practical internals in oracle 11 g result cache

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Practical Internals in Oracle 11g

㈜엑셈


Result Cache

최 영 준교육 / 컨텐츠 책임 컨설턴트

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㈜엑셈

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2 ㈜엑셈

Agenda Result cache 란 ? Result cache 의 구조 Result cache 사용 Parameter Latch & Event Invalidation LRU 알고리즘 실습 – enq : RC PL/SQL Function Result Cache Client-Side Result cache 제약사항 요약



3 ㈜엑셈

Result cache 란 ?• Concept

– 자주 사용되는 쿼리 또는 Function 에 대하여 수행결과를 메모리 상에 저장시켜 놓았다가 이후 수행되는동일 쿼리 또는 Function 에서 결과를 재 사용하기 위함

– 수행 결과가 저장되는 위치에 따라서 Server-side / Client-side 로 구분

– 데이터가 저장되어 있는 데이터 블록이 아닌 수행결과 자체를 저장함



4 ㈜엑셈

Result cache 구조• Result Cache 구조

– 여러 세션에서 공유 해서 사용할 수 있도록 SGA 영역 중 Shared Pool 안에 존재 함

– 데이터를 저장하기 위한 Result cache 블록의 사이즈는 1024Byte(1K) 이다 .

– 데이터를 저장하기 위해서 32K (1K 블록 * 32 개 ) 단위로 메모리를 할당 받아서 데이터를 저장 시킴

– LRU 알고리즘을 통하여 Result Cache 블록을 관리 함– Object 정보 , 세션 정보 , SQL/PLSQL 수행 결과 ,

Bind 변수 등이 Result cache 블록에 저장 됨



5 ㈜엑셈

Result cache 구조• Result Cache 구조

oradebug dump heapdump 7Chunk 285f6b3c sz= 540 recreate "KQR PO " latch=2D9B719CChunk 285f6d58 sz= 540 recreate "KQR PO " latch=2D9B719CChunk 285f6f74 sz= 32816 freeable "Result Cache" ds=2D390E70Chunk 285fefa4 sz= 32816 freeable "Result Cache" ds=2D390E70Chunk 28606fd4 sz= 32816 recreate "Result Cache" latch=00000000 ds 2d390e70 sz= 98448 ct= 3 285f6f74 sz= 32816 285fefa4 sz= 32816

v$sgastatPOOL NAME BYTESshared pool Result Cache: State Objs

2852shared pool Result Cache 98396shared pool Result Cache: Memory Mgr 128shared pool Result Cache: Bloom Fltr

2048shared pool Result Cache: Cache Mgr

112

dbms_result_cache.memory_reportR e s u l t C a c h e M e m o r y R e p o r t[Parameters]Block Size = 1K bytesMaximum Cache Size = 64K bytes (64 blocks)Maximum Result Size = 64K bytes (64 blocks)[Memory]Total Memory = 103536 bytes [0.043% of the Shared Pool]... Fixed Memory = 5140 bytes [0.002% of the Shared Pool]... Dynamic Memory = 98396 bytes [0.041% of the Shared Pool]....... Overhead = 65628 bytes....... Cache Memory = 32K bytes (32 blocks)........... Unused Memory = 30 blocks........... Used Memory = 2 blocks............... Dependencies = 1 blocks (1 count)............... Results = 1 blocks................... SQL = 1 blocks (1 count)



6 ㈜엑셈

Result cache 구조• Result Cache 구조 - Server-side

Shared Pool

Result cache

Default :

SHARED_POOL_SIZE 1% SGA_TARGET 0.5% MEMORY_TARGET 0.25%

ALTER SYSTEM SET …

RESULT_CACHE_MAX_SIZE

1K * 32 * 4 = 128 K



7 ㈜엑셈

Result cache 구조• Result Cache 구조 - Client-side

Shared Pool

Result cache

sqlnet.ora(optional)

OCI_RESULT_CACHE_MAX_SIZEOCI_RESULT_CACHE_MAX_RSET_SIZEOCI_RESULT_CACHE_MAX_RSET_ROWS

CLIENT_RESULT_CACHE_SIZE

CLIENT_RESULT_CACHE_LAG

Result sets

OCI8 driver



8 ㈜엑셈

Result cache 사용• SQL 실행결과 캐싱

– RESULT_CACHE_MODE 파라메터를 이용하여 캐싱 방식 지정

– SQL 문 실행 결과를 Result cache 에 저장하는 방법으로 오라클 11g 에서는 Manual/Force 두 가지 방법을 제공

• Manual : /*+ result_cache */ 힌트를 사용• Force : 세션레벨이나 시스템 레벨에서 수행되는 모든

쿼리 결과가 캐싱

– Fetch 단계에서 Result cache 로 캐싱



9 ㈜엑셈

Result cache 사용• SQL 실행결과 캐싱

– Force 모드로 수행 시 캐싱 되기를 원치 않는 쿼리 수행 시는 /*+ no_result_cache */ 힌트를 사용함

– Result cache 에 저장되는 데이터• 참조 Object• SQL 문 / SCN / Bind 변수 / Select 절 칼럼개수• 세션 환경 변수 (dbtimezone ,

sessiontimezone , userenv/sys_conext , uid, user )

• NLS Parameter



10 ㈜엑셈

Result cache 사용• SQL 실행결과 캐싱 - Manual

SELECT /*+ result_cache */ department_id , max(salary) FROM employeesGROUP BY department_id ;

Result cache

DEPARTMENT_ID MAX(SALARY)------------------ ---------------- 100 12000 30 11000 7000 20 13000 70 10000 90 24000 110 12000 50 8200 40 6500 80 14000 10 4400 60 900012 rows selected…

Dependency - employees

Result – 12 rows

TYPE STATUS NAME CREATION_TIMESTAMP BLOCK_COUNT------------- ----------- ---------------------------------------------- ---------------------------- ------------------Dependency Published BSTAR.EMPLOYEES 2008-03-13 오후 3:31:27 1Result Published select /*+ result_cache */ department_id , 2008-03-13 오후 3:31:27 1 max(salary) from employees group by department_id



11 ㈜엑셈

Result cache 사용• SQL 실행결과 캐싱 - Force

ALTER SESSION SET RESULT_CACHE_MODE=FORCE;SELECT department_id , max(salary) FROM employ-eesGROUP BY department_id ;

Result cache

DEPARTMENT_ID MAX(SALARY)------------------ ---------------- 100 12000 30 11000 7000 20 13000 70 10000 90 24000 110 12000 50 8200 40 6500 80 14000 10 4400 60 900012 rows selected…

Dependency - employees

Result – 12 rows

TYPE STATUS NAME CREATION_TIMESTAMP BLOCK_COUNT------------- ----------- ---------------------------------------------- ---------------------------- ------------------Dependency Published BSTAR.EMPLOYEES 2008-03-13 오후 3:41:27 1Result Published select department_id , max(salary) from 2008-03-13 오후 3:41:27 1 employees group by department_id



12 ㈜엑셈

Result cache 사용• Result cache 데이터 공유

– 캐시 되어 있는 SQL 문의 대소문자 , 공백은 구별하지 않음

– 칼럼개수 , 바인드 변수 , 세션환경 변수가 동일하면 데이터 공유

– 읽기 일관성을 보장하기 위하여 scn 을 참조



13 ㈜엑셈

Parameter• Result cache 파라메터

– RESULT_CACHE_MODE (SYSTEM/SESSION)• 수행 결과를 저장시킬 방법 결정• MANUAL (Default)

/*+ result_cache */ 힌트를 사용 함 힌트 자체의 의미가 쿼리 수행 결과를 Result

cache 에 저장 시키라는 뜻임• FORCE

수행되는 모든 쿼리에 대해서 Result cache 에 저장 시킴

/*+ no_result_cache */ 힌트를 사용하여 불 필요한 쿼리 결과 배제



14 ㈜엑셈


– RESULT_CACHE_MAX_SIZE (SYSTEM)• Result cache 영역의 크기 지정• 캐시 크기가 32K 단위로 할당 되므로 이 값을 무시할

경우 비슷한 크기로 오라클이 변경 함• 0 을 사용시 Result cache 사용 안 함• 동적으로 메모리 크기를 줄일 경우 현재 로드 되어 있는

데이터를 다 담을 수 없으면 전체가 age-out 됨• 이 크기가 너무 작고 참조 하는 Object 가 많을 경우

Result Cache 에 dependency 정보만 남을 수 있으므로 주의

• 이 크기가 너무 클 경우 Result cache 영역 조회 시 overhead 발생 가능 (latch wait)



15 ㈜엑셈


– RESULT_CACHE_MAX_RESULT (SYSTEM)• 하나의 SQL 또는 Function 수행 결과로 저장되는

Result set 의 최대 크기를 제한• Fetch 수행 중 이 크기를 초과 하는 Result set 은 더

이상 Result cache 블록에 저장되지 않음• 크기를 초과 하기 전 캐싱 된 데이터는 SQL 또는

Function 에서 재 사용되지 못함



16 ㈜엑셈


– RESULT_CACHE_REMOTE_EXPIRATION (SYSTEM/SESSION)

• 분산 환경에서 데이터 베이스 링크 등을 이용하여 가져온 데이터를 캐싱 할지 여부 결정

• 기본값은 0 으로 캐싱 하지 않음• 단위는 분 (min)• 설정 시 해당 시간 동안 Remote object 의 데이터

변경이 있어도 적용되지 않음



17 ㈜엑셈

Latch & Event• Latch 란 ?

– 오라클에서 메모리 구조체를 보호하기 위하여 사용하는 일종의 메모리 Lock

– SGA 영역의 데이터를 사용하기 위해서는 latch 를 획득 하여야 함

– Oracle 11g 에서 Result Cache 관련 자원경합을 관리 하기 위하여 다음과 같은 두 개의 latch 가 추가 됨

• Result Cache: Latch• Result Cache: SO Latch

– 두 개의 latch 는 child latch 가 존재 하지 않으며 v$latch, v$latch_parent 뷰를 이용하여 조회



18 ㈜엑셈

Latch & Event• Result Cache: Latch

– Result cache 영역을 탐색 하기 위하여 획득해야 하는 latch

– 경합이 발생 할 경우 latch free 이벤트로 대기 함– P1 값을 사용하여 v$latch.addr 을 조회 하면 확인

가능– Result Cache 관련 View 조회 시에도 latch 획득

필요– Result cache 영역이 클 (Size) 경우

dbms_result_cache.memory_report 패키지를 사용하거나 v$result_cache_memory 뷰를 조회 할 경우 Latch 경합 발생



19 ㈜엑셈

Latch & Event• Result Cache: SO Latch

– 새로운 세션에서 최초로 Result cache 에 대한 접근을 시도 할 경우 획득해야 하는 latch

– 최초 사용할 경우 한번 만 획득을 시도 하게 되므로 최초 접속한 여러 세션에서 동시에 result cache 에 대한 접근을 시도 하지 않는 이상 경합 발생 소지 적음



20 ㈜엑셈

Latch & Event• enq: RC - Result Cache: Contention

– enq 는 enqueue 로 관리되는 lock 을 뜻하며 lock 은 데이터 자체의 보호를 위하여 획득해야 한다

– RC 이벤트는 캐싱 되어 있는 데이터를 사용하기 위하여 시도를 하였으나 획득하지 못할 경우 발생

– 데이터를 캐싱중인 세션은 result set 에 대하여 lock모드를 6 으로 획득 함

– 캐싱 되어 있는 result set 을 사용 하고자 하는 세션은 lock 모드를 4 로 대기 함



21 ㈜엑셈

Latch & Event• _result_cache_timeout (SYSTEM/SESSION)

– 기본값은 60 초 임– 세션이 result set 에 대한 자원 요청 후 획득할때 까지

기다리는 시간 설정– 세션에서 해당 시간 동안 result set 에 대한 자원을

획득하지 못할 경우 result set 에 대한 사용을 포기 하고 기존 방식대로 쿼리를 실행 시킴

– 이 값을 0 으로 설정 시 result set 에 대한 요청 시도후 자원을 획득하지 못할 경우 사용을 포기 하고 기존 방식대로 쿼리를 실행 시킴



22 ㈜엑셈

Latch & Event• 최초 Result Cache 등록

Result cache

SELECT /*+ result_cache */ .. FROM table

Result cache : SO latch

Result cache : latch

Result cache lock - Exclusive


Parse

Execute

Fetch

db file sequential readdb file scattered read



23 ㈜엑셈

Latch & Event• 캐싱 된 Result Cache 사용

Result cache



Result cache lock - Share


Parse

Execute

Fetch



24 ㈜엑셈

Latch & Event• enq: RC - Result Cache: Contention

Result cache




wait

wait



25 ㈜엑셈

Invalidation• Result set invalidation

– 메모리에 캐싱 되어 있는 Result set 이 사용 못하는 상태로 변경되는 것을 뜻함

– 참조 Object 의 데이터에 변화가 생긴 경우에 발생 함– 참조 Object 가 invalidation 되면 관련 result set

은 모두 invalid 상태로 변화 하며 LRU 알고리즘에 의해서 사용되었던 블록이 먼저 재 사용됨



26 ㈜엑셈

LRU 알고리즘• LRU 알고리즘

– Result cache 의 블록을 관리 하기 위한 기법– 사용 된지 오래된 순서부터 재 사용– Dependency Object 는 재 사용에서 제외



27 ㈜엑셈

LRU 알고리즘• LRU 알고리즘

– Result cache 의 블록을 관리 하기 위한 기법– 사용 된지 오래된 순서부터 재 사용– Dependency Object 는 재 사용에서 제외– Free 블록 찾는 순서

• Result set 중에 invalid 상태인 블록 사용• Free 블록사용• Free 블록이 없을 경우 사용 된지 오래된 블록 부터

사용



28 ㈜엑셈

• LRU 알고리즘

LRU 알고리즘

Result cache

SELECT /*+ result_cache */ .. FROM table1

5 block needs..

Depen-dency

Result

RESULT_CACHE_MAX_SIZE=64K

1K * 32 * 2 = 64K

00

1 1 10 0000LRU MRU


4 block needs..

1


5 block needs..

1 1 10 1000 1



29 ㈜엑셈

• LRU 알고리즘 - Invalidation

LRU 알고리즘

Result cache

UPDATE table1SET …..WHERE …..

Depen-dency

Result

RESULT_CACHE_MAX_SIZE=64K

1K * 32 * 2 = 64K

00

1 1 10 0000LRU MRU

1 5 6 64 4432 7 11

12

129 1

01098

00 00 00

1 1 10 0000 4 43 32 5 9 10

1070 8870 600 1 3



30 ㈜엑셈

실습• enq: RC - Result Cache: Contention 실습

– 실습 시나리오– 여러 세션에서 동시에 Result cache 에 대한 접근 시도



31 ㈜엑셈

PL/SQL Function result cache• PL/SQL Function result cache

– Function 의 수행 결과를 Result cache 에 저장– RESULT_CACHE 구문과 RELIES_ON 구문을 펑션 생성시

사용

• CREATE OR REPLACE FUNCTION function_name RETURN RESULT_CACHE RELIES_ON (object)…

– RELIES_ON 절이 없으면 펑션이 재 생성되거나 compile 될 때만 Result cache 안의 데이터가 invalid 됨

– RELIES_ON 절에 나열된 테이블의 데이터에 변경이 생기게 되면 Result cache 안의 데이터도 invalid 됨



32 ㈜엑셈

PL/SQL Function result cache• Using PACKAGE

– Package Spec 부분에서는 relies_on 절 사용 못함• PLS-00999: 구현 제한 사항 ( 일시적일 수 있음 )

RELIES_ON clause is disallowed on function declaration

– Spec 부분에서 result_cache 구문을 지정해 주어야 Body 부분에서 result_cache & relies_on 구문 사용가능



33 ㈜엑셈

PL/SQL Function result cache• Using PACKAGE

create or replace package pkg_dept_name as function name_in_rc ( p_id in number ) return departments.department_name%type result_cache ;end pkg_dept_name ;

create or replace package body pkg_dept_name as

function name_in_rc ( p_id in number ) return departments.department_name%type result_cache relies_on (departments ) is ….. END name_in_rc; end pkg_dept_name ;



34 ㈜엑셈

PL/SQL Function result cache• 기대효과

– Select 절에 사용되는 펑션일 경우 Result cache 를 이용하여 Function call 줄임

– 최초 수행되는 세션에서만 function call 이 존재 하며 나머지 세션은 function call 이 존재 하지 않음



35 ㈜엑셈

실습• Function result cache VS. normal Function• Function result cache VS. SQL result cache



36 ㈜엑셈

제약사항• SQL Result Cache

– Dictionary, Temporary Table 을 사용한 쿼리– 시퀀스의 CURRVAL , NEXTVAL 을 포함한 쿼리– SQL functions current_date,

current_timestamp, local_timestamp, userenv/sys_context (with non-constant variables), sys_guid, sysdate, and sys_timestamp 를 포함한 쿼리

• PL/SQL Function Result Cache– IN OUT , OUT 타입의 파라메터를 가진 경우– In Parameter 가 BLOB,CLOB,NCLOB,REF Cursor,

Collection,Record 타입인 경우– 리턴값이 BLOB, CLOB ,NCLOB, REF Cursor, Ob-

ject 타입을 포함하는 Record 또는 Collection 인 경우



37 ㈜엑셈

관련 View• V$RESULT_CACHE_DEPENDENCY• V$RESULT_CACHE_MEMORY• V$RESULT_CACHE_OBJECTS

• V$CLIENT_RESULT_CACHE_STATS• CLIENT_RESULT_CACHE_STATS$

• DBMS_RESULT_CACHE Package



38 ㈜엑셈

요약• SQL or PL/SQL result cache 는 참조 하는 Object 에

데이터 변경이 없는 경우에 유용함• 데이터 변경이 있는 테이블 데이터를 Result cache 에 캐싱

할 경우 enq: RC 경합이 발생할 수 있음• 변경이 심한 테이블 데이터를 캐싱 해야 할 경우

_result_cache_timeout 파라메터 값을 줄여서 사용할 것• result cache 크기가 클 경우 업무 중

dbms_result_cache.memory_report 사용을 금할 것



㈜엑셈

Thank You

practical internals in oracle 11 g result cache

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