Внутри- и межоператорный параллелизм

Как показано на рисунке, параллельное выполнение происходит на двух отдельных уровнях: внутри- и межоператорного параллелизма. Внутриоператорный параллелизм представляет собой параллельное выполнение несколькими серверами одной операции, например, просмотра таблицы, сортировки или соединения. А межоператорный параллелизм относится к одновременному выполнению нескольких отдельных параллельных операций. Например, в то время как один ряд серверов запросов осуществляет параллельный просмотр таблицы, другой ряд может выполнять параллельную сортировку просмотренных строк.

Рис.3. Динамическое распределение данных в очередях таблиц

Эффективный динамический механизм взаимодействия между процессами, называемый очередью таблиц, соединяет каждую пару «Производитель - потребитель» и эффективным образом перераспределяет результат, полученный от ряда серверов производителей, для следующего ряда потребителей. При этом перераспределение происходит динамически с учётом требований оптимального разделения данных для данной операции. В примере с просмотром таблицы, после которого следует сортировка, производители получают результат, распределенный произвольным образом, а соответствующее разделение данных для операции сортировки осуществляется в интервале ключевых значений. Механизм обработки таблиц, показанный на рисунке заключается в следующем: берутся строки, выбранные с помощью процессов просмотра таблиц, а затем прозрачным образом перераспределяются среди серверов сортировки, разделяясь в интервале ключевых значений.

Рис.4. Схематическое представление обмана транзакциями при обработке данных

Разделяемый пул

Область разделяемого пула в SGA (Системная глобальная область) содержит библиотечный кэш, кэш словаря данных, кэш результатов обработки SQL-запросов, кэш результатов обработки функций PL/SQL, буферы для сообщений о параллельном выполнении и управляющие структуры. Словарь данных представляет собой набор таблиц и представлений базы данных, содержащих связанную информацию о базе данных, ее структурах и пользователях. База данных регулярно обращается к словарю данных при синтаксическом разборе SQL-операторов.

База данных настолько часто обращается к словарю данных, что для хранения его данных выделены две специальные области памяти. Одна область называется кэшем словаря данных. Ее также называют кэшем строк, поскольку она хранит данные в виде строк, а не буферов (в которых хранятся целые блоки данных). Другая область памяти для хранения данных словаря называется библиотечным кэшем. Все процессы пользователей базы данных совместно пользуются этими двумя кэшами для доступа к информации из словаря данных. База данных отображает каждый обрабатываемый SQL-оператор в разделяемой области SQL (в то время как частная область SQL расположена в PGA). База данных отслеживает ситуации, когда два пользователя выполняют одинаковый SQL-оператор, а затем повторно использует для них разделяемую область SQL. Разделяемая область SQL содержит дерево синтаксического разбора и план выполнения заданного SQL-оператора. Происходит экономия памяти, используя одну разделяемую область SQL для SQL-операторов, выполняемых несколько раз, что обычно случается, когда много пользователей работают с одним приложением. При синтаксическом разборе нового SQL-оператора база данных выделяет память в разделяемом пуле для хранения разделяемой области SQL. Размер этой памяти зависит от сложности оператора.

База данных обрабатывает программные блоки PL/SQL (процедуры, функции, пакеты, анонимные блоки и триггеры базы данных) практически так же, как и отдельные SQL-операторы. Выделяется частная область для хранения значений конкретного сеанса, который запускает программный блок, включая локальные и глобальные переменные, переменные пакетов (также называемые экземплярами пакета), а также буферы для выполнения SQL. Если к программному блоку обращаются несколько пользователей, для всех их используется единая разделяемая область, при этом у каждого пользователя есть своя отдельная копия частной области SQL, в которой хранятся значения переменных сеанса этого пользователя. Отдельные SQL-операторы, содержащиеся в программном блоке PL/SQL, обрабатываются аналогично другим SQL-операторам. Несмотря на то, что SQL-операторы происходят из программного блока PL/SQL, они используют разделяемую область для хранения их синтаксически разобранных представлений и частную область для каждого сеанса, запускающего оператор. Кэш результатов обработки SQL-запросов и кэш результатов обработки функций PL/SQL используют одну и ту же архитектуру, отображаются посредством динамических представлений производительности ($V) и администрируются с помощью одного и того же пакета. Результаты запросов и их фрагменты могут кэшироваться в памяти в кэше результатов обработки SQL-запросов. После этого база данных сможет использовать кэшированные результаты для будущего выполнения таких же запросов и их фрагментов. Поскольку извлечение результатов из кэша результатов обработки SQL-запросов выполняется значительно быстрее, чем повторная обработка запроса, при выполнении часто используемых запросов можно достичь существенного повышения производительности, если их результаты находятся в кэше. Функция PL/SQL иногда используется для возврата результата вычисления, в котором входными параметрами являются один или несколько параметризованных запросов, вызываемых функцией. В некоторых случаях такие запросы обращаются к данным, изменяемым довольно редко по сравнению с частотой вызова функции. В исходном тексте SQL-функции можно использовать синтаксические конструкции, чтобы указать, что результат следует сохранить в кэше результатов обработки PL/SQL-функций, а также убедиться в том, что кэш будет очищен, когда в таблицах из списка таблиц попадется DML.