How optimize PL/SQL by decrease overhead for context switching between SQL and PL/SQL: using pragma UDF and PL/Scope

1
"Разгоняем" вызовы
PL/SQL-функций в
SQL-запросах
Игорь Мельников
melnikov_ii@mail.ru

Игорь Мельников
2006-2022: Oracle Corporation: главный консультант
2022-2024: Postgres Pro: ведущий консультант
2024 – настоящее время: независимый консультант
Сфера деятельности : внедрение Extended RAC,, апгрейд
версии СУБД Oracle, уменьшение размера БД с помощью
Advanced Compression, оптимизация кода PL/SQL (статический
анализ кода с помощью PL/Scope и выбор методов
оптимизации), миграция с RISC-платформ на Linux x86 и т.д.
Также в последнее время занимаюсь проектами по миграции
с Oracle на PostgreSQL, апгрейдом версии PostgreSQL и
технической поддержкой СУБД Oracle и PostgreSQL.

3
План
1. Что такое “переключение контекста”
2. Снижение затрат на переключение контекста с помощью
прагмы UDF
3. PL/Scope и его использование для автоматического
рефакторинга PL/SQL-кода
4. Передача расширенной статистики SQL-оптимизатору для
вызовов табличных функций в SQL-запросах
5. Заключение

4
Что такое “переключение
контекста”

Обращение к SQL в хранимом коде PL/SQL
5
PL/SQL VM и SQL – это разные “движки” выполнения

6
Обращение к PL/SQL в SQL
SELECT
DISTINCT
get_domain(catalog_url
)
FROM
orders;
SQL Engine PL/SQL Runtime Engine
PL/SQL Function
FUNCTION get_domain(p_url
VARCHAR2) RETURN
VARCHAR2 IS
BEGIN
… … ..
END;
Procedural
statement
executor
• Накладные расходы на вызовы из SQL Engine в PL/SQL и на возврат и конвертацию типов

7
Определение PL/SQL-функции прямо в SQL-запросе
Впервые появилась в Oracle Database 12.1
WITH
FUNCTION get_domain(url VARCHAR2) RETURN VARCHAR2 IS
pos PLS_INTEGER;
len PLS_INTEGER;
BEGIN
pos := INSTR(url, 'www.');
len := INSTR(SUBSTR(url, pos + 4), '.') - 1;
RETURN SUBSTR(url, pos + 4, len);
END;
SELECT
DISTINCT get_domain(catalog_url)
FROM
orders;

8
Директива (прагма) компиляции UDF
Впервые появилась в Oracle Database 12.1
CREATE FUNCTION get_domain(url VARCHAR2) RETURN VARCHAR2 IS
PRAGMA UDF;
pos PLS_INTEGER;
len PLS_INTEGER;
BEGIN
pos := INSTR(url, 'www.');
len := INSTR(SUBSTR(url, pos + 4), '.') - 1;
RETURN SUBSTR(url, pos + 4, len);
END;
• Для функций которые будут выполняться в SQL введена новая директива
компилятора PRAGMA UDF:
• Выше быстродействие
• Генерируется дополнительный M-код для PL/SQL VM для уменьшения
затрат на переключение контекста

9
PL/Scope для автоматического
рефакторинга кода

10
Анализ исходного кода PL/SQL прямо в СУБД
Появился еще в Oracle Database 11g
• Сбор информации об всех идентификаторах и операторов
исходного кода PL/SQL
• Параметр PLSCOPE_SETTINGS – для определения типа собираемых
идентификаторов
• Представления DBA | USERS _IDENTIFIERS и DBA | USERS _
STATEMENTS– для просмотра информации
• Предварительно нужна перекомпиляция PL/SQL объектов
• Для wrapped-кода сбор информации невозможен!
• Сбор информации про использование статического SQL в PL/SQL, в котором
присутствует вызовы PL/SQL доступен только начиная с 12.2

11
Использование PL/Scope
Перекомпилируем PL/SQL-код с генераций информации для
PL/Scope
SQL> ALTER SYSTEM SET PLSCOPE_SETTINGS='IDENTIFIERS:ALL, STATEMENTS:ALL'
scope=both;
System altered.
SQL> STARTUP UPGRADE;
SQL> @?/rdbms/admin/utlirp.sql
SQL> SHUTDOWN IMMEDIATE;
SQL> STARTUP;
SQL> @?/rdbms/admin/utlrp.sql

12
Пример использования PL/Scope
Перекомпилируем PL/SQL-код с генераций информации для
PL/Scope
create or replace package test_udf_plscope is
cursor v_xCur is
select
*
from
dual
where 2=getDay2(dummy);
• Пусть в пакете определен курсор c запросом, в котором вызывается PL/SQL-функция:
• Находим вызов к PL/SQL в SQL-запросе данном пакете:

13
Автоматическая вставка прагмы UDF на основе
информации PL/Scope
Автоматически вставляем прагму UDF в исходный код
create or replace function getDay2(p varchar2) return number is
begin
if length(p) > 10 then
return 2;
end if;
return 0;
end;
• Код функции после выполнения скрипта make_udf.sql: просматривает информацию
PL/Scope, читает исходный код из DBA_SOURCE, парсит его, вставляет прагму UDF и
выгружает готовые скрипты пересоздания пакетов и функций):
• Оригинальный код функции:
create or replace function getDay2(p varchar2) return number is
PRAGMA UDF; --added by make_udf.sql
begin
… … …
end;

14
Передача статистики SQL-
оптимизатору при использовании
табличных функций

15
Проблема кардинальности табличной функции
• Оптимизатор “не знает” число возвращаемых строк табличной функции:
SELECT
*
FROM
TABLE(AdminUtils.GetAccess(User, 8, :pKey)))
• Оптимизатор всегда предполагает 8168 строк:
Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2019876094
--------------------------------------------------------------------------------------------|
Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time
--------------------------------------------------------------------------------------------|
| 0 | SELECT STATEMENT | | 8168 | 16336 | 29 (0) | 00:00:01 |
| 1 | COLLECTION ITERATOR PICKLER FETCH| GETACCESS | 8168 | 16336 | 29 (0)| 00:00:01 |
--------------------------------------------------------------------------------------------

16
PL/SQL-интерфейс к SQL-оптимизатору
create or replace type my_data_optimizer_stats AS OBJECT (
-- Объектный тип должен иметь хотя бы одно поле
dummy_attribute number,
-- Специализированный конструктор
static function ODCIGetInterfaces (v_pInterfaces out sys.ODCIObjectList)
return number,
-- Эта функция обратного вызова (callback), будет вызываться
оптимизатором на этапе построения плана.
-- Она должна сообщить оптимизатору ожидаемое количество строк, которое
вернет наша табличная функция.
static function ODCIStatsTableFunction(v_pFunction in sys.ODCIFuncInfo,
v_pStats out
sys.ODCITabFuncStats,
v_pArgs in
sys.ODCIArgDescList ) return number);

17
Передаем СВО количество строк в table-function
static function ODCIStatsTableFunction(v_pFunction in sys.ODCIFuncInfo,
v_pStats out
sys.ODCITabFuncStats,
v_pArgs in
sys.ODCIArgDescList ) return number is
begin
if v_pFunction.ObjectSchema = ‘MY_SCHEMA' and
v_pFunction.ObjectName = ‘ADMINUTILS' then
if v_pFunction.MethodName = ‘GETACCESS' then
v_pStats :=
sys.ODCITabFuncStats(my_schema.adminutils.v_gNumberList.Count);
end if;
end if;
return ODCIConst.success;
end;
end;
Глобальная
переменная пакета
для хранения
результата table-
function

18
Регистрируем нашу функцию в SQL-оптимизаторе
SQL> ASSOCIATE STATISTICS WITH PACKAGES my_schema.AdminUtils USING
my_data_optimizer_stats;
Statistics associated.
SQL> SELECT * FROM TABLE(AdminUtils.GetAccess(User, 8, :pKey)))
Execution Plan
----------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost
(%CPU)| Time |
----------------------------------------------------------------------
----
| 0 | SELECT STATEMENT | | 3 | 6 | 29
(0)| 00:00:01 |
| 1 | COLLECTION ITERATOR PICKLER FETCH| GETACCESS| 3 | 6
| 29 (0)| 00:00:01 |

20
Заключение
• Использование прагмы UDF позволяет ускорить
быстродействие запросов с PL/SQL-функциями, за счет
уменьшения затрат на переключение контекста
• Cтатический анализатор кода PL/Scope позволяет
автоматически найти в исходном PL/SQL-коде статический
SQL с вызовами PL/SQL-функций
• С помощью дополнительного скрипта можно автоматически
вставить прагму UDF в исходный код PL/SQL-функций которые
вызываются в SQL
• Использование интерфейса к SQL-оптимизатору позволяет
передать СВО количество строк возвращаемых табличной
функции – улучшает качество планов выполнения

21
Спасибо
за
внимание!

How optimize PL/SQL by decrease overhead for context switching between SQL and PL/SQL: using pragma UDF and PL/Scope

More Related Content

Featured (20)

How optimize PL/SQL by decrease overhead for context switching between SQL and PL/SQL: using pragma UDF and PL/Scope