Oracle12c threaded execution - Ressourcen sparen zum Nulltarif?!?

Oracle 12c Threaded Execution –
Resourcen sparen zum Nulltarif?!?
Markus Flechtner
BASEL BERN BRUGG LAUSANNE ZÜRICH DÜSSELDORF FRANKFURT A.M. FREIBURG I.BR. HAMBURG MÜNCHEN STUTTGART WIEN
2014 © Trivadis
Oracle 12c Threaded Execution - Resourcen sparen zum Nulltarif?!?
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Unser Unternehmen
Trivadis ist führend bei der IT-Beratung, der Systemintegration,
dem Solution-Engineering und der Erbringung von IT-Services
mit Fokussierung auf und Technologien
im D-A-CH-Raum.
Unsere Leistungen erbringen wir aus den strategischen Geschäftsfeldern:
Trivadis Services übernimmt den korrespondierenden Betrieb
Ihrer IT Systeme.
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B E T R I E B
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Mit über 600 IT- und Fachexperten bei Ihnen vor Ort
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Stand 12/2013
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Brugg

Über mich ..
§ Senior Consultant, Trivadis, Duesseldorf
§ Mit Oracle unterwegs seit den 1990ern
§ Entwicklung (Forms, Reports, PL/SQL)
§ Support
§ Datenbank Administration
§ Seit 2008 bei Trivadis
§ Schwerpunkte
§ Oracle Real Application Clusters
§ Database Migration Projects
§ Referent
§ O-AI – Oracle Architektur and Internals
§ O-RAC – Oracle Real Application Clusters
§ O-NF11g DBA – Oracle 11g New Features for the DBA
§ O-NF12cDBA – Oracle 12c New Features for the DBA
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Trivadis an der DOAG
Ebene 3 - gleich neben der Rolltreppe
Wir freuen uns auf Ihren Besuch.
Denn mit Trivadis gewinnen Sie immer.
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AGENDA
1. Das Problem & bereits vorhandene Lösungen
2. Neu in Oracle 12c: THREADED_EXECUTION
3. Architektur
4. Performance
5. Threaded Execution im DBA-Alltag
6. Pros & Cons
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Das Problem
&
bereits vorhandene Lösungen
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field
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titles are

Das Problem & bereits vorhandene Lösungen (1)
§ Für die Dedicated Server Architektur auf Unix/Linux gilt:
§ .. Jede Client Sitzung hat einen eigenen Server Prozess
§ .. Dieser benötigt Hauptspeicher
§ .. Und Prozessorzeit
§ .. Häufige Kontextwechsel
§ Viele Applikationen
§ .. Halten Datenbanksitzungen offen und setzen nur selten SQL-Befehle ab
§ Ergebnis:
§ Overhead auf dem Datenbankserver
§ Verschwendung von Ressourcen
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Reduce
on bullet
above
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§ Bereits vorhandene Lösungen
§ Shared Server (Multithreaded Server)
§ Database Resident Connection Pooling (DRCP)
- è nicht für alle Applikationen
§ Universal Connection Pool (UCP)
§ Connection Pools allgemein (verwaltet vom Application Server)
§ Alle diese Lösungen wirken sich nur auf Client-Sitzungen aus
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§ Vorhandene Lösungen im Überblick:
aus: Oracle Database 12c Administrators Guide © Oracle Corporation
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Das “Multithreaded Oracle Process Model” ersetzt diese Methoden nicht,
sondern ist eine neue Methode um den Resourcenverbrauch einer Oracle-
Datenbank auf Unix/Linux zu reduzieren.
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THREADED_EXECUTION
"Multithreaded Oracle Process Model"
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Neu in Oracle 12c:
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chapter text
field
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titles are

Multithreaded Oracle Process Model (1)
§ Das “Multithreaded Oracle Process Model” ermöglicht es, dass die
Oracle Datenbank auf Unix/Linux Instanzprozesse als OS Threads
laufen lässt (wie bei Oracle auf Windows)
§ keine zusätzlichen Lizenzkosten, funktioniert mit SE1, SE and EE
§ Konfiguration:
§ .. Und die Instanz durchstarten
§ .. Damit laufen Hintergrundprozesse und lokale Verbindungen als Threads
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ALTER SYSTEM SET threaded_execution=TRUE SCOPE=spfile SID='*'

Multithreaded Oracle Process Model (2)
§ Für Clients die sich via Oracle Net anmelden, muss ein zusätzlicher
Listener-Parameter in der listener.ora gesetzt werden:
§ .. Und den Listener durchstarten
§ Wenn man die Clients sowohl (wahlweise) im Threaded- als auch im
Non-Threaded-Mode laufen lassen will, wird ein zweiter Listener
benötigt
§ Anderer Port und/oder Host-Name
§ DEDICATED_THROUGH_BROKER_<new_listener>=OFF
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DEDICATED_THROUGH_BROKER_<listener_name>=ON

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Architektur
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chapter text
field
short as
titles are

Architektur (1) - Prozesse
§ Prozessliste nach dem Starten einer Datenbank-Instanz:
§ “Threaded Sessions” werden in den "ora_u<nnn>_<SID>"-Prozessen
zusammengefasst
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oracle@te:~/ [TEST] psg TEST
oracle 6593 1 0 10:02 ? 00:00:00 ora_pmon_TEST
oracle 6595 1 0 10:02 ? 00:00:00 ora_psp0_TEST
oracle 6597 1 14 10:02 ? 00:00:03 ora_vktm_TEST
oracle 6601 1 23 10:02 ? 00:00:05 ora_u004_TEST
oracle 6607 1 99 10:02 ? 00:00:22 ora_u005_TEST
oracle 6613 1 0 10:02 ? 00:00:00 ora_dbw0_TEST

Architektur (2) - Prozesse
§ Prozess-Details:
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oracle@te:~/ [TEST] psg ora_u
oracle 31220 1 2 21:18 ? 00:00:03 ora_u004_TEST
oracle 31226 1 11 21:18 ? 00:00:13 ora_u005_TEST
oracle@te:~/ [TEST] pidstat -t -p 31220
Linux 3.8.13-26.2.1.el6uek.x86_64 (te.markusflechtner.vm) 03/22/2014
_x86_64_ (4 CPU)
09:20:45 PM TGID TID %usr %system %guest %CPU CPU Command
09:20:45 PM 31220 - 0.01 0.01 0.00 0.02 3 ora_scmn_test
09:20:45 PM - 31220 0.00 0.00 0.00 0.00 3 |__ora_scmn_test
09:20:45 PM - 31221 0.00 0.00 0.00 0.00 1 |__oracle
09:20:45 PM - 31222 0.00 0.00 0.00 0.00 0 |__ora_gen0_test
09:20:45 PM - 31223 0.00 0.00 0.00 0.00 2 |__ora_mman_test
09:20:45 PM - 31229 0.00 0.00 0.00 0.00 3 |__ora_dbrm_test
09:20:45 PM - 31233 0.00 0.00 0.00 0.00 1 |__ora_lgwr_test
09:20:45 PM - 31234 0.00 0.00 0.00 0.00 0 |__ora_ckpt_test
09:20:45 PM - 31235 0.00 0.00 0.00 0.00 3 |__ora_lg00_test
09:20:45 PM - 31236 0.00 0.00 0.00 0.00 3 |__ora_smon_test
09:20:45 PM - 31237 0.00 0.00 0.00 0.00 2 |__ora_lg01_test
09:20:45 PM - 31239 0.00 0.00 0.00 0.00 3 |__ora_lreg_test

Architektur (3) – V$PROCESS
§ Änderungen in V$PROCESS
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SQL> select spid,stid,execution_type,pname from v$process
2 where spid is not null and (execution_type=‘PROCESS’ or pname in
3 ('PMON','SMON','DBW0','PSP0','VKTM','MMON','RECO','LGWR',’SCMN’))
4 order by spid;
SPID STID EXECUTION_ PNAME
------------------------ ------------------------ ---------- -----
6593 6593 PROCESS PMON
6595 6595 PROCESS PSP0
6597 6597 PROCESS VKTM
6601 6614 THREAD LGWR
6601 6601 THREAD SCMN
6601 6618 THREAD SMON
6607 6621 THREAD MMON
6607 6607 THREAD SCMN
6607 6619 THREAD RECO
6613 6613 PROCESS DBW0

Architektur (4)
§ Der “SCMN”-Thread ist der "Thread Listener" innerhalb des
"ora_u<nnn>-Prozesses"
§ Die Sitzungen bleiben "Dedicated Server"-Sitzungen:
§ Die PGA für Threaded-Server-Sessions wird im Shared-Pool allokiert
(wie bei "Shared Server")
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SQL> select p.execution_type,s.server,count(*)
2 from v$process p,v$session s
3 where s.paddr=p.addr
4 group by p.execution_type,s.server;
EXECUTION_ SERVER COUNT(*)
---------- --------- ----------
THREAD DEDICATED 38
PROCESS DEDICATED 4

Architektur (5) – Prozesse & Sessions
§ uXXX Prozesse werden beendet, wenn sie 30 Sekunden im Leerlauf waren
§ !! Jede Session braucht ihren "PROCESSES"-Slot, daher kann der Parameter
PROCESSES nicht reduziert werden
(è TNS-12602 “Connection pooling limit reached.”)
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Architektur (6) – Client-Sitzungen & Hauptspeicher
§ Mittelwert: 18% weniger Memory-Verbrauch mit "Threaded Execution"
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Architektur (7) – Connection Broker
§ Threaded Execution benötigt einen Connection Broker
§ Der (neue) Parameter CONNECTION_BROKERS wird automatisch
gesetzt, wenn THREADED_EXECUTION=TRUE
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SQL> show parameter connection_brokers
NAME TYPE VALUE
------------------ ------- ----------------------------------------
connection_brokers string ((TYPE=DEDICATED)(BROKERS=1)),
((TYPE=EMON)(BROKERS=1))

Architektur (8) – Connection Broker + Listener
lsnrctl services
[..]
Service "TEST.markusflechtner.vm" has 1 instance(s).
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Instance "TEST", status READY, has 2 handler(s) for this service...
Handler(s):
"N000" established:1 refused:0 state:ready
CMON <machine: te.markusflechtner.vm, pid: 1649_1668>
(ADDRESS=(PROTOCOL=tcp)(HOST=127.0.0.1)(PORT=34848))
"DEDICATED" established:0 refused:0 state:ready
LOCAL SERVER
[..]
oracle@te:~/ [TEST] psg 1649
oracle 1649 1 9 19:24 ? 00:05:12 ora_u005_TEST
SQL> select spid,stid,pname,execution_type from v$process
2 where spid=1649 and stid=1668;
SPID STID PNAME EXECUTION_TYPE
---------------- ---------------- ----- --------------
1649 1668 N000 THREAD

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Performance
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Performance (1) – Test environment
§ Physikalischer Server
§ Lenovo W510 / 32 GB RAM / SSD
§ Oracle Linux 6.5
§ Virtueller Server (Virtualbox)
§ 16 GB RAM
§ Oracle Datenbank
§ Oracle 12.1.0.1
§ 6000M SGA / 2000M PGA
§ Non-CDB-Architektur
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Performance (2) – Swingbench
§ Test Software
§ Swingbench 2.5.0.99 (www.dominicgiles.com)
§ 3 Tests mit 50 - 900 Sitzungen, Mittelwert der Transaktionen pro Sekunde
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Performance (3) – Ergebnisse Swingbench
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Performance (4) – Weitere Ergebnisse
§ Oracle Präsentation zum Thema "Real Application Testing":
§ 5% bessere Performance mit THREADED_EXECUTION
§ Thomas Bordeau
§ http://blog.arkzoyd.com/2014/01/17/oracle-multithreaded-does-it-worth-a-try/
§ Test mit
SwingbenchJ
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Threaded Execution im DBA-Alltag (1) – OS Authent
§ OS-Authentizierung funktioniert nicht (ORA-1017 invalid username ..)
§ Password File erforderlich
§ è Startup Skripte müssen angepasst werden
§ è ggf. ebenso Backup Skripte und Monitoring Skripte
§ Lt. dem Oracle Database 12.1.0.2 Readme, ist das ein Bug in 12.1.0.1
(bug# 13877504, unpublished)
§ Aber: Lt. "Oracle 12.1.0.2 Reference" ist OS Authentizierung nicht unterstützt
§ è Documentation-Bug 19940955
§ Einige Oracle Tools erfordern "Non-Threaded Execution"
§ Dbca
§ opatch datapatch.pl
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Threaded Execution im DBA-Alltag (2) – OS Authent
§ Workaround: Password in einem Wallet ablegen
§ Kurzgefasst:
§ Einzelheiten: siehe MOS-Note 340559.1
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# create wallet
mkstore -wrl <wallet_location> -create
# add db authentication information
mkstore -wrl <wallet_location> -createCredential <db_connect_string>
<username> <password>
# add the following lines to sqlnet.ora
WALLET_LOCATION =
(SOURCE =
(METHOD = FILE)
(METHOD_DATA = (DIRECTORY = <wallet_location_directory>))
)
SQLNET.WALLET_OVERRIDE = TRUE
Connect to the DB using sqlplus sys/@<DB_Connect_String>

Threaded Execution im DBA-Alltag (3) – SQL Tracing
§ SQL-Tracing? Wie heißt die Trace-Datei?
§ è Der Dateiname enthält SPID und STID
SQL> select spid,stid,execution_type,tracefile from v$process;
SPID STID E_TYPE TRACEFILE
----- ----- ------- ------------------------------------------------------------------
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NONE /u00/app/oracle/diag/rdbms/test/TEST/trace/TEST_ora_0.trc
6961 6961 PROCESS /u00/app/oracle/diag/rdbms/test/TEST/trace/TEST_pmon_6961.trc
6963 6963 PROCESS /u00/app/oracle/diag/rdbms/test/TEST/trace/TEST_psp0_6963.trc
6965 6965 PROCESS /u00/app/oracle/diag/rdbms/test/TEST/trace/TEST_vktm_6965.trc
6969 6971 THREAD /u00/app/oracle/diag/rdbms/test/TEST/trace/TEST_gen0_6969_6971.trc
6969 6969 THREAD /u00/app/oracle/diag/rdbms/test/TEST/trace/TEST_scmn_6969_6969.trc
6969 6972 THREAD /u00/app/oracle/diag/rdbms/test/TEST/trace/TEST_mman_6969_6972.trc
6975 7000 THREAD /u00/app/oracle/diag/rdbms/test/TEST/trace/TEST_ora_6975_7000.trc
..

Threaded Execution im DBA-Alltag (4) – Kill Session
§ Wie üblich werden Sitzungen über die SID und SERIAL# in V$SESSION
identifziert
§ Killen auf Datenbank-Ebene funktioniert:
Aber „kill -9 <spid>“ ist keine gute Lösung L
§ Ein Thread kann nicht von außerhalb des OS-Prozesses beendet
werden
§ Es fehlt: „orakill“ (Windows) L
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ALTER SYSTEM KILL SESSION ‘<sid>,<serial#>‘;

Threaded Execution – Verschiedenes
§ Threaded Execution & CPU usage
§ Kein wesentlicher Unterschied zu "Non-Threaded-Execution"
§ Threaded Execution & Connect Time
§ Kein wesentlicher Unterschied zu "Non-Threaded-Execution"
§ Threaded Execution auf Windows
§ Der Parameter hat keinen erkennbaren Effekt. Oracle Prozesse und
Sitzungen sind generell Threads innerhalb von "oracle.exe"
§ Multitenant
§ Ein OS-Prozess kann Sitzungen mehrerer PDBs enthalten
§ è keine Gruppierung der PDB-Sitzungen auf unterschiedliche Prozesse
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Pros & Cons – Pro
§ Einfacher Setup
§ Reduzierter Hauptspeicherverbrauch
§ Geringere Anzahl von Prozessen auf Betriebssystem-Ebene
§ è weniger Context-Switche
§ Performance
§ Gleich oder besser als "non-threaded execution“
§ Skalierbarkeit
§ Besser als „non-threaded execution“
Aussagen zu Performance und Skalierbarkeit müssen in jedem Einzelfall
verifiziert werden! Testen Sie Threaded-Execution mit Ihrer Applikation
bevor Sie es produktiv einsetzen!
!! !!
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Pros & Cons –Contra
§ OS Authentisierung
§ Skripte müssen angepasst werden
§ „kill -9“ funktioniert nicht
§ Srvctl (RAC) funktioniert nicht
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Summary – Warum nicht?
§ Erfahrungen aus Kunden-Projekten liegen noch nicht vor, aber wenn
man bereit ist, die Nachteile (OS-Authentisierung, kein orakill) in Kauf zu
nehmen, dann kann das "Multithreaded Multi Process"-Modell sinnvoll
sein, wenn
§ .. Ihr Datenbankserver zuwenig Hauptspeicher hat
§ .. Wenn die Applikation Connection Pools nicht unterstützt
§ „Threaded execution“ kann aber Connection Pools nicht ersetzen
§ Leider ist „threaded execution“ nicht sehr gut dokumentiert (weder in der
Dokumentation, noch auf My Oracle Support)
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Weitere Informationen...
• Oracle Database 12c Administrators Guide Chapter 5 „Managing Processes“
• Oracle Database 12c Concepts – Chapter 15 „Process Architektur“
• Oracle Presentation „Maximizing Database Performance Using Database Replay“
• MOS-Note 340559.1 „Using The Secure External Password Store“
• http://www.ludovicocaldara.net/dba/oracle-database-12c-multithreaded-execution-or-how-
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39
make-processes-decrease/
• http://blog.arkzoyd.com/2014/01/17/oracle-multithreaded-does-it-worth-a-try/
• http://dbwhisperer.wordpress.com/2013/10/04/multi-threaded-oracle-12c-Architektur-on-linux-
2/
Informationen
B.

Fragen und Antworten...
Markus Flechtner
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Telefon +49 211 5866 6470
markus.flechtner@trivadis.com
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