Artigo SQL Magazine 73 - Oracle Performance Diagnostics & Tuning

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Este artigo trata do método de diagnóstico de problemas de desempenho em banco de dados Oracle baseado em tempo.

Atenção: esse artigo tem uma palestra complementar. Clique e assista!

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De que trata o artigo?

Este artigo trata do método de diagnóstico de problemas de desempenho em banco de dados Oracle baseado em tempo.

Para que serve?

Para identificar, rapidamente e com precisão, qual o gargalo que está restringindo o desempenho de uma aplicação que utiliza um banco de dados Oracle.

Em que situação o tema é útil?

Quando o desempenho de uma aplicação que utiliza um banco de dados Oracle não é satisfatório.[/lead]

Um assunto de grande interesse tratando-se do SGBD Oracle é o famoso Tuning, ou como prefiro chamar, Performance Diagnostics & Tuning. Prefiro utilizar este nome porque mais importante que o ajuste é o diagnóstico.

[subtitulo]Os métodos antigos[/subtitulo]

Antes de lembrar dos antigos métodos de Performance Diagnostics & Tuning, gostaria de dizer aos leitores que trago uma boa notícia: Performance Diagnostics & Tuning é fácil.

Gosto de dizer isso a quem me pergunta sobre Performance Diagnostics & Tuning, pois este assunto foi por muito tempo envolto em grande mistério, sendo dominado apenas pelos mais experientes profissionais em banco de dados Oracle.

Esta imagem do Performance Diagnostics & Tuning foi fixada, na minha opinião, pelos antigos métodos adotados (entre meados dos anos 80 e início dos anos 90) pelos próprios DBAs, e que eram recomendados em manuais e livros, e praticados pelos próprios consultores da Oracle.

O antigo método consistia geralmente em seguir um Checklist, onde o DBA deveria verificar vários itens, e vários indicadores conhecidos como Hit Ratios (Buffer Cache Hit Ratio e Library Hit Ratio eram os principais, dentre muitos).

Esta lista de itens que eram verificados deve ser bem conhecida para a maioria dos leitores: o consumo de processamento, memória, I/O e rede do sistema operacional, o uso da SGA e PGA, a fragmentação de tabelas e índices, a quantidade de sessões e cursores, eram alguns entre centenas de outros indicadores.

O jogo era o seguinte: verificar a maior quantidade possível de indicadores, elaborar uma teoria sobre a lentidão baseada neles, e alterar algo que teoricamente melhore um ou mais destes indicadores, e medir novamente para ver se as alterações surtiam o efeito esperado. Mais do que isto, o DBA esperava que suas alterações não piorassem ainda mais o cenário.

Em particular, o Buffer Cache Hit Ratio (que é a proporção de leituras que são feitas no Cache de dados da instância Oracle, ao invés do disco físico do sistema operacional) era mais atentamente observado pelos DBAs. Geralmente, se este estava abaixo de 90%, o DBA aumentava o parâmetro DB_CACHE_SIZE até onde era possível, e verificava se o número de leituras nos discos diminuía. Esta técnica, embora muito empregada até hoje, é fundamentalmente falha, pois o que o Oracle considera uma leitura física, pode não ser para o sistema operacional, pois este tem seu próprio Cache para o filesystem, assim como os discos rígidos, ou até mesmo o Storage pode ter o seu.

Uma alternativa a este método, executada por DBAs menos experientes (ou mais desesperados) era analisar os parâmetros atuais do Oracle (são centenas, como você deve saber), identificar um ou mais deles que teoricamente tem relação com a lentidão verifica, e então alterá-los, e observar o resultado.

Um método comum também era o de, através de utilitários do sistema operacional (como o top no Linux, ou topas no AIX), observar qual processo de usuário consumia mais recursos, identificar o SQL que este está fazendo, e tentar elaborar alguma melhoria nele.

Outra técnica de Performance Diagnostics & Tuning muito empregada era adicionar hardware: se o banco de dados era considerado lento, aumentava-se a memória, e a SGA (Nota DevMan 1) (e/ou a PGA, que é a área de memória dos processos de usuário), ou até mesmo a quantidade de processadores, até que o desempenho ficasse satisfatório. Infelizmente, para infelicidade de quem comprou e pagou pelo upgrade, nem sempre isto acontecia. Aliás, há casos onde aumentar os recursos de hardware piorou o cenário.

[nota]Nota DevMan 1. SGA

System Global Area (SGA) é uma terminologia usada no SGBD Oracle que representa uma área de memória compartilhada responsável por armazenar todas as informações referentes aos processos do Oracle. Essa área é dividida em várias outras áreas de memória que cada instância do banco de dados ocupa no SGA.[/nota]

Citei todos estes métodos no tempo passado, mas vejo todos muito utilizados até hoje. Reconheço que todos estes métodos, que fique bem claro, funcionavam e ainda funcionam, e que os Hit Ratios não são de maneira alguma inúteis, apenas incompletos. O grande problema é que todos estes métodos dependiam completamente da experiência do profissional, e de alguma sorte.

[subtitulo]O método correto[/subtitulo]

Antes de executar um ajuste no SGBD Oracle, em resposta a um problema de desempenho, devemos ter um diagnóstico correto. Sem um correto diagnóstico, não faz sentido prosseguir.

O desempenho de processos computacionais é medido por velocidade. Quanto mais rápido, melhor o desempenho. E quando se trata de velocidade, o desempenho só pode ser medido pelo TEMPO. O tempo é a única constante onde podemos nos basear sobre o desempenho de um processo computacional.

Portanto, para um correto diagnóstico de um problema de desempenho, deve-se saber onde o tempo é gasto.

Finalmente, para saber-se onde o tempo é gasto no Oracle, não há uma forma mais direta que observar os Wait Events (Eventos de Espera).

Os Wait Events são eventos de espera por recursos computacionais, físicos (discos rígidos, memória, rede, etc.) ou lógicos (latches, locks, etc.). Estes recursos são limitados, e são os únicos limitadores do desempenho de um comando SQL. Se não houvesse espera por recursos computacionais, todos os comandos SQLs seriam finalizados instantaneamente.

Os Wait Events do Oracle são implementados pela OWI, a Oracle Wait Interface. Esta implementação mede as esperas diretamente do kernel do Oracle, e não é nova, foi introduzida na versão 7.0.12. Desde então, os Wait Events monitorados pela OWI cresceram consideravelmente, de 104 Wait Events na 7.0.12, para 220 no 8i, 400 no 9i, e mais de 800 no 10g. Este progresso mostra como a própria Oracle acredita e investe neste método de diagnóstico de problemas de performance.

Sabem aquela telinha bonita de desempenho do Enterprise Manager, com um gráfico legal? Pois é, aqueles gráficos nada mais são do que os Wait Events do Banco de Dados. Mas, como eu prefiro o bom e velho SQL*Plus, este artigo irá demonstrar como encontrar os gargalos do banco de dados sem a ajuda do Enterprise Manager.

Traçando um paralelo da OWI com a vida real, pense em quanto tempo você leva para ir de São Paulo ao Rio de Janeiro, de avião. Embora o tempo de vôo leve menos que 30 minutos, no tempo total a viagem completa pode levar umas 6 horas: é necessário ir até o aeroporto, comprar a passagem, fazer o "

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