OceanBase 執(zhí)行計劃緩存

執(zhí)行計劃緩存（Plan Cache）用于減少執(zhí)行計劃的生成次數(shù)。

OceanBase 數(shù)據(jù)庫會緩存之前生成的執(zhí)行計劃，以便在下次執(zhí)行該 SQL 時直接使用，可以避免反復(fù)執(zhí)行，從而優(yōu)化執(zhí)行過程，這種策略被稱為“Optimize Once”，即“一次優(yōu)化”。

計劃緩存是一個典型的 Key-Value 結(jié)構(gòu)，Key 就是參數(shù)化后的 SQL 字符串，Value 就是該條 SQL 所對應(yīng)的執(zhí)行計劃。

每個租戶在每一臺服務(wù)器上都有一個獨立的計劃緩存，用以緩存在此服務(wù)器上處理過的 SQL 計劃。在 OceanBase 數(shù)據(jù)庫的計劃緩存中，SQL 的執(zhí)行計劃可以分為本地計劃、遠(yuǎn)程計劃和分布式計劃三種類型。在計劃緩存中，同一條 SQL 根據(jù)其需要訪問的數(shù)據(jù)不同，可能同時具有三種執(zhí)行計劃。

對于一條 SQL 的一種執(zhí)行計劃，OceanBase 數(shù)據(jù)庫默認(rèn)只會保留第一次執(zhí)行 SQL 時生成的計劃；但在某些情況下，同一條 SQL 的參數(shù)值可能會影響到執(zhí)行計劃的選擇，所以計劃緩存會根據(jù)需要，為不同的參數(shù)值保留不同的執(zhí)行計劃，從而保證每次執(zhí)行時可以使用最合適的計劃。

計劃緩存的淘汰

計劃緩存的淘汰是指將執(zhí)行計劃從計劃緩存中刪除，減少計劃緩存對內(nèi)存的使用。OceanBase 數(shù)據(jù)庫支持自動淘汰和手動淘汰兩種方式。

自動淘汰

自動淘汰是指當(dāng)計劃緩存占用的內(nèi)存達(dá)到了需要淘汰計劃的內(nèi)存上限（即淘汰計劃的高水位線）時，對計劃緩存中的計劃執(zhí)行自動淘汰。

• 觸發(fā)執(zhí)行計劃淘汰的條件
每隔一段時間（具體時間間隔由配置項 ?plan_cache_evict_interval? 設(shè)置）系統(tǒng)會自動檢查不同租戶在不同服務(wù)器上的計劃緩存，并判斷是否需要執(zhí)行計劃淘汰。如果某個計劃緩存占用的內(nèi)存超過該租戶設(shè)置的淘汰計劃的高水位線，則會觸發(fā)計劃緩存淘汰。
• 執(zhí)行計劃淘汰策略
當(dāng)觸發(fā)計劃緩存淘汰后，優(yōu)先淘汰最久沒被使用的執(zhí)行計劃，淘汰一部分執(zhí)行計劃后，當(dāng)計劃緩存使用的內(nèi)存為該租戶設(shè)置的淘汰計劃的低水位線時，停止淘汰。
• 與計劃緩存淘汰相關(guān)配置
• ?plan_cache_evict_interval?
該配置項用于設(shè)置檢查執(zhí)行計劃是否需要淘汰的間隔時間。
• ?ob_plan_cache_percentage?
該系統(tǒng)變量用于設(shè)置計劃緩存可使用內(nèi)存占租戶內(nèi)存的百分比。公式如下：計劃緩存最多可使用內(nèi)存（內(nèi)存上限絕對值）=租戶內(nèi)存上限 * ?ob_plan_cache_percentage?/100
• ob_plan_cache_evict_high_percentage
該系統(tǒng)變量用于設(shè)置觸發(fā)計劃緩存淘汰的內(nèi)存大小占內(nèi)存上限絕對值的百分比。公式如下：觸發(fā)計劃緩存淘汰的內(nèi)存大小(淘汰計劃的高水位線) = 內(nèi)存上限絕對值 * ?ob_plan_cache_evict_high_percentage?/100
• ?ob_plan_cache_evict_low_percentage?
該系統(tǒng)變量用于設(shè)置停止淘汰計劃時的內(nèi)存值(淘汰計劃的低水位線) 。公式如下：停止淘汰計劃時的內(nèi)存值(淘汰計劃的低水位線)= 內(nèi)存上限絕對值 * ?ob_plan_cache_evict_low_percentage?/100

例如，租戶內(nèi)存大小為 10 G，各參數(shù)值設(shè)置如下：

• ?ob_plan_cache_percentage?＝10
• ?ob_plan_cache_evict_high_percentage?＝90
• ?ob_plan_cache_evict_low_percentage?＝50

則計算得出：

• 計劃緩存內(nèi)存上限絕對值 ＝ 10G * 10 / 100 = 1 G
• 淘汰計劃的高水位線 = 1G * 90 / 100 = 0.9 G
• 淘汰計劃的低水位線 ＝ 1G * 50 / 100 = 0.5 G

由計算結(jié)果可知，當(dāng)該租戶在某個服務(wù)器上計劃緩存使用超過 0.9 G 時，會觸發(fā)淘汰，優(yōu)先淘汰最久沒執(zhí)行的計劃，當(dāng)淘汰到使用內(nèi)存只有 0.5 G 時，則停止淘汰。 如果淘汰速度沒有新計劃生成速度快，計劃緩存使用內(nèi)存達(dá)到內(nèi)存上限絕對值 1 G 時，將不在往計劃緩存中添加新計劃，直到執(zhí)行淘汰后所占內(nèi)存小于 1 G 才會添加新計劃到計劃緩存中。

手動淘汰

手動淘汰是指強(qiáng)制將計劃緩存中計劃進(jìn)行刪除?，F(xiàn)在支持指定不同租戶對應(yīng)的當(dāng)前服務(wù)器或全部服務(wù)器中計劃緩存全部刪除，具體命令如下：

obclient>ALTER SYSTEM FLUSH PLAN CACHE [tenant_list] [global] 
/*其中 tenant_list 的格式為 tenant = 'tenant1, tenant2, tenant3….'*/

其中 tenant_list 和 global 為可選字段，使用說明如下：

• 如果沒有指定 tenant_list，則清空所有租戶的計劃緩存。反之，則只清空特定租戶的計劃緩存。
• 如果沒有指定 global，則清空本機(jī)的計劃緩存。反之，則清空該租戶所在的所有服務(wù)器上的計劃緩存。

計劃緩存的刷新

計劃緩存中執(zhí)行計劃可能因為各種原因而失效，這時需要將計劃緩存中失效計劃進(jìn)行刷新，即將該執(zhí)行計劃刪除后重新優(yōu)化生成計劃再加入計劃緩存。

如下場景會導(dǎo)致執(zhí)行計劃失效，需要對執(zhí)行計劃進(jìn)行刷新：

• SQL 中涉及表的 Schema 變更時（比如添加索引、刪除或增加列等），該 SQL 在計劃緩存中所對應(yīng)的執(zhí)行計劃將被刷新。

• SQL 中涉及重新收集表的統(tǒng)計信息時，該 SQL 在計劃緩存中所對應(yīng)的執(zhí)行計劃會被刷新。由于 OceanBase 數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)合并時會統(tǒng)一進(jìn)行統(tǒng)計信息的收集，因此在每次進(jìn)行合并后，計劃緩存中所有計劃將被刷新。

計劃緩存的使用控制

計劃緩存可以使用系統(tǒng)變量及 HINT 實現(xiàn)使用控制。

• 系統(tǒng)變量控制
當(dāng) ?ob_enable_plan_cache? 設(shè)置為 TURE 時，表示 SQL 請求可以使用計劃緩存；設(shè)置為 FALSE 時，表示 SQL 請求不使用計劃緩存。默認(rèn)為 TURE。此系統(tǒng)變量可被設(shè)置為 SESSION 級別或者 GLOBAL 級別。
• HINT 控制
• 使用 HINT 語句? /+USE_PLAN_CACHE(NONE)/? 表示不使用計劃緩存。
• 使用 HINT 語句 ?/+USE_PLAN_CACHE(DEFAULT)/? 表示使用計劃緩存。

計劃緩存暫不支持的場景

• 執(zhí)行計劃所占內(nèi)存超過 20 M 時，不會加入計劃緩存。
• 如果該計劃為分布式執(zhí)行計劃且涉及多個表，不會加入計劃緩存。

計劃緩存的視圖

執(zhí)行計劃相關(guān)視圖包括：

• ?(g)v$plan_cache_stat?記錄每個計劃緩存的狀態(tài)，每個計劃緩存在該視圖中有一條記錄。
• ?(g)v$plan_cache_plan_stat?記錄計劃緩存中所有執(zhí)行計劃的具體信息及每個計劃總的執(zhí)行統(tǒng)計信息。
• ?(g)v$plan_cache_plan_explain?記錄某條 SQL 在計劃緩存中的執(zhí)行計劃。

有關(guān)視圖的詳細(xì)參數(shù)信息，請參考 計劃緩存相關(guān)視圖。