今天，简单学习一下Oracle 12c(12.1.0.2)推出的IN-MEMORY新特性，早上发生点不愉快的事情，有点闹心，可能整理的不是很全面。我的实验环境是一个2节点的RAC，操作系统版本是OEL 7.6，数据库版本是19.3.0.0.0。

IN-MEMORY特性会在SGA中单独分配一个INMEMORY_AREA区域，把全表、个别分区或者个别列以压缩或者不压缩并且以列存储的模式保存到INMEMORY_AREA区，可以极大提高对大量数据的分析。

默认情况下，SYSTEM和SYSAUX表空间里面的对象是不能使用IN_MEMORY特性的，但是可用通过修改_enable_imc_sys隐含参数的设置来控制SYSTEM和SYSAUX表空间里面的对象也可用使用这个特性，基本用不到。

启用INMEMORY_AREA特性，需要调整inmemory_size和inmemory_max_populate_servers两个参数。

SQL> show parameter inmem

NAME                                 TYPE        VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
inmemory_adg_enabled                 boolean     TRUE
inmemory_automatic_level             string      OFF
inmemory_clause_default              string
inmemory_expressions_usage           string      ENABLE
inmemory_force                       string      DEFAULT
inmemory_max_populate_servers        integer     0
inmemory_optimized_arithmetic        string      DISABLE
inmemory_prefer_xmem_memcompress     string
inmemory_prefer_xmem_priority        string
inmemory_query                       string      ENABLE
inmemory_size                        big integer 0
inmemory_trickle_repopulate_servers_ integer     1
percent
inmemory_virtual_columns             string      MANUAL
inmemory_xmem_size                   big integer 0
optimizer_inmemory_aware             boolean     TRUE

其实只设置inmemory_size参数也可以，inmemory_size参数是指在SGA中分配的INMEMORY_AREA区域的大小，最小值是100MB。这个参数在12.1.0.2版本是个静态参数，调整后需要重启才能生效，在12.2版本开始，这个参数可以动态调整，但是新启动的情况下，也就是从0调整到100MB以上时，还是不能动态调整，必须重启才能生效。分解演示如下：

SQL> alter system set inmemory_size=1G sid='*';
alter system set inmemory_size=1G sid='*'
*
ERROR at line 1:
ORA-02097: parameter cannot be modified because specified value is invalid
ORA-02095: specified initialization parameter cannot be modified

直接从0调整inmemory_size参数失败，不能直接启用，需要修改参数文件，然后重启生效。

SQL> alter system set inmemory_size=1G scope=spfile sid='*';

System altered.
SQL> startup force
ORACLE instance started.

Total System Global Area 4.1876E+10 bytes
Fixed Size                 30141128 bytes
Variable Size            6845104128 bytes
Database Buffers         3.3823E+10 bytes
Redo Buffers              104075264 bytes
In-Memory Area           1073741824 bytes
Database mounted.
Database opened.

加上SCOPE=SPFILE，在参数文件中修改inmemory_size参数，重启数据库参数设置成功。

SQL> alter system set inmemory_size=15G sid='*';

System altered.

之后，inmemory_size参数可用动态调整，即时生效。

SQL> show sga

Total System Global Area 4.1876E+10 bytes
Fixed Size                 30141128 bytes
Variable Size            7247757312 bytes
Database Buffers         1.8388E+10 bytes
Redo Buffers              104075264 bytes
In-Memory Area           1.6106E+10 bytes

会根据inmemory_size参数的设置在SGA中分配In-Memory Area区域，inmemory_size参数大小视情况而定，分配过大会浪费内存资源，分配过小会导致数据不能全部加载到In-Memory Area区域，v$im_segments视图的POPULATE_STATUS字段会遇到OUT OF MEMORY的情况，但是不影响对表的操作，只是加速没那么彻底。

inmemory_max_populate_servers参数是控制populate_servers的个数，populate是用来将数据从硬盘加载到INMEMORY_AREA区的操作，数量默认是CPU_COUNT数的一半，populate_servers数量越多，加载的速度越快，资源消耗也越多，我这里设置为2个。这个参数是动态参数，可以直接设置，即时生效。

SQL> alter system set inmemory_max_populate_servers=2 sid='*';

System altered.

下面创建一张测试表，T_TEXT_IM，大小约12.5GB，大概1亿条记录。

SQL> conn dbdream/dbdream
Connected.
SQL> select segment_name,bytes/1024/1024/1024 GB from user_segments;

SEGMENT_NAME            GB
--------------- ----------
T_TEXT_BASIC          12.5
SQL> create table t_text_im as select * from T_TEXT_BASIC;

Table created.
SQL> select segment_name,bytes/1024/1024/1024 GB from user_segments;

SEGMENT_NAME            GB
--------------- ----------
T_TEXT_BASIC          12.5
T_TEXT_IM       12.5517578

这样就可以使用IN_MEMORY特性了，在做测试之前，先说一下populate的优先级，也就是什么时候把数据倒腾到内存中。

PRIORITY NONE：默认值；执行 SQL 引起对象扫描后，触发进入 IN-MEMORY
PRIORITY CRITICAL：最高优先级；立即进入 IN-MEMORY
PRIORITY HIGH：在具有 CRITICAL 优先级的对象之后进入 IN-MEMORY
PRIORITY MEDIUM：在具有 CRITICAL、HIGH 优先级的对象之后进入 IN-MEMORY
PRIORITY LOW：在具有 CRITICAL、HIGH、MEDIUM 优先级的对象之后进入 IN-MEMORY

如果在使用IN_MEMORY特性的时候不指定PRIORITY的级别，默认使用PRIORITY NONE，需要有SQL扫描那个表之后触发加载进程。

在看一下压缩方式。

NO MEMCOMPRESS：不压缩
MEMCOMPRESS FOR DML：最小化压缩，优化 DML 操作
MEMCOMPRESS FOR QUERY LOW：默认值：查询性能最优、空间压缩效果好于DML方式
MEMCOMPRESS FOR QUERY HIGH：查询性能次优(excellent)、空间压缩效果好于 QUERY LOW
MEMCOMPRESS FOR CAPACITY LOW：查询性能良好(good)、空间压缩效果好于 QUERY HIGH
MEMCOMPRESS FOR CAPACITY HIGH：空间压缩效果最优

如果不知道压缩方式，默认使用MEMCOMPRESS FOR QUERY LOW的压缩方式。

对RAC数据库来讲，还有一个数据分布方式需要说一下。有DISTRIBUTE和DUPLICATE两种数据分布方式。

DISTRIBUTE是默认的分布方式，是把数据分片存放到RAC的各个实例上，可以按照DISTRIBUTE BY ROWID RANGE 按 rowid 范围分布，指定 DISTRIBUTE BY PARTITION 将分区分布给不同的节点，或指定 DISTRIBUTE BY SUBPARTITION 将子分区分布给不同的节点，如果不指定，默认使用AUTO分布方式。

DUPLICATE的分布方式，是把整份数据存放在RAC的各个节点的实例中，可用指定具体节点，也可用是所有节点，也就是各个节点都存一份完整一样的数据，而不是每个节点只存部分数据。这对内存要求比较高。我参考的文档里说DUPLICATE的分布方式是EXADATA一体机专属的功能，但我用的19.3版本也可用用。

拿喝酒打个比方，DISTRIBUTE的分布方式类似于上海人喝酒，一桌人分着喝一瓶酒，每个人都喝一点；DUPLICATE就好比东北人喝酒，必须一人喝一瓶，当然有酒精过敏的可用不喝。比喻不太恰当，没有地域歧视，莫要误会。

下面把测试表开启IN_MEMORY功能。

SQL> alter table dbdream.T_TEXT_IM inmemory PRIORITY CRITICAL;

Table altered.

有几个IN_MEMORY相关的视图可用查看相关的信息。V$INMEMORY_AREA、V$IM_SEGMENTS、V$IM_COLUMN_LEVEL，RAC数据库需要查询GV$相关的视图。

SQL> select OWNER,SEGMENT_NAME,INMEMORY_SIZE/1024/1024/1024 im_size_gb,BYTES/1024/1024/1024 GB,BYTES_NOT_POPULATED/1024/1024/1024 BNP,POPULATE_STATUS,INMEMORY_PRIORITY,INMEMORY_DISTRIBUTE,INMEMORY_DUPLICATE,INMEMORY_COMPRESSION,INMEMORY_SERVICE from GV$IM_SEGMENTS;

OWNER           SEGMENT_NAME    IM_SIZE_GB         GB        BNP POPULATE_STAT INMEMORY INMEMORY_DISTRI INMEMORY_DUPL INMEMORY_COMPRESS INMEMORY_SER
--------------- --------------- ---------- ---------- ---------- ------------- -------- --------------- ------------- ----------------- ------------
DBDREAM         T_TEXT_IM       .051330566 12.4903259 12.1038666 STARTED       CRITICAL AUTO            NO DUPLICATE  FOR QUERY LOW     DEFAULT
DBDREAM         T_TEXT_IM       .018371582 12.4903259 12.3500366 STARTED       CRITICAL AUTO            NO DUPLICATE  FOR QUERY LOW     DEFAULT

V$IM_SEGMENTS视图的POPULATE_STATUS字段代表的是从硬盘把数据倒腾到内存的状态，STARTED是进程已经启动，正在干；COMPLETED状态是这个活已经干完了。

下面看一下全表扫描的执行计划。

SQL> SELECT COUNT(*) FROM DBDREAM.T_TEXT_IM;

  COUNT(*)
----------
  97558528

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2936459351

---------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation                   | Name      | Rows  | Cost (%CPU)| Time     |
---------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT            |           |     1 | 16925   (3)| 00:00:01 |
|   1 |  SORT AGGREGATE             |           |     1 |            |          |
|   2 |   TABLE ACCESS INMEMORY FULL| T_TEXT_IM |    97M| 16925   (3)| 00:00:01 |
---------------------------------------------------------------------------------

Statistics
----------------------------------------------------------
          0  recursive calls
          0  db block gets
     846669  consistent gets
          0  physical reads
          0  redo size
        553  bytes sent via SQL*Net to client
        400  bytes received via SQL*Net from client
          2  SQL*Net roundtrips to/from client
          0  sorts (memory)
          0  sorts (disk)
          1  rows processed

逻辑读846669，在看一下不使用IN_MEMORY特性时的全表扫的执行计划。

SQL> SELECT /*+no_inmemory*/ COUNT(*) FROM DBDREAM.T_TEXT_IM;

  COUNT(*)
----------
  97558528

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 1663429650

------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation          | Name      | Rows  | Cost (%CPU)| Time     |
------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT   |           |     1 |   444K  (1)| 00:00:18 |
|   1 |  SORT AGGREGATE    |           |     1 |            |          |
|   2 |   TABLE ACCESS FULL| T_TEXT_IM |    97M|   444K  (1)| 00:00:18 |
------------------------------------------------------------------------

Statistics
----------------------------------------------------------
         30  recursive calls
          0  db block gets
    1642772  consistent gets
          0  physical reads
          0  redo size
        553  bytes sent via SQL*Net to client
        417  bytes received via SQL*Net from client
          2  SQL*Net roundtrips to/from client
          0  sorts (memory)
          0  sorts (disk)
          1  rows processed

逻辑读1642772。

使用IN_MEMORY时，逻辑读846669，不使用IN_MEMORY时，逻辑读1642772，好像使用IN_MEMORY逻辑读只减少了一半，效果不是特别明显，这又要说一下parallel_degree_policy并行的问题，RAC数据库IN_MEMORY和并行配合使用，效果才会特别明显。

SQL> alter system set parallel_degree_policy=auto sid='*';

System altered.

SQL> SELECT COUNT(*) FROM DBDREAM.T_TEXT_IM;

  COUNT(*)
----------
  97558528

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 1663429650

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Id| Operation                      | Name      | Rows  | Cost (%CPU)| Time     |    TQ  |IN-OUT| PQ Distrib |
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT                |           |     1 |   324   (3)| 00:00:01 |        |      |            |
| 1 |  SORT AGGREGATE                 |           |     1 |            |          |        |      |            |
| 2 |   PX COORDINATOR                |           |       |            |          |        |      |            |
| 3 |    PX SEND QC (RANDOM)          | :TQ10000  |     1 |            |          |  Q1,00 | P->S | QC (RAND)  |
| 4 |     SORT AGGREGATE              |           |     1 |            |          |  Q1,00 | PCWP |            |
| 5 |      PX BLOCK ITERATOR          |           |    97M|   324   (3)| 00:00:01 |  Q1,00 | PCWC |            |
| 6 |       TABLE ACCESS INMEMORY FULL| T_TEXT_IM |    97M|   324   (3)| 00:00:01 |  Q1,00 | PCWP |            |
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Note
-----
   - automatic DOP: Computed Degree of Parallelism is 58
   - parallel scans affinitized for inmemory

Statistics
----------------------------------------------------------
        316  recursive calls
          8  db block gets
        608  consistent gets
          0  physical reads
          0  redo size
        553  bytes sent via SQL*Net to client
        400  bytes received via SQL*Net from client
          2  SQL*Net roundtrips to/from client
          5  sorts (memory)
          0  sorts (disk)
          1  rows processed

再测一下DUPLICATE的分布方式，我参考的资料说是EXADATA的专属功能，但我在19.3版本上测试也可用使用，其他版本是否可用使用就不清楚了。

SQL> alter table dbdream.T_TEXT_IM no inmemory;

Table altered.
SQL> alter table dbdream.T_TEXT_IM inmemory DUPLICATE all PRIORITY CRITICAL;

Table altered.
SQL> select OWNER,SEGMENT_NAME,INMEMORY_SIZE/1024/1024/1024 im_size_gb,BYTES/1024/1024/1024 GB,BYTES_NOT_POPULATED/1024/1024/1024 BNP,POPULATE_STATUS,INMEMORY_PRIORITY,INMEMORY_DISTRIBUTE,INMEMORY_DUPLICATE,INMEMORY_COMPRESSION,INMEMORY_SERVICE from gv$im_segments;

OWNER           SEGMENT_NAME    IM_SIZE_GB         GB        BNP POPULATE_STAT INMEMORY INMEMORY_DISTRI INMEMORY_DUPL INMEMORY_COMPRESS INMEMORY_SER
--------------- --------------- ---------- ---------- ---------- ------------- -------- --------------- ------------- ----------------- ------------
DBDREAM         T_TEXT_IM       .051330566 12.4903259 12.1038666 STARTED       CRITICAL AUTO            DUPLICATE ALL FOR QUERY LOW     DEFAULT
DBDREAM         T_TEXT_IM       .018371582 12.4903259 12.3500366 STARTED       CRITICAL AUTO            DUPLICATE ALL FOR QUERY LOW     DEFAULT
SQL> /

OWNER           SEGMENT_NAME    IM_SIZE_GB         GB        BNP POPULATE_STAT INMEMORY INMEMORY_DISTRI INMEMORY_DUPL INMEMORY_COMPRESS INMEMORY_SER
--------------- --------------- ---------- ---------- ---------- ------------- -------- --------------- ------------- ----------------- ------------
DBDREAM         T_TEXT_IM       .868408203 12.4903259 5.73591614 COMPLETED     CRITICAL AUTO            DUPLICATE ALL FOR QUERY LOW     DEFAULT
DBDREAM         T_TEXT_IM       .735778809 12.4903259 6.75440979 COMPLETED     CRITICAL AUTO            DUPLICATE ALL FOR QUERY LOW     DEFAULT
SQL> select count(*) from DBDREAM.T_TEXT_IM;

  COUNT(*)
----------
  97558528

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 1663429650

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Id| Operation                       | Name      | Rows  | Cost (%CPU)| Time     |    TQ  |IN-OUT| PQ Distrib |
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT                |           |     1 |   324   (3)| 00:00:01 |        |      |            |
| 1 |  SORT AGGREGATE                 |           |     1 |            |          |        |      |            |
| 2 |   PX COORDINATOR                |           |       |            |          |        |      |            |
| 3 |    PX SEND QC (RANDOM)          | :TQ10000  |     1 |            |          |  Q1,00 | P->S | QC (RAND)  |
| 4 |     SORT AGGREGATE              |           |     1 |            |          |  Q1,00 | PCWP |            |
| 5 |      PX BLOCK ITERATOR          |           |    97M|   324   (3)| 00:00:01 |  Q1,00 | PCWC |            |
| 6 |       TABLE ACCESS INMEMORY FULL| T_TEXT_IM |    97M|   324   (3)| 00:00:01 |  Q1,00 | PCWP |            |
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Note
-----
   - automatic DOP: Computed Degree of Parallelism is 58
   - parallel scans affinitized for inmemory

Statistics
----------------------------------------------------------
        242  recursive calls
          8  db block gets
        612  consistent gets
          0  physical reads
          0  redo size
        553  bytes sent via SQL*Net to client
        400  bytes received via SQL*Net from client
          2  SQL*Net roundtrips to/from client
          7  sorts (memory)
          0  sorts (disk)
          1  rows processed

参考文献：

https://www.cnblogs.com/fyy-hhzzj/p/9083456.html

http://www.pianshen.com/article/2447218719/

本文固定链接: https://www.dbdream.com.cn/2019/06/oracle-12c-in-memory%e6%96%b0%e7%89%b9%e6%80%a7/ | 信春哥，系统稳，闭眼上线不回滚！