------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
-------------------------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 4648 | 1851 (29)| 00:00:01 |
| 1 | SORT AGGREGATE | | 1 | 4648 | | |
| 2 | NESTED LOOPS | | 27712 | 122M| 1851 (29)| 00:00:01 |
| 3 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| QUERY | 1 | 2324 | 0 (0)| 00:00:01 |
|* 4 | INDEX UNIQUE SCAN | R7_SDE_ROWID_UK | 1 | | 0 (0)| 00:00:01 |
|* 5 | TABLE ACCESS INMEMORY FULL | SUBDLTB | 27712 | 61M| 1851 (29)| 00:00:01 |
-------------------------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
4 - access("B"."OBJECTID"=3)
5 - filter("SDE"."ST_INTERSECTS"("B"."SHAPE","A"."SHAPE")=1)
Note
-----
- dynamic statistics used: dynamic sampling (level=2)
Statistics
----------------------------------------------------------
1801418 recursive calls
0 db block gets
1124 consistent gets
17 physical reads
0 redo size
559 bytes sent via SQL*Net to client
551 bytes received via SQL*Net from client
2 SQL*Net roundtrips to/from client
5 sorts (memory)
0 sorts (disk)
1 rows processed看到这个结果，我觉得是否是空间索引表如果In memory是否有相关效果，结果发现，空间索引表不支持in memory，会报ora-64358错误
SQL> select index_id from st_geometry_index where table_name='SUBDLTB';
INDEX_ID
----------
2
SQL> alter table s2_idx$ inmemory;
alter table s2_idx$ inmemory
*
ERROR at line 1:
ORA-64358: in-memory column store feature not supported for IOTs4：结论
通过对比可以看到，虽然在内存中进行查询，大家都知道，st_instersects(a,b)需要传入两个参数，该函数a参数会走空间索引，b参数走全表扫描，所以尽可能将数据量大的放到a参数的位置，我按照最高效的方式测试，发现这种方式与普通查询没有任何差别，不管是逻辑读还是物理读和普通查询区别不大，查询时间也基本类似，如果我更换顺序，走比较低效的查询方式，果然，从执行计划指标上看，在内存中进行全表扫描，而且物理读和逻辑读明显减少，但是执行效率更加低效。
在内存技术方面，甲骨文并没有采用SAP HANA的“全内存”架构，数据会根据不同的“温度”来选择不同的处理方式，包含传统硬盘、闪存和内存三个层级，而不是把全部的数据都放到内存当中。Andy Mendelsohn介绍，在Oracle Database In-memory当中，最活跃或者说最热的数据将放到内存中进行分析，活跃度相对较低的数据会采用闪存（事实上，Oracle数据库是最早拥抱闪存的产品之一，在Exadata上已经大面积使用了闪存存储），而温度最低、最不活跃的数据还是会采用传统磁盘来存储。根据不同需求的数据采取不同的策略，这样做的好处在于，客户不必采购大量的内存设备就可以获得最佳性能提升，降低了总体成本，提升了投资回报率。
目前，Oracle的 IN-MEMORY组件还处于研究阶段，这方面的资料还比较少，该问题还在不断研究中，希望能够得到一些有些的解决方法！
当然Oracle的IN-MEMORY OPTION作为一个刚刚发布的组件还没有经过项目的实践，这不已经可以看到关于它的Bug问题了。
Oracle: That BUG in our In-Memory Option will be fixed in October
http://www.theregister.co.uk/2014/07/31/oracle_in_memory_bug_fix
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参考文档：
Oracle 12c新特性:IN-Memory Option - 列存与压缩：http://www.eygle.com/archives/2014/07/oracle_12c_inmemory_option_two.html
Oracle 12c In-Memory option：http://www.orasql.com/blog/archives/2014/07/23/12c_inmemory.htm
【Oracle Database 12c新特性】In-Memory Option：http://www.askmaclean.com/archives/12c-in-memory-option.html
inmemory option的简单介绍和测试：http://www.oracleblog.org/study-note/in-memory-option-simple-test/