Oracle Database 10gからOracle Database 11gへのアップグレード

Oracleホワイト・ペーパー
2009 年 11 月
Oracle Database 10gから 11gへのアップ
グレード：オプティマイザ機能の詳細
Oracle ホワイト・ペーパー - Oracle Database 10g から 11g へのアップグレード：オプティマイザ機能の詳細
はじめに.............................................................................................................................. 1
11g でのオプティマイザおよび統計の新機能 .................................................................... 2
Init.ora パラメータ ......................................................................................................... 2
オプティマイザ統計と DBMS_STATS パッケージの変更 ............................................ 3
自動統計収集ジョブ ...................................................................................................... 9
SQL Plan Management ............................................................................................... 10
Adaptive Cursor の共有（バインド・ピーキング） .................................................... 14
SQL Test Case Builder ................................................................................................ 15
コストベースの新しい変換 ......................................................................................... 15
アップグレードに対する準備 ........................................................................................... 18
既存の実行計画の取得 ................................................................................................. 19
既存のオプティマイザ統計情報の取得 ....................................................................... 20
アプリケーションのテスト ......................................................................................... 21
アップグレード前のチェックリスト ........................................................................... 21
アップグレード後の作業 .................................................................................................. 22
SQL Plan Management への 10g 計画の移入 ............................................................. 22
SQL 計画ベースラインの使用の確認 .......................................................................... 24
アップグレード後のオプティマイザ統計情報の処理.................................................. 25
アップグレード後のチェックリスト ........................................................................... 26
パフォーマンスの低下した SQL 文の修正 .................................................................. 27
結論 ................................................................................................................................... 31
Oracle ホワイト・ペーパー - Oracle Database 10g から 11g へのアップグレード：オプティマイザ機能の詳細
はじめに
オプティマイザの目的は、問合せに対してもっとも効率的な実行計画を特定することにあります。
実行計画は、問合せの構造や収集したデータに関する統計情報に基づき、Oracleデータベースの機
能を利用して決定されます。アップグレードの後でオプティマイザが生成する実行計画は、ほとん
どのSQL文に対して同等またはそれ以上のパフォーマンスを発揮することが見込まれます。しかし、
一部のSQL文に対して、以前のリリースよりも新リリースのパフォーマンスが低くなる実行計画が
生成される可能性があります。実行計画によるこれらのパフォーマンス低下の根本原因を探すこと
は、非常に困難な作業になる可能性があります。
このホワイト・ペーパーの目的は、オプティマイザを取り巻く不可解な事象を解決し、Oracle Database
10gからOracle Database 11gへのアップグレードに備えることにあります。本書では、オプティマ
イザの新機能を紹介するとともに、計画変更に関連して生じるパフォーマンス低下を回避するため、
アップグレードの前後で実施すべき手順について説明します。このホワイト・ペーパーは、次の 3
つのセクションに分かれています。
•
はじめのセクションでは、統計管理を含む 11gのオプティマイザ機能を紹介します。
•
2 番目のセクションでは、アップグレードの前に実行すべき手順について説明します。
•
最後に、3 番目のセクションではアップグレード後に実施すべき手順と、計画変更によって発生
するパフォーマンス低下への対処方法について説明します。
1
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11gでのオプティマイザおよび統計の新機能
Init.oraパラメータ
Oracle Database 11gでは、オプティマイザとその新機能を管理するいくつかの初期化パラメータが新
しく導入されています。ここからは、新しいパラメータの詳細について説明します。
OPTIMIZER_USE_INVISIBLE_INDEXES
Oracle Database 11gでは、非表示索引と呼ばれる新機能が導入されました。この機能を使用すると、
DBAは実行計画に影響を及ぼすことなく表に索引を作成できます。したがって、アプリケーション・
パフォーマンスへの影響はありません。オプティマイザは、表に対するアクセス・パスとして非表
示索引を使用することはできません。この非表示索引を潜在的なアクセス・パスとしてテストする
には、セッション内でOPTIMIZER_USE_INVISIBLE_INDEXESをTRUE（デフォルト値はFALSE）
に設定する必要があります。その後で、この索引を使用することでパフォーマンスが上がる可能性
のあるSQL文を実行して、パフォーマンスをテストします。この索引が有効であると分かった場合、
表示索引として記録できます。有効でない場合は、アプリケーション・パフォーマンスに影響を与
えることなくこの索引を削除できます。
OPTIMIZER_USE_PENDING_STATISTICS
従来のオプティマイザ統計は、収集されるとすぐに適切なディクショナリ表に公開（書込み）され、
オプティマイザによって使用されていました。Oracle Database 11gでは、オプティマイザ統計を収集
しても、すぐに公開しないように設定できます。統計情報を通常のディクショナリ表ではなく保留
表に格納することで、公開前のテストが可能になりました。これらの保留統計をテストするには、
alter sessionコマンドを使用して、OPTIMIZER_USE_PENDING_STATISTICSにTRUEを設定します。
その後で、新しい統計情報による影響を受けると考えられるSQL文を実行します。統計を公開する前
にテストすることで、DBAは不完全な統計や不正確な統計によって実行計画が低下することを回避
する機会が得られます。
保留統計に関して、詳しくは後述する新機能のセクションを参照してください。
OPTIMIZER_CAPTURE_SQL_PLAN_BASELINES
Oracle Database 11gでは、すべての計画変更がパフォーマンス向上につながるように、SQL Plan
Management（SPM）と呼ばれる新機能が導入されました。OPTIMIZER_CAPTURE_SQL_PLAN_
BASELINESをTRUE（デフォルト値はFALSE）に設定すると、システム上の繰返し可能なすべてのSQL
文に対してSQL計画ベースラインが自動的に取得されます。解析時に見つかった実行計画は、承認さ
れた計画としてSQL計画ベースラインに追加されます。
2
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SPMに関して、詳しくは後述する新機能のセクションを参照してください。
OPTIMIZER_USE_SQL_PLAN_BASELINES
SPMに取得されたSQL文にはそれぞれ 1 つのSQL計画ベースラインがあり、その中に 1 つ以上の検証
済み実行計画または既知の実行計画が含まれます。OPTIMIZER_USE_SQL_PLAN_BASELINESに
TRUE（デフォルト）が設定されている場合、SQLのコンパイル時に別の計画が見つかっても、オプ
ティマイザはこれらの既知の計画のみを使用します。これにより、計画が変更された場合は必ず、
パフォーマンスが向上することが確認されてから新しい計画が使用されるようになります。
新しいINIT.ORAパラメータのサマリー
統計を収集す
るための
ANALYZE コ
マンドは、正
式に廃止され
ました。代わ
りにDBMS_
STATS パッ
ケージを使用
してください。
パラメータ名
11gでのデフォルト値
OPTIMIZER_USE_INVISIBLE_INDEXES
FALSE
OPTIMIZER_USE_PENDING_STATISTICS
FALSE
OPTIMIZER_CAPTURE_SQL_PLAN_BASELINES
FALSE
OPTIMIZER_USE_SQL_PLAN_BASELINES
TRUE
オプティマイザ統計とDBMS_STATSパッケージの変更
オプティマイザ統計を収集および管理するための新しいPL/SQLパッケージとして、DBMS_STATSは
Oracle8iで導入されました。DBMS_STATSは、統計情報を収集する方法としてオラクルが推奨してい
る方法です。Oracle Database 11gではDBMS_STATSパッケージが拡張され、新しい種類の統計収集と
データ監視が可能になりました。また、自動統計収集ジョブも変更され、11gではデフォルトで有効
化されています。
DBMS_STATSパッケージの新しいサブプログラム
DBMS_STATSプロシージャが使用するパラメータ値のプリファレンス設定
以前のリリースでは、DBMS_STATS.GATHER_*_STATSプロシージャが使用するパラメータのデ
フォルト値を変更するには、DBMS_STATS.SET_PARMプロシージャを使用する必要がありました。
この変更の有効範囲は、すべての後続処理に適用されていました。Oracle Database 11gでは、DBMS_
STATS.SET_PARAMプロシージャが廃止され、新しい一連のプロシージャで置き換えられました。
新しいプロシージャを使用すると、表、スキーマ、データベース、およびグローバル・レベルで各
パラメータのプリファレンスを設定できます。これらの新しいプロシージャはDBMS_STATS.SET_
*_PREFSという名前であり、はるかにきめ細かいコントロールが可能になります。変更できるパラ
メータは、次のとおりです。
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AUTOSTATS_TARGET（SET_GLOBAL_PREFSのみ）
CASCADE
DEGREE
ESTIMATE_PERCENT
METHOD_OPT
NO_INVALIDATE
GRANULARITY
PUBLISH
INCREMENTAL
STALE_PERCENT
SET_TABLE_PREFSプロシージャを使用すると、指定した表に対してのみ、DBMS_STATS.GATHER_
*_STATSプロシージャが使用するパラメータのデフォルト値を変更できます。
SET_SCHEMA_PREFSプロシージャを使用すると、指定したスキーマ内に存在するすべての表に対し
て、DBMS_STATS.GATHER_*_STATSプロシージャが使用するパラメータのデフォルト値を変更で
きます。実際は、このプロシージャによって、指定されたスキーマ内の各表に対してSET_TABLE_
PREFSが呼び出されます。SET_TABLE_PREFSコールを使用しているため、このプロシージャを実
行した後に作成された新規オブジェクトに対しては有効ではありません。新規オブジェクトに対し
ては、すべてのパラメータにグローバル・プリファレンスが適用されます。
SET_DATABASE_PREFSプロシージャを使用すると、データベース内のすべてのユーザー定義スキー
マに対して、DBMS_STATS.GATHER_*_STATSプロシージャが使用するパラメータのデフォルト値
を変更できます。実際は、このプロシージャによって、ユーザー定義スキーマ内の各表に対して
SET_TABLE_PREFSが呼び出されます。SET_TABLE_PREFSコールを使用しているため、このプロ
シージャを実行した後に作成された新規オブジェクトに対しては有効ではありません。新規オブジェ
クトに対しては、すべてのパラメータにグローバル・プリファレンスが適用されます。また、ADD_SYS
パラメータにTRUEを設定すると、Oracle所有のスキーマ（sys、systemなど）を対象に含めることも
できます。
SET_GLOBAL_PREFSプロシージャを使用すると、既存の表プリファレンスがないすべてのデータ
ベース・オブジェクトに対して、DBMS_STATS.GATHER_*_STATSプロシージャが使用するパラメー
タのデフォルト値を変更できます。表プリファレンスが設定されているか、またはGATHER_*_STATS
コマンド内でパラメータが明示的に指定されている場合を除いて、すべてのパラメータのデフォル
ト値としてこのグローバル設定が使用されます。このプロシージャによる変更は、プロシージャを
実行した後に作成されたすべての新規オブジェクトに対しても有効です。新規オブジェクトに対し
て、すべてのパラメータにグローバル・プリファレンスが適用されます。また、グローバル・プリ
ファレンスを使用して、AUTOSTAT_TARGETと呼ばれる追加パラメータにデフォルト値を設定でき
ます。この追加パラメータを使用すると、自動統計収集ジョブ（夜間のメンテナンス・ウィンドウ
で実行）の対象となるオブジェクトをコントロールできます。このパラメータに設定できる値は、
ALL、ORACLE、AUTOのいずれかであり、デフォルト値はAUTOです。
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DBMS_STATS.GATHER*_STATSは、次の優先順位に従ってパラメータ値を決定します。コマンド内
で明示的に指定されたパラメータ値は、すべてに優先します。コマンド内でパラメータが指定され
ない場合、表レベルのプリファレンスがチェックされます。表プリファレンスが設定されていない
場合、グローバル・プリファレンスが使用されます。たとえば、SHスキーマ内のSALES表に対して
ヒストグラムの作成を無効化する場合、次のプロシージャを使用します。
BEGIN
DBMS_STATS.SET_TABLE_PREFS('SH','SALES','METHOD_OPT','FOR ALL COLUMN SIZE
1');
END;
表統計のコピー
パーティション化された表では、非常に多くの場合、新しい空のパーティションが表に追加される
と、すぐにそこにデータがロードされ始めます。このパーティションに対する統計情報が収集され
る前に、新しくロードされたデータに対する問合せが実行されると、Oracleは問合せに対してカー
ディナリティ見積りを案分する必要があります。カーディナリティ見積りを案分した場合、最適で
ない計画が使用される可能性があります。DBMS_STATS.COPY_TABLE_STATSプロシージャを使用
すると、表に含まれるその他のパーティションから新しいパーティションへ、統計情報をコピーで
きます。列統計情報（最小値、最大値、NDV、ヒストグラムなど）、パーティション統計情報（行
数、ブロック数など）、およびローカル索引の統計情報がコピーされます。パーティション化され
た列の最小値と最大値は、新規パーティションの正しい値を反映するように調整されます。次の例
では、SALES_Q3_2000 がもとのパーティションであり、SALES_Q4_2000 がターゲット・パーティ
ションになります。
BEGIN
DBMS_STATS.COPY_TABLE_STATS ('SH','SALES','SALES_Q3_2000',
'SALES_Q4_2000', FORCE=>TRUE);
END;
統計情報の拡張
実際のデータでは、多くの場合、同じ表内の異なる列に格納されたデータ同士に関係または相関関
係があります。たとえばCUSTOMERS表において、CUST_STATE_PROVICE列の値はCOUNTRY_ID列
の値による影響を受けます。これは、カリフォルニア州が米国にしか存在しないためです。今まで
のオプティマイザには、これらの現実世界での関係を把握する方法が備わっておらず、同じ表の複
数の列がSQL文のWHERE句で使用された場合、誤った選択が計算される可能性がありました。拡張
統計を利用すると、これらの現実世界での関係をオプティマイザに知らせることができます。
列グループに対して統計情報を作成することで、SQL文のWHERE句で一緒に使用されている列に対
して、より正確な選択ガイドラインがオプティマイザに提供されます。列グループ内のすべての列
がSQL文で使用されている必要はなく、一部の列が使用されていれば、オプティマイザは拡張統計を
使用できます。統計情報をまとめて収集したい列グループを定義するには、DBMS_STATS.CREATE_
EXTENDED_STATSを使用します。いったんグループが作成されたら、表に対する統計情報が収集さ
れる際に、自動的にこの列グループの統計情報も収集されます。
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SELECT DBMS_STATS.CREATE_EXTENDED_STATS(null,'customers',
'(country_id, cust_state_province)');
FROM dual;
列グループを作成すると、システムによって生成された名前を持つ新しい列がuser_tab_col_
statistics表に追加されます。この新しい列が列グループを表しています。
また、式の内部に列が埋め込まれたWHERE句条件のカーディナリティをオプティマイザが見積もる
ことは難しいため、式（関数を含む）に対する拡張統計を作成することもできます。たとえばWHERE
句条件に、UPPER(LastName)=:B1 が含まれることが多い場合、UPPER(LastName)に対して拡張
統計を作成すると良いでしょう。
BEGIN
DBMS_STATS.GATHER_TABLE_STATS(null,'customers',method_opt =>
'for all columns size skewonly for columns(upper(cust_last_name))');
END;
パーティション化された表に対する増分統計
パーティション化された表に対する統計情報の収集は、表レベルでの収集とパーティション・レベ
ルでの収集で構成されています。Oracle Database 11gより前のリリースでは、新規パーティションの
追加や複数のパーティションにわたるデータ変更を行う場合、表レベルの統計を更新するには表全
体をスキャンする必要がありました。パーティション化された表は通常非常に大きいため、表全体
をスキャンするには極めて高いコストがかかる場合があります。しかし、Oracle Database 11gでは増
分グローバル統計が導入されたことにより、この問題が解決されました。通常パーティション化さ
れた表では、新しいパーティションが追加されると、追加されたパーティションにデータがロード
されます。パーティションにデータがすべてロードされると、パーティション・レベルの統計を収
集し、グローバル統計を更新して新しいデータを反映させる必要があります。パーティション表の
INCREMENTALプリファレンス値をTRUEに設定し、DBMS_STATSのGRANULARITYパラメータを
AUTOに設定した場合、新しいパーティションの統計を収集したり、グローバル表の統計を更新した
りする際、表全体ではなく追加または変更されたパーティションのみがスキャンされます。増分グ
ローバル統計を使用するために必要な手順は、以下のとおりです。
BEGIN
DBMS_STATS.SET_TABLE_PREFS('SH','SALES','INCREMENTAL','TRUE');
END;
BEGIN
DBMS_STATS.GATHER_TABLE_STATS('SH','SALES');
END;
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増分グローバル統計は、表の各パーティションのシノプシスを保存することにより機能します。シ
ノプシスはパーティションとパーティションに含まれる列の統計メタデータです。各シノプシスは
SYSAUX表領域に保存され、約 200KBを消費します。各パーティションのシノプシスを集約するこ
とでグローバル統計が生成されるため、表レベルの統計情報を収集するために全表スキャンを実行
する必要はありません（図 1 を参照してください）。表に新しいパーティションを追加した場合、
このパーティションの統計を収集するだけで良いのです。グローバル統計は、新しいパーティショ
ンのシノプシスと既存のパーティションのシノプシスを集約することにより自動更新されます。
図 1. 増分グローバル統計
統計情報の比較
新しいアプリケーションまたはアプリケーション・モジュールを配置する場合、標準的手法として、
本番に移行する前にテスト環境でアプリケーションのテストとチューニングが実施されます。しか
し、テストを実施した場合でも、本番とテスト・システムでアプリケーションのSQL文に対する実行
計画が異なる可能性はあります。実行計画がシステム間（テストと本番）で異なるおもな原因は、
システムごとにオプティマイザの統計情報が異なることにあります。Oracle Database 10g Release 2 で
は、DIFF_TABLE_STATS_*関数を使用して、2 つの異なるソース間で表の統計情報を比較できます。
次に、比較できる統計情報の例をあげます。
•
ユーザー統計表とディクショナリ内の現在の統計情報
•
1 つのユーザー統計表に含まれ、statidを使用して識別可能な 2 つの統計情報
•
2 つの異なるユーザー統計表
•
過去の 2 つの時点
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•
現在の統計情報と過去の時点での統計情報
•
保留統計情報とディクショナリ内の現在の統計情報
•
保留統計情報とユーザー統計表
また、この関数では、依存しているオブジェクト（索引、列、パーティション）の統計情報も比較
されます。2 つのソース間での統計情報の差異が、指定されたしきい値を超える場合、両方のオブジェ
クトの統計情報が表示されます。しきい値は関数の引数として指定でき、デフォルト値は 10%です。
最初のソースに相当する統計情報が差分の割合を計算するための基準になります。
次の例では、EMP表に対する現在のディクショナリ統計情報と、統計表TAB1 におけるEMPの統計情
報を比較します。SQL文を実行すると、レポートのような出力が画面に表示されます。
SQL> select report, maxdiffpct from
table(DBMS_STATS.DIFF_TABLE_STATS_IN_STATTAB('SCOTT','EMP','TAB1' ));
パーティション・レベルの統計のロック
以前のリリースでは、表またはスキーマに対する統計情報をロックすることができました。いった
んロックされた統計情報は、ロックが解除されるまで変更されることはありません。Oracle Database
11gのDBMS_STATSパッケージでは、パーティション・レベルで統計情報をロックおよびロック解除
するための 2 つの新規プロシージャが提供されています。これらの新しいプロシージャを使用する
と、さらにきめ細かいコントロールが可能になります。
BEGIN
DBMS_STATS.LOCK_PARTITION_STATS('SH','SALES', 'SALES_Q3_2000');
END;
保留統計
すでに説明したとおり、Oracle Database 11gではオプティマイザ統計を収集しても、すぐに公開しな
いように設定できます。保留統計を有効化するには、DBMS_STATS.SET_*_PREFSプロシージャを
使用して、保留統計を作成するオブジェクトのPUBLISHパラメータ値をTRUE（デフォルト）から
FALSEへ変更する必要があります。
BEGIN
DBMS_STATS.SET_TABLE_PREFS('SH','SALES','PUBLISH','FALSE');
END;
次に通常どおり、オブジェクトの統計情報を収集します。
BEGIN
DBMS_STATS.GATHER_TABLE_STATS('SH','SALES');
END;
これらのオブジェクトから収集された統計情報は、USER_*_PENDING_STATSというディクショナ
リ・ビューを使用して表示できます。alter sessionコマンドを使用してOPTIMIZER_USE_PENDING_
STATS初期化パラメータをTRUEに設定し、必要な問合せを実行すると、これらの統計情報をテスト
できます。保留統計のテスト結果に問題がない場合、新しいPUBLISH_PENDING_STATSプロシー
ジャを使用すると、保留統計を公開できます。
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BEGIN
DBMS_STATS.PUBLISH_PENDING_STATS('SH','SALES');
END;
新しいサンプリング・アルゴリズム
オプティマイザに正確な統計情報を提供することは非常に重要であり、従来は表に含まれるすべて
の行が処理された場合に、もっとも正確な統計情報が収集されていました。しかし、大規模な表で
全体スキャンを実行して統計情報を収集するには非常に多くの時間がかかるため、ほとんどの顧客
にとって通常は選択肢になりません。実際、ほとんどの顧客は、素早く実行できるサンプリングを
使用して統計情報を収集しています。ただし、詳細なテストを実施しない限り、どのようなサンプ
ル・サイズを使用すれば正確な統計情報を取得できるのかを把握することは困難です。以前に、オ
ラクルはAUTO_SAMPLE_SIZEを導入することでこの問題への対処を試みました。AUTO_SAMPLE_
SIZEを使用した場合、適切な統計情報を取得できるサンプル・サイズが自動的に決定されます。し
かしAUTO_SAMPLE_SIZEには欠点があり、データに著しい偏りがある場合、統計情報の計算には不
適切なサンプル・サイズがAUTO_SAME_SIZEによって決定される可能性があります。Oracle Database
11gでは、サンプリング・アルゴリズムが完全に新しくなりました。ハッシュ・ベースの新しいアル
ゴリズムは、確定的な統計情報を提供します。この統計情報は 10%のサンプルと同じ速度で、正確
な統計計算を実現します。この新しいアルゴリズムは、いずれかのDBMS_STATS.GATHER_*_STATS
プロシージャ内でestimate_percentにAUTO_SAMPLE_SIZEが指定されている場合に使用されます。
自動統計収集ジョブ
統計情報が収集されていなかったり、古くなったりしたデータベース・オブジェクトに対しては、
事前定義されたメンテナンス・ウィンドウ（平日は午後 10 時から午前 2 時、週末は午前 6 時から午
前 2 時）内にOracle AutoTaskが実行され、自動的にOracleによって統計情報が収集されます。
このAutoTaskは内部プロシージャDBMS_STATS.GATHER_DATABASE_STATS_JOB_PROCを呼び出
すことで、オプティマイザ統計を収集します。このプロシージャは、DBMS_STATS.GATHER_
DATABASE_STATSプロシージャでGATHER AUTOオプションを使用した場合と非常に良く似た方法
で処理されます。おもな違いは、統計情報を必要とするデータベース・オブジェクトに対して、Oracle
が内部的に優先順位を付ける点であり、これによって統計情報の更新をもっとも必要とするオブジェ
クトが最初に処理されます。DBA_AUTOTASK_CLIENT_JOBビューを参照すると、自動統計収集ジョ
ブの存在が確認できます。
SELECT client_name, status
FROM DBA_AUTOTASK_TASK
WHERE client_name like 'auto optimizer %';
表の統計情報が古くなったと見なされるのは、STALE_PERCENT（デフォルトは 10%）に指定された
値を上回る割合の行が変更された（挿入、削除、更新の総数）場合です。すべてのオブジェクトに
対するDMLアクティビティはOracleによって監視されており、SGAに記録されています。監視情報は
定期的にディスクに書き込まれ、*_tab_modificationsビューを通じて公開されます。
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SELECT TABLE_NAME, INSERTS, UPDATES, DELETES
FROM USER_TAB_MODIFICATIONS;
またDBMS_STATS.FLUSH_MONITORING_INFOプロシージャを呼び出すと、手動でこのデータを書
き込むことができます。
自動統計収集ジョブはDBMS_STATSプロシージャを実行する際、デフォルトのパラメータ値を使用
します。これらのデフォルト値を変更するには、DBMS_STATS.SET_GLOBAL_PREFSプロシージャ
を使用します。変更した値は、'SYS'を含むすべてのスキーマに適用されることに注意してくださ
い。'STALE_PERCENT'を変更するには、次のように指定します。
BEGIN
DBMS_STATS.SET_GLOBAL_PREFS('STALE_PERCENT','5');
END;
十分に確立された統計収集プロシージャをすでに使用している場合や、何らかの理由で自動統計収
集を完全に無効化する必要がある場合、もっとも直接的な方法は次のようにGATHER_STATS_JOBを
無効化することです。
BEGIN
DBMS_AUTO_TASK_ADMIN.DISABLE(
client_name => 'auto optimizer stats collection',
operation => NULL,
window_name => NULL);
END;
自動統計収集ジョブを、主要なアプリケーション・スキーマに対して無効化する場合でも、ディク
ショナリ表に対しては有効にしておくことを検討してください。これを実行するには、DBMS_STATS.
SET_GLOBAL_PREFSを使用して、AUTOSTATS_TARGETの値をAUTOからORACLEに変更します。
SQL Plan Management
実行計画の安定は、常にオプティマイザ分野における究極の目標であり、過去のリリースではスト
アド・アウトラインやSQL Profileなどの安定性を高めるための機能がいくつか導入されてきました。
しかしながらこれらの手法では、データ量が変化した場合にオプティマイザがより良い実行計画を
探すことができませんでした。Oracle Database 11gでは、SQL Plan Managementが導入されたことで、
実行計画の安定に対して決定的な対応が施されました。
SQL Plan Managementは、実行計画の変更によるランタイム・パフォーマンスの低下を防止します。
これを実現するため、承認済みの（信頼できる）実行計画だけが使用されます。計画は後で追跡お
よび評価され、新しい計画が承認済み計画のパフォーマンスを上回る場合にのみ検証済みとして承
認されます。SQL Plan Managementには、以下の 3 つの主要コンポーネントがあります。
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1.
SQL計画ベースラインの取得関連するすべてのSQL文に対する承認済みの実行計画を示す
SQL計画ベースラインを作成します。SQL計画ベースラインは、SYSAUX表領域のSQL
Management Baseの計画履歴に保存されます。
2.
SQL計画ベースラインの選択
SQL計画ベースラインを使用して、承認済みの実行計画だけがSQL文で使用されるようにし、
SQL文に対する履歴内のすべての新しい実行計画を未承認計画として追跡します。計画履歴
は、検証済みの計画と未承認の計画で構成されます。未承認の計画とは、未検証である（新
たに検索されたが、検証されていない）か、または拒否された（検証されたが、パフォーマ
ンス不足が明らかになった）ものです。
3.
SQL計画ベースラインの展開
計画履歴に含まれる、特定の文に対する未検証の実行計画を評価して、承認または拒否を設
定します。
図 2. 繰返し可能なSQL文のステートメント・ログと計画履歴で構成されるSQL Management Base
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SQL計画ベースラインの取得
SPMを有効にするには、実行計画をSQL Management Baseにシードする必要があります。これが、各
SQL文のSQL計画ベースラインになります。SQL Management Baseを移入するには、以下の 2 つの方
法があります。
•
自動取得
•
バルク・ロード
自動取得 - "オンザフライ"
"オンザフライ"
での計画の取
得、カーソル・
キャッシュや
SQL Tuning
Set を使用し
たSPMへの計
画のバルク・
ロード、また
は別のシステ
ムからの計画
のインポート
が可能です。
初期化パラメータのOPTIMIZER_CAPTURE_SQL_PLAN_BASELINESをTRUE（デフォルト値はFALSE）
に設定すると、自動取得を有効化できます。自動取得が有効になっている場合、すべての繰返し可
能なSQL文に対して、SPMリポジトリは自動的に移入されます。繰返し可能なSQL文を識別するため、
最初のコンパイル時に、オプティマイザは各SQL文のID（SQLシグネチャ）をステートメント・ログ
に格納します。SQL文を再処理（実行またはコンパイル）する際にそのIDがステートメント・ログ
に存在する場合、この文は繰返し可能な文であることを意味します。SQL計画履歴は文に対して作成
され、SQLテキスト、アウトライン、バインド変数、コンパイル環境など、現在の実行計画を再現す
るためにオプティマイザによって使用される情報が含まれます。現在の実行計画は最初のSQL計画
ベースラインとして追加され、この計画は承認済みとして記録されます。承認された計画だけが使
用されるため、後になってこのSQL文に対する新しい計画が見つかった場合、その実行計画は計画履
歴に追加され、検証対象として記録されます。この実行計画のパフォーマンスが、現在のSQL計画ベー
スラインから選択された計画のパフォーマンスを上回る場合のみ、この実行計画は承認済みとして
記録されます。
バルク・ロード
実行計画のバルク・ロードは、データベースを以前のバージョンからOracle Database 11gにアップグ
レードする場合や新しいアプリケーションを配置する場合に特に有効です。バルク・ロードは、自
動計画取得と連携するか、その代わりとして実行できます。バルク・ロードされた実行計画は自動
的に使用され、新しいSQL計画ベースラインが作成されるか、または既存のSQL計画ベースラインに
追加されます。この新しいSQL計画ベースラインは承認済みとして記録されます。SQL Management
Baseへのバルク・ロードを実行する方法には、次の 4 種類があります。
1.
特定のSQL Tuning Set（STS）に対して、実行計画を移入します。
2.
ストアド・アウトラインから実行計画を移入します。
3.
現在カーソル・キャッシュに格納されている実行計画を使用します。
4.
ステージング表から既存のSQL計画ベースラインをアンパックします。
アップグレード中のバルク・ロードの使用について、詳しくはアップグレードに対する準備のセク
ションを参照してください。
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Oracle ホワイト・ペーパー - Oracle Database 10g から 11g へのアップグレード：オプティマイザ機能の詳細
SQL計画ベースラインの選択
SQL文がコンパイルされるたびに、オプティマイザはまず従来のコストベースの検索方法を使用して、
最適なコスト計画を構築します。初期化パラメータのOPTIMIZER_USE_PLAN_BASELINESがTRUE
（デフォルト）に設定されている場合、コストベースの計画を実行する前に、オプティマイザはSQL
文の計画ベースラインから一致する計画を検索します。この検索はメモリ内で実行されるため、ア
プリケーションへのオーバーヘッドはほとんどありません。一致する計画がある場合、その計画を
使用します。一致する計画がない場合、新しく生成された計画が計画履歴に追加されます。この計
画がSQL計画ベースラインとして承認されるには、先に検証される必要があります。新しく生成され
た計画を実行する代わりに、オプティマイザはこのSQL文に対して承認された各計画のコストを見積
もり、もっとも低コストのものを選択します（1 つのSQL計画ベースラインには、特定の文に対して
複数の検証済み計画と承認済み計画が含まれます）。ただし、索引の削除などのシステム変更によっ
て、承認されたすべての計画が再作成できなくなった場合、オプティマイザは新しく生成されたコ
ストベースの計画を使用します。
SQL計画ベースラインの展開
計画は、必要
に応じて手作
業で展開また
は検証できま
す。または、展
開プロセスを
実行するよう
にデータベー
ス・ジョブを
スケジュール
できます。
SQL文に対する新しい計画がオプティマイザによって検出されると、この計画は未承認計画として計
画履歴に追加され、承認済み計画となる前に検証が必要となります。Oracle Enterprise Managerまたは
コマンドライン関数のDBMS_SPM.EVOLVE_SQL_PLAN_BASELINEを使用すると、SQL文の実行計画
を展開できます。これらの方法のいずれかを使用する場合、次の 3 つの選択肢があります。
1.
既存のSQL計画ベースラインよりもパフォーマンスが優れている場合にのみ、計画を承認し
ます。
2.
パフォーマンスを検証せずに計画を承認します。
3.
新しい計画を展開せずに、パフォーマンスを比較してレポートを生成します。
オプション 1 を選択すると、新しい計画のパフォーマンスが、選択された計画ベースラインより優
れているかどうかが評価されます。優れている場合、新しい計画が承認された計画としてSQL計画
ベースラインに追加されます。それ以外の場合、新しい計画は未承認計画のまま計画履歴に残りま
すが、現在のタイムスタンプでLAST_VERIFIED属性が更新されます。関数から返される書式設定済
みテキスト・レポートには、関数によって実行されたアクションが含まれるだけでなく、新しい計
画と元の計画のパフォーマンス統計が並んで表示されます。
SQL Plan Managementについて、詳しくはアップグレードに対する準備のセクションを参照してくだ
さい。
13
Oracle ホワイト・ペーパー - Oracle Database 10g から 11g へのアップグレード：オプティマイザ機能の詳細
Adaptive Cursorの共有（バインド・ピーキング）
Adaptive
Cursor を共有
すると、バイ
ンドを使用す
る 1 つの文に
対して複数の
実行計画を作
成できます。
バインド・ピーキング機能はOracle9iで導入されました。バインド・ピーキングを使用すると、オプ
ティマイザは最初にカーソルを呼び出す際にユーザー定義のバインド変数の値を読み込みます。こ
の場合、オプティマイザはWHERE句条件にバインド変数ではなくリテラルが使用されているものと
見なして選択を決定できるため、バインド変数を使用している文に対して生成される実行計画の品
質が向上します。
ただし、WHERE句のバインド変数で使用されている列のデータに偏りがある場合、このアプローチ
には問題がありました。列に含まれるデータに偏りがある場合、統計収集中にこの列に対してヒス
トグラムが作成されていると考えられます。オプティマイザがユーザー定義バインド変数の値を読
み込んで計画を選択した場合、取り得るすべてのバインド変数値に対してこの計画が最適であると
は限りません。言い換えると、読み込まれたバインド変数値に対してこの計画は最適ですが、その
他すべての値に対して最適であるとは言えません。
Oracle Database 11gではオプティマイザが拡張され、バインド変数を使用する 1 つのSQL文に対して
複数の実行計画を使用できるようになりました。これにより、バインド変数に合わせた最適な実行
計画が使用されます。
バインド変数の値によって最適な実行計画が異なるとオプティマイザが認識した場合、カーソルは
バインド依存として記録されます。カーソルがバインド依存として記録されると、Oracleはさまざま
なバインド値を使用してカーソルの動作を監視し、バインド変数ごとに別の計画を呼び出すかどう
かを決定します。バインド変数を使用する列にはヒストグラムが作成されているため、通常カーソ
ルはバインド依存として記録されます。ヒストグラムの存在はこの列のデータに偏りがあることを
意味しているため、多くの場合、バインド変数の値ごとに異なる計画が呼び出されます。
後続の実行で異なるバインド値が使用される場合も、Oracleは最初に実行計画を共有できると想定し
ているため、同じ実行計画が使用されます。ただし、この新しいバインド値に対する実行統計情報
が記録され、以前の値に対する実行統計情報と比較されます。新しいバインド値を使用した場合に、
問合せによって処理されるデータ量が大きく変わると判断した場合、Oracleはその動作を"調節"しま
す。そのため、この問合せに対して常に同じ計画が使用される訳ではありません。このように、新
しいバインド値に基づいて新しい計画が生成されると、カーソルはバインド認識として記録され
ます。
バインド認識カーソルはバインド変数を含む条件の選択に応じて、バインド値ごとに異なる計画を
使用できます。カーソルがバインド認識モードに切り替わると、この文に対して生成されたもとの
カーソルは破棄されることに注意してください。これは一時的なオーバーヘッドです。カーソルが
共有不可能として記録されると（V$SQLのis_shareableが"N"に設定される）、このカーソルは今
後使用されることはなく、カーソル・キャッシュの中で最初にエージングによって削除されます。
さらに別の新しいバインド値が使用されると、バインド値の選択が類似しているかどうかに基づい
て、オプティマイザはふさわしいカーソルを探します。適切なカーソルが見つからない場合、新し
くカーソルを作成します。新しいカーソルに対する計画が既存カーソルと同じである場合、カーソ
ル・キャッシュ内の領域を節約するため 2 つのカーソルはマージされます。また、新しいバインド
の選択を含めるため、このカーソルの選択範囲が拡大されます。これにより、共有不可能な状態に
あるカーソルが取り残される結果になります。このカーソルもカーソル・キャッシュの領域が不足
してくるとエージングによって削除され、将来的な実行で使用されることはありません。
14
Oracle ホワイト・ペーパー - Oracle Database 10g から 11g へのアップグレード：オプティマイザ機能の詳細
SQL Test Case Builder
SQLの問題についてOracle Supportに問い合わせる必要が生じた場合、素早い解決を実現するための
もっとも重要な要素は、再現可能なテスト・ケースを入手することです。この作業はまた、もっと
も時間がかかり、もっとも困難な作業になる可能性があります。Oracle Database 11gでは、SQL Test
Case Builderという新規ツールが導入されました。このツールを利用すると、顧客はSQLの問題に関
してできる限り多くの情報を収集してパッケージ化し、オラクルに送信できます。オラクルの開発
者はこのパッケージを使用することで、別のOracleインスタンスを使用して単独でこの問題を再現で
きるようになるため、問題を迅速に解決できます。SQL Test Case Builderへアクセスするには、Oracle
Enterprise ManagerまたはPL/SQLパッケージのDBMS_SQLDIAGを使用します。SQL Test Case Builder
に関係したプロシージャは 2 つあります。DBMS_SQLDIAG.EXPORT_SQL_TESTCASEを使用すると、
特定のSQL文に対するテスト・ケースを特定のディレクトリにエクスポートでき、DBMS_SQLDIAG.
IMPORT_SQL_TESTCASEを使用すると、特定のSQLテスト・ケースを特定のディレクトリからイン
ポートできます。
SQL Test Case Builderを使用するには、出力ファイルの宛先となるOSディレクトリを指すOracleディ
レクトリを作成します。
SQL> CREATE DIRECTORY EXPDP AS '/scratch/mcolgan/spm/tc';
次に、DBMS_SQLDIAG.EXPORT_SQL_TESTCASEパッケージを呼び出して、作成したディレクトリ
と当該SQL文のSQL_IDを渡します。また、テスト・ケースの名前を指定します（この例ではtcが使
用されています）。
DECLARE tc clob;
BEGIN
DBMS_SQLDIAG.EXPORT_SQL_TESTCASE(
DIRECTORY=>'EXPDP',
SQL_ID=>'aqa1r0ca84rs1',
TESTCASE=>tc);
END;
EXPORT_SQL_TESTCASEを実行すると、複数のトレース・ファイル、ダンプ・ファイル、.sqlファイ
ル、およびREADME.txtが、指定したディレクトリに作成されます。このディレクトリから 1 つの
圧縮ファイルを作成し、Oracle Supportへアップロードしてください。セキュリティ上の理由から、
ユーザー・データがデフォルトでエクスポートされることはありません。ユーザー・データを含め
るには、exportDataをTRUEに設定します。
コストベースの新しい変換
Oracleによって問合せが最適化される際、各種の高度なテクニックを使用してSQL文が変換されます。
この問合せの最適化フェーズの目的は、もとのSQL文を変換して、意味的に同等でありながらより効
率的に処理できるSQL文を生成することにあります。Oracle Database 11gでは、いくつかの新しいコ
ストベースの変換が導入されました。ここからは、3 つの変換について説明します。
15
Oracle ホワイト・ペーパー - Oracle Database 10g から 11g へのアップグレード：オプティマイザ機能の詳細
GROUP BYの使用
GROUP BYを使用した場合、オプティマイザは問合せを書き換えて、GROUP BY処理を一部の結合
の前に実行することで、後続の結合に必要な行数を最小化します。たとえば、次のような問合せに
ついて考えてみましょう。
SELECT p.prod_id, sum(s.quantity_sold)
FROM Products p, Sales s
WHERE p.prod_id = s.prod_id
GROUP BY p.prod_id;
Oracle Database 10gでは、この問合せに対して従来の実行計画が選択されており、ハッシュ結合の後
にGROUP BYが実行されていました。
Oracle Database 11gのオプティマイザはこの問合せを変換して、GROUP BY処理を結合の前に実行し
ます。SQL文は次のように書き換えられます。
SELECT V.sumv, p.prod_id
FROM Products p,
(SELECT sum(s.quantity_sold) as sumv, s.prod_id
FROM Sales s
GROUP BY s.prod_id) V
WHERE V.prod_id = p.prod_id
このSQL文から分かるとおり、GROUP BYはビュー（下の計画のVW_GBC_5）の内部で実行される
ため、SALESとPRODUCTSとの間のハッシュ結合で処理する必要のある行数が削減されます。
16
Oracle ホワイト・ペーパー - Oracle Database 10g から 11g へのアップグレード：オプティマイザ機能の詳細
結合条件プッシュダウン機能の拡張
以前のリリースでは、SQL文でビューVと表Tを結合する場合（結合条件T.x = V.yを使用）、TとVの
結合に対してオプティマイザが使用できる結合方法にはハッシュ結合かソート・マージ結合の 2 種
類しかありませんでした。
Oracle Database 10gで導入された結合条件のプッシュダウン変換を使用すると、オプティマイザは結
合条件をビューの内部へ移動できます。この場合、結合T.x = V.yはT.x = T2.y（T2 はビューV内の表
であり、列yを含む）になります。これにより、T2.yに対して索引が作成されている場合、ネスト・
ループ結合を使用できる可能性が見えてきます。
Oracle Database 11gでは、結合条件のプッシュダウン機能が拡張され、GROUP BY、DISTINCT、ANTI
JOIN、SEMI JOINが含まれるようになりました。次の問合せについて考えてみましょう。
SELECT p.prod_id, v1.row_count
FROM products p,
(SELECT s.prod_id, count(*) row_count
FROM sales s
WHERE s.quantity_sold BETWEEN 1 AND 47
GROUP BY s.prod_id) v1
WHERE p.supplier_id = 12
AND p.prod_id = v1.prod_id(+);
Oracle Database 10gでも結合条件のプッシュダウン機能は提供されていましたが、GROUP BYがあっ
たためこれを使用できませんでした。10gでは、ビューv1 が評価された後にPRODUCTS表へのハッ
シュ結合が行われています。
しかし、11gでは結合条件のプッシュダウンが可能であるため、SALES表の索引を利用して、ハッシュ
結合の代わりにネスト・ループ結合を実行します。結合条件をプッシュダウンしたことで、新しい
計画のコストは 79 から 28 に削減されました。
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Oracle ホワイト・ペーパー - Oracle Database 10g から 11g へのアップグレード：オプティマイザ機能の詳細
NULL認識型のアンチ結合
NOT INまたはNOT EXISTS副問合せを含むSQL文は、多くの場合、アンチ結合を含む問い合わせに
書き換えられます。アンチ結合では、左側の表のキーが右側の表に存在しない場合、一致行が得ら
れます。このような副問合せのネストを外すと、桁違いのパフォーマンス向上が実現されます。次
に例を示します。
SELECT C.CUST_ID, C.CUST_FIRST_NAME, C.CUST_LAST_NAME
FROM CUSTOMERS C
WHERE C.CUST_ID NOT IN (SELECT ST.CUST_ID
FROM SALES_TRANSACTIONS_EXT ST
WHERE ST.UNIT_PRICE < 15);
列C.CUST_IDまたはST.CUST_IDがnullable（NULL値を取り得る）である場合、Oracle Database 10g
のオプティマイザでは、既存（通常）のアンチ結合を使用して副問合せのネストを外すことはでき
ません。したがって、実行計画は事実上のデカルト積になります。
Oracle Database 11gでは、null-aware（NULL認識）アンチ結合と呼ばれる新しいタイプのアンチ結合
が導入されました。NULL認識アンチ結合を使用すると、オプティマイザは副問合せのネストを外す
ことができるため、ネスト・ループ結合、ハッシュ結合、ソート・マージ結合を含む新しい結合方
法を使用できるようになります。この例では、11gの計画はハッシュ結合を使用していますが、実行
計画にはHASH JOIN RIGHT ANTI NAと表示されています。ここで、"NA"はNULL認識を意味しま
す。計画コストは 639 から 38 まで削減されています。
アップグレードに対する準備
データベース・アップグレードはどんなDBAにとっても非常に手ごわい作業です。データベースの
アップグレードに成功しても、さまざまなデータベース動作の変化という難関が待ち受けています。
潜在的な動作変化リストのトップに常に挙げられるのが、実行計画の変化です。これらの変化を素
早く検出し、パフォーマンス低下の可能性のある実行計画を修正するには、アップグレードを開始
する前に、以前の実行計画とオプティマイザ統計について十分に把握しておく必要があります。ま
た、本番システムをアップグレードする前に、新規リリースでのアプリケーション・テストを実行
する必要があります。
18
Oracle ホワイト・ペーパー - Oracle Database 10g から 11g へのアップグレード：オプティマイザ機能の詳細
既存の実行計画の取得
11gではSQL Plan Managementが導入されたため、アップグレード後に実行計画が変わらないという新
しい安全策が得られます。この安全策を最大限に活用するには、アップグレード前に既存の実行計
画を取得して、SPMにシードする必要があります。
SQL Tuning Setの使用
Oracle Diagnostics Packに含まれるSQL Tuning Setを使用できる場合、既存の 10g実行計画を取得する
にはこれが一番簡単な方法です。STSは、1 つ以上のSQL文とその実行統計、実行コンテキスト、お
よび現在の実行計画を含むデータベース・オブジェクトです。Oracle Database 10g Release 1 のSTSは
SQL文の実行計画を取得しないため、SPMに計画をシードすることはできません。計画を取得するの
は 10g Release 2 のSTSのみです。
はじめに、新規STSを作成する必要があります。実行するには、Oracle Enterprise Managerまたは
DBMS_SQLTUNEパッケージを使用します。ここではDBMS_SQLTUNEを使用します。
BEGIN
SYS.DBMS_SQLTUNE.CREATE_SQLSET (
sqlset_name => 'SPM_STS',
description => '10g plans');
END;
STSの作成が終わったら、次に移入を実行します。ワークロード・リポジトリや別のSTS、またはカー
ソル・キャッシュからSTSを移入できます。ここでは、SQL文とその実行計画をカーソル・キャッシュ
から取得します。このプロセスには 2 つの手順が含まれます。はじめに、指定したSQLをカーソル・
キャッシュから選択するREFカーソルを作成します（ここでは、SYS以外のすべてのSQL文）。次に、
このREFカーソルを使用してSTSを移入します。
DECLARE
stscur dbms_sqltune.sqlset_cursor;
BEGIN
OPEN stscur FOR
SELECT VALUE(P)
FROM TABLE(dbms_sqltune.select_cursor_cache(
eparsing_schema_name <> eeSYSfff,
null, null, null, null, 1, null, 'ALL')) P;
-- populate the sqlset
dbms_sqltune.load_sqlset(sqlset_name
=> 'SPM_STS',
populate_cursor => stscur);
END;
ストアド・アウトラインの使用
SQL Tuning Setを使用できない場合は、ストアド・アウトラインを使用して既存の実行計画を取得で
きます。ストアド・アウトラインの取得方法は 2 種類あります。CREATE OUTLINEコマンドを使用
して、1 つのSQL文ごとに手動で作成する方法と、実行する各SQL文に対して自動的にストアド・ア
ウトラインを作成する方法です。ストアド・アウトラインを自動生成するOracle機能を使用するには、
次の手順を実行します。
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Oracle ホワイト・ペーパー - Oracle Database 10g から 11g へのアップグレード：オプティマイザ機能の詳細
1.
新規セッションを開始し、次のコマンドを使用してストアド・アウトラインの自動取得を有
効化すると、明示的に無効化するまでの間に解析されるすべてのSQL文に対して、ストア
ド・アウトラインが自動取得されます。
SQL > ALTER SYSTEM set CREATE_STORED_OUTLINES=OLDPLAN;
注：ストアド・アウトラインを作成するユーザーにCREATE ANY OUTLINE権限が付与され
ていることを確認してください。この権限がない場合、ストアド・アウトラインは取得され
ません。
2.
次に、アプリケーションを実行するか、または手動でSQL文を発行して、ワークロードを実
行します。注：手動でSQL文を発行する場合、アプリケーションが使用する正確なSQLテキ
ストを使用してください。アプリケーションでバインド変数が使用される場合、手動でもバ
インド変数を使用する必要があります。
3.
重要なSQL文の実行を完了したら、次のコマンドを発行して自動取得機能を無効化します。
4.
必要なストアド・アウトラインを取得したことを確認するには、次のSQL文を実行します。
SQL > ALTER SYSTEM set CREATE_STORED_OUTLINES=false;
SQL> SELECT name, sql_text, category FROM user_outlines;
注：すべてのストアド・アウトラインにOLDPLANカテゴリが含まれることを確認します。
5.
実際のストアド・アウトラインは、OUTLNスキーマ内に格納されています。アップグレー
ドを実行する前に、バックアップとしてこのスキーマをエクスポートする必要があります。
exp outln/outln file=soutline.dmp owner=outln rows=y
注：インプレース・アップグレードを計画していない場合、STSまたはストアド・アウトラインを
Oracle Database 11gシステムへ移行する必要があります。
既存のオプティマイザ統計情報の取得
アップグレードを実行する前に、現在のオプティマイザ統計情報のセットを取得しておく必要があ
ります。アップグレードした後、システムが安定するまでの間はこの統計情報セットを使用します。
何らかの変更が発生した場合に診断しやすくするため、アップグレード中はできる限り変更を少な
くする必要があります。統計情報はオプティマイザにもっとも大きな影響を与えるため、アップグ
レード中にこれらの情報が変わらないよう注意します。統計情報のバックアップを維持するための
最善の方法は、DBMS_STATS.EXPORT_*_STATSを使用してオプティマイザ統計一式を統計表にエ
クスポートすることです。
はじめに、統計表を作成します。
BEGIN
DBMS_STATS.CREATE_STATS_TABLE('SYS','MY_STATS_TAB');
END;
/
20
Oracle ホワイト・ペーパー - Oracle Database 10g から 11g へのアップグレード：オプティマイザ機能の詳細
次に、重要なスキーマの統計情報をエクスポートし、10gの統計情報を識別できるようなstats_idを指
定します。
BEGIN
DBMS_STATS.EXPORT_SCHEMA_STATS(eSHf,'MY_STATS_TAB',f10g_statsf);
END;
/
最後に、万一の際のバックアップとして統計表をエクスポートします。
アプリケーションのテスト
アップグレードを実行する前に、Oracle Database 11gでアプリケーションを完全にテストすることが
絶対不可欠です。テストを実施することで、アップグレード後に何が変わる可能性があるかという
見通しが得られるとともに、安全策（SPM）をテストする機会が得られます。10gの実行計画を収集
する際、重要なSQL文を見逃す可能性は常にあります。必要なものすべてを取得するため、完全なア
プリケーション・テストを実行することが重要です。
アプリケーションで現在オプティマイザ・ヒントが使用されている場合、ヒントを使用せずにOracle
Database 11gでのアプリケーション・テストを実行することを推奨します。ヒントは通常、初期のバー
ジョンのオプティマイザで発生する制限や問題の回避策として、文やアプリケーションに追加され
ていました。最近のデータベース・リリースでは、ヒントを削除するとより良い実行計画が得られ
ることが多くあります。ヒントなしでテストを実行するためのもっとも簡単な方法は、アンダース
コア・パラメータの_OPTIMIZER_IGNORE_HINTSにTRUEを設定することです。
アップグレード前のチェックリスト
本番システムをOracle Database 11gへアップグレードする前に、将来的に比較対象が必要になった場
合に使用できる明確なベースラインを確保するため、次の情報を収集および保管しておく必要があ
ります。
1.
本番データベースからインスタンス全体のパフォーマンス統計情報を収集します（ピーク・ロー
ド時）。インスタンス・レベルのパフォーマンス統計情報には、次が含まれます。
a.
StatspackまたはAWRデータおよびレポート。1 時間ごとのレポートが少なくとも 7
日分必要です。AWRはデフォルトで 1 時間ごとにスナップショットを取得し、上位
のSQL文に対する実行計画を自動的に取得します。これらのレポートは 8 日間保存
されます。ただし、STATISTICS_LEVELパラメータまたは保存レベルを変更してい
る場合、少なくともアップグレードの 1 週間前にはこれらをデフォルトに戻す必要
があります。Statspackを使用している場合、セグメント統計や計画情報を収集でき
るように、レベル 7 のスナップショットを取得するように設定する必要があります。
b.
CPU、メモリ、IOを含むOS統計情報（sar、vmstat、iostatなど）。
21
Oracle ホワイト・ペーパー - Oracle Database 10g から 11g へのアップグレード：オプティマイザ機能の詳細
2.
ベースラインを取得する際、ビジネス上重要なすべてのトランザクションに加えて、月末処理
やよく使用される非定型問合せを実行していることを確認します。
3.
Statspack スキーマの所有者である PERFSTAT をエクスポートし、エクスポート・ファイルをバッ
クアップとして保管します。AWR を使用している場合、このステップは必須です。
4.
すべてのオプティマイザ統計情報を統計表にエクスポートし、バックアップとしてこの表をエ
クスポートします。
5.
init.ora ファイルのバックアップを作成します。
6.
現在の上位 SQL 文やアプリケーションで重要な SQL 文を含む、主要な文に対する実行計画を取
得します（詳しくは、記述の既存の実行計画の取得セクションを参照してください）。
アップグレード後の作業
ソフトウェア・アップグレードが完了したら、アプリケーションを再起動してユーザーがシステム
を使用する前に、アップグレード前に取得した 10gの実行計画をSQL Plan Managementに移入する必
要があります。10gの実行計画を使用してSPMにシードすることで、アップグレード前と同じ実行計
画がアプリケーションで引き続き使用されます。Oracle Database 11gで新しく検出された実行計画は、
この文に対する計画履歴に記録されますが、使用はされません。準備が整ったら、新しい計画を展
開して検証し、10gの計画よりもパフォーマンスが高い計画だけを実装します。
SQL Plan Managementへの 10g計画の移入
実行計画をSPMにバルク・ロードする方法には、次の 4 種類があります。
1.
特定のSQL Tuning Setに対して、実行計画を移入します
2.
ストアド・アウトラインから実行計画を移入します
3.
現在カーソル・キャッシュに格納されている実行計画を使用します
4.
ステージング表から既存のSQL計画ベースラインをアンパックします
計画をどこからバルク・ロードしたかに関係なく、各計画は自動的に承認され、新しいSQL計画ベー
スラインが作成されるか、または既存ベースラインに追加されます。アップグレード中は、最初の 3
つのオプションを使用して計画をバルク・ロードする可能性が高いでしょう。ここからは、これら 3
つのオプションについて詳しく説明していきます。ステージング表からSQL計画ベースラインをアン
パックする方法について、詳しくは『Oracle Databaseパフォーマンス・チューニング・ガイド』の第
15 章を参照してください。
22
Oracle ホワイト・ペーパー - Oracle Database 10g から 11g へのアップグレード：オプティマイザ機能の詳細
SQL Tuning Setを使用したバルク・ロード
PL/SQLプロシージャのDBMS_SPM.LOAD_PLANS_FROM_SQLSET、またはOracle Enterprise Manager
を使用して、STSからSPMへ実行計画をバルク・ロードできます。
SQL> Variable cnt number
SQL> execute :cnt := DBMS_SPM.LOAD_PLANS_FROM_SQLSET( sqlset_name => 'SPM_STS');
図 3. STSによるSPMへのシードを使用したアップグレード
ストアド・アウトラインを使用したバルク・ロード
Oracle Database 11g Release 2 では、DBMS_SPM.MIGRATE_STORED_OUTLINEまたはOracle Enterprise
Managerを使用して、1 つ以上のSQL文に対するストアド・アウトラインをSQL計画ベースラインに
移行できます。アウトライン名、SQLテキスト、またはアウトライン・カテゴリに基づいて移行する
ストアド・アウトラインを指定することも、システム内のすべてのストアド・アウトラインをSQL
計画ベースラインに移行することもできます。
SQL> variable report clob;
-- 名前で指定した 1 つのストアド・アウトラインを移行
SQL> exec :report:=DBMS_SPM.MIGRATE_STORED_OUTLINE(
attribute_name=>'OUTLINE_NAME',
attribute_value => 'stmt01');
-- すべてのストアド・アウトラインを移行
SQL> exec :report:=DBMS_SPM.MIGRATE_STORED_OUTLINE(
attribute_name=>'ALL');
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Oracle ホワイト・ペーパー - Oracle Database 10g から 11g へのアップグレード：オプティマイザ機能の詳細
カーソル・キャッシュを使用したバルク・ロード
文に対する実行計画をカーソル・キャッシュから直接SPMにロードできます。またモジュール名、
スキーマ、またはSQL_IDにフィルタを適用すると、取得するSQL文またはSQL文のセットを特定で
きます。 PL/SQL プロシージャの DBMS_SPM.LOAD_PLANS_FROM_CURSOR_CACHE または Oracle
Enterprise Managerを使用して、計画をロードします。アップグレード前に一部、または全部の文に対
する計画を取得できなかった場合、カーソル・キャッシュから直接計画をロードする方法が極めて
有効です。
OPTIMIZER_FEATURES_ENABLEパラメータの値をアップグレード前に使用していた 10gバージョ
ンに設定すると、アップグレード前と同じ実行計画を回復できます。これらの 10gバージョンの実行
計画をカーソル・キャッシュから取得することで、OPTIMIZER_FEATURES_ENABLEを 11gバージョ
ンに設定する前に、SPMに 10gバージョンの計画をシードできます。ここでは、10gで使用していた
ものと同じオプティマイザ統計を使用する必要があることに注意してください。すべての 10gバー
ジョンの計画が取得されるまで、統計は再収集されません。
図 4. カーソル・キャッシュを使用した 10g計画の取得によるアップグレード
SQL計画ベースラインの使用の確認
アップグレード前の計画がSPMにシードされた後で実行計画のNoteセクションを参照すると、新し
く作成されたSQL計画ベースラインが使用されていることを確認できます。SQL計画ベースラインが
使用されている場合、Noteセクションに"SQL plan baseline XXXXX used for this statement"と表示され
ます。
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Oracle ホワイト・ペーパー - Oracle Database 10g から 11g へのアップグレード：オプティマイザ機能の詳細
SQL>
2
3
4
5
explain plan for
SELECT *
FROM sh.sales
WHERE quantity_sold > 40
ORDER BY prod_id;
Explained.
SQL> SELECT * FROM table(dbms_xplan.display(null, null, 'basic +note'));
PLAN_TABLE_OUTPUT
----------------------------------------------------------------Plan hash value:1421641795
-------------------------------------| Id | Operation
| Name |
-------------------------------------| 0 | SELECT STATEMENT
|
|
| 1 | SORT ORDER BY
|
|
| 2 | PARTITION RANGE ALL|
|
| 3 |
TABLE ACCESS FULL | SALES |
-------------------------------------Note
------ SQL plan baseline "SQL_PLAN_2kgpw0an1uph654bc8843" used for this
statement
アップグレード後のオプティマイザ統計情報の処理
アップグレードの終了後、システムが安定するまでは 10gの統計情報を使用します。アップグレード
の後で最初に統計情報を収集するまでの間は、パーティション化されたすべての表に対して増分統
計を有効化しておく必要があります。これにより、パーティション・レベルの統計情報を使用して、
パーティション化された表に対するグローバル統計を生成できるため、大きな表の統計情報を収集
するためにかかる時間を大幅に短縮できます。
BEGIN
DBMS_STATS.SET_GLOBAL_PREFS('INCREMENTAL','TRUE');
END;
予防的措置として、一時的にすべてのオブジェクトに対して保留統計を有効化します。こうするこ
とで、新しい統計情報を公開し、本番環境で使用し始める前に、テストを実施する機会が得られ
ます。
BEGIN
DBMS_STATS.SET_GLOBAL_PREFS('PENDING','TRUE');
END;
25
Oracle ホワイト・ペーパー - Oracle Database 10g から 11g へのアップグレード：オプティマイザ機能の詳細
これで、11gの統計情報を収集する準備が整いました。いずれのパラメータ値も指定しないことで、
デフォルト値が使用されます。この場合、自動的に新しい統計アルゴリズムが適用されます。収集
されたすべての統計情報は保留状態で保管されるため、現在の環境に影響を与えることなくテスト
を実施できます。
BEGIN
DBMS_STATS.GATHER_SCHEMA_STATS('SH');
END;
別の方法として、本番システムからエクスポートした保留統計をテスト・システムにインポートし、
その影響を公開前にテストすることもできます。保留統計をエクスポートするには、EXPORT_
PENDING_STATSプロシージャを使用します。
BEGIN
DBMS_STATS.EXPORT_PENDING_STATS(c);
END
このリリースでは、OPTIMIZER_USE_PENDING_STATISTICSパラメータをTRUEに変更すると、
セッション・レベルで保留統計を適用して重要なSQL文をテストできます。パラメータを変更した後
は、このセッション内で発行されたすべてのSQL文に対して、保留統計が使用されます。
ALTER SESSION set optimizer_use_pending_statistics=TRUE;
最終的に 11gの統計情報を検証し終わったら、保留統計を無効化して新しい統計情報を公開します。
BEGIN
DBMS_STATS.SET_GLOBAL_PREFS('PENDING','FALSE');
END
BEGIN
DBMS_STATS.PUBLISH_PENDING_STATS();
END
アップグレード後のチェックリスト
Oracle Database 11gへのアップグレードが問題なく終了し、アプリケーションの稼働を再開したら、
パフォーマンスの問題や計画の劣化が発生していないことを確認するため、環境を注意深く監視す
る必要があります。次に、その具体的な方法を簡単に説明します。
1.
Oracle Diagnostic Packのライセンスを持っていない場合、Statspackのインストールまたはアッ
プグレードを実行し、レベルを 7 に設定します。アップグレードする場合は、Statspackの指
示に従います。
2.
Statspackのスナップショット・スケジュールを 1 時間ごとに設定します。こうすることで、
11g環境でコストのかかっているSQLがStatspackによって取得されます。Diagnostic Packのラ
イセンスを保有している場合、AWRレポートを使用できます。このレポートは自動的に毎時
間生成されます。
3.
Statspackレポートと一致するタイミングでOS統計情報を取得します。
26
Oracle ホワイト・ペーパー - Oracle Database 10g から 11g へのアップグレード：オプティマイザ機能の詳細
4.
StatspackまたはAWRレポートを使用して、コストのかかっているSQL（上位SQL）を特定し
ます。これらのSQL文を、アップグレード前の上位SQL文と比較します。これらが一致しな
い場合、原因を調査する必要があります。
a.
アップグレード前のインスタンスを使用できる場合、両方のインスタンス（10gと
11g）でもとのトランザクションを実行して、実行計画、バッファ取得、CPU時間、
合計経過時間を比較します。
b.
アップグレード前のインスタンスを使用できない場合、PERFSTATスキーマのエク
スポート（アップグレード前のチェックリストで取得したもの）を使用して、SQL
文とその実行計画を探します（sprepsql.sqlスクリプトを使用）。
5.
最適でない計画の根本原因を特定し、修正措置を講じます。考えられる修正措置には、異な
るパラメータ設定を使用した統計情報の再収集、SQL Tuning Advisorの使用、索引の作成、
SQL Profileの作成、オプティマイザ・ヒントの使用、既知のバグの調査、SRの記録などがあ
ります。
パフォーマンスの低下したSQL文の修正
10gの実行計画を記録する際に不足していたSQL文があったり、新規モジュールがロールアウトされ
てパフォーマンスの低いSQL文が見つかったりするという可能性は常にあります。このような場合、
パフォーマンスの低下したSQL文を修正する必要があります。このSQL文に対してすでに良いアイ
ディアがある場合を除いて、問題の原因を調査する必要があります。ここでは、パフォーマンスの
低下したSQL文を修正するための各種方法について説明します。
SQL文で使用されている統計情報の調査
SQL文の実行計画が最適でない場合、最初に確認する必要があるのはこの文に対して使用されている
統計情報です。統計情報はオプティマイザにもっとも大きな影響を与えるとともに、全体的なデー
タが変わるにつれて時間とともに変化する側面を持ちます。
最初に調査する必要があるのは、問合せで使用されているすべてのオブジェクトに対して正確かつ
最新の統計情報が収集されているかどうかという点です。Oracle Database 10g以降、パラメータ
OPTIMIZER_MODEはデフォルトでALL_ROWSに設定されています。これはつまり、常にコストベー
ス・オプティマイザが使用され、統計情報を持たないオブジェクトの統計情報は、動的サンプリン
グを使用してハード解析時に収集されることを意味します。動的サンプリングは既存の統計情報に
追加するためには優れた方法ですが、統計情報自体の代わりとしては有効に機能しません。動的サ
ンプリングが使用されている場合、計画のNoteセクションにその旨が表示されます。
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Oracle ホワイト・ペーパー - Oracle Database 10g から 11g へのアップグレード：オプティマイザ機能の詳細
統計情報が最新かつ正確である場合、現実世界でのデータ間の関係や、WHERE句に含まれる列に関
数が定義されていることが原因となって最適でない計画が使用されている可能性があります。この
ような状況に対しては、11gで新たに拡張された統計機能を使用して対応できます。
SQL Tuning Advisorの使用
パフォーマンスの低いSQL文に対してSQL Tuning Advisorを起動すると、オプティマイザがSQL文の
問題を分析し、解決策を推奨します。チューニング・プロセスは完全にコストベースで実行される
ため、このSQL文に対する過去の実行統計が考慮され、この文に対するオプティマイザ設定がカスタ
マイズされます。また、通常の統計情報と合わせて補足情報も収集されます。推奨事項は、以下の
カテゴリに分類できます。
統計分析：問合せに含まれる各オブジェクトの統計情報が欠落しているか、または古くなっている
かどうかを調べて、必要に応じて、関連する統計情報を収集するための推奨事項を提示します。
SQLプロファイリング：オプティマイザによって使用された初期のカーディナリティ見積りをチェッ
クし、すべての見積りエラーを排除するための補足情報を収集します。見積りに不足があることや、
補足情報を使用してパフォーマンスがより良い実行計画が生成されることが分かったら、補足情報
を使用するSQL Profileが生成され、エンドユーザーはこれを作成するよう推奨されます。
アクセス・パス分析：オプティマイザは、問合せの中にある各表へのアクセス時間を大幅に改善す
るために新しい索引が使用できるかどうかを調べて、該当する場合は、このような索引を作成する
ための推奨事項を提示します。
SQL構造分析：オプティマイザは、不適切な計画の原因となっているSQL文の特定を試み、計画を再
構築するための関連する推奨事項を提示します。
SQL Repair Advisorの使用
調査しているSQL文で重大なエラー（ORA-600）が発生した場合、SQL Repair Advisorを実行します。
SQL Repair Advisorを起動するには、Oracle Enterprise ManagerのProblem Detailsページを使用するか、
DBMS_SQLDIAG.CREATE_DIAGNOSIS_TASKSプロシージャを使用します。SQL Repair Advisorは
SQL文を調査し、重大なエラーを招かない別の実行計画が見つかるかどうかを確認します。そのよう
な計画が見つかった場合、この文に対してSQLパッチを適用するよう推奨されます。このパッチを受
け入れると、重大なエラーを発生させずにSQL文を実行できますが、この実行計画がもっともパ
フォーマンスの良い計画であるとは限りません。したがってOracle Supportにサービス・リクエスト
を登録し、正式な修正プログラムを入手したらこのSQLパッチを削除する必要があります。
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Oracle ホワイト・ペーパー - Oracle Database 10g から 11g へのアップグレード：オプティマイザ機能の詳細
図 5. SQL Repair Advisorを使用して、パフォーマンス低下を招くSQLを修正する際のワークフロー
ヒントおよびSPMの使用
少ないケースですが、パフォーマンスの低下したSQL文を修正するためにヒントを追加する必要があ
る場合があります。しかし、サード・パーティ・アプリケーションの場合、文にヒントを追加でき
ない可能性があります。また、SQL Plan Managementで自動計画取得を有効化している場合、もとの
SQL文ではなく修正された（ヒントを追加した）文に対して、新しいSQL計画ベースラインを作成す
ることになります。ほとんどの場合、もとのSQL文の計画履歴に対してこのヒント付き計画を追加す
る方が適切です。次の簡単な手順を実行するだけで、SPMを使用してヒントを含む実行計画を取得
し、ヒントを含まないSQL文にこの計画を関連付けることができます。
はじめに、ヒントを含まないSQL文に対するSQL計画ベースラインを取得します。
1.
SQL 計画ベースラインの取得を開始できるように、SQL*Plus セッションでヒントを含まない
SQL 文を実行します。
SQL> SELECT prod_name, SUM(amount_sold)
FROM Sales s, Products p
WHERE s.prod_id=p.prod_id
AND
prod_category = :ctgy
GROUP BY prod_name;
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Oracle ホワイト・ペーパー - Oracle Database 10g から 11g へのアップグレード：オプティマイザ機能の詳細
2.
次に、この文の SQL_ID を V$SQL ビューから見つけます。
SQL> SELECT sql_id, sql_fulltext
FROM V$SQL
WHERE sql_text LIKE '%SELECT prod_name, SUM(%';
SQL_ID
-------------74hnd835n81yv
chj6q8z7ykbyy
3.
SQL_FULLTEXT
-------------------------------------select SQL_ID, SQL_FULLTEXT from v$SQL
SELECT PROD_NAME, SUM(AMOUNT_SOLD)
この SQL_ID を使用して、この文に対する SQL 計画ベースラインを作成します。
SQL> variable cnt number;
SQL> EXECUTE :cnt :=DBMS_SPM.LOAD_PLAN_FROM_CURSOR_CACHE(
sql_id=>'chj6q8z7ykbyy');
4.
取得した計画は最善の計画ではないため、無効化する必要があります。この計画を無効化する
には、SQL_HANDLE および PLAN_NAME が必要になります。これらの値は、DBA_SQL_PLAN_
BASELINE ビューから確認できます。
SQL> SELECT sql_handle, sql_text, plan_name, enabled
FROM dba_sql_plan_baselines;
SQL_HANDLE
SQL_TEXT
PLAN_NAME
ENABLE
------------------------ -------- ----------- ------------------------------- --SYS_SQL_bf5c9b08f72bde3e SELECT PROD_NAME,SUM SQL_PLAN_byr4v13vkrrjy42949306 YES
5.
DBMS_SPM.ALTER_SQL_PLAN_BASELINE を使用して、この不適切な計画を無効化します。
SQL> variable cnt number;
SQL> exec :cnt :=DBMS_SPM.ALTER_SQL_PLAN_BASELINE(
SQL_HANDLE =>
'SYS_SQL_bf5c9b08f72bde3e',
PLAN_NAME =>
'SQL_PLAN_byr4v13vkrrjy42949306',
ATTRIBUTE_NAME => 'enabled',
ATTRIBUTE_VALUE => 'NO');
SQL> SELECT sql_handle, sql_text, plan_name, enabled
FROM dba_sql_plan_baselines;
SQL_HANDLE
SQL_TEXT
PLAN_NAME
ENABLE
------------------------ -------------------- ------------------------------- --SYS_SQL_bf5c9b08f72bde3e SELECT PROD_NAME,SUM SQL_PLAN_byr4v13vkrrjy42949306 NO
6.
次に、必要なヒントを使用して SQL 文を修正し、修正した文を実行します。
SQL> SELECT /*+ INDEX(p) */ prod_name, SUM(amount_sold)
FROM Sales s, Products p
WHERE s.prod_id=p.prod_id
AND
prod_category = :ctgy
GROUP BY prod_name;
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Oracle ホワイト・ペーパー - Oracle Database 10g から 11g へのアップグレード：オプティマイザ機能の詳細
7.
ヒントを含む SQL 文の SQL_ID および PLAN_HASH_VALUE を、V$SQL ビューから見つけます。
SQL> SELECT sql_id, plan_hash_value, fulltext
FROM V$SQL
WHERE sql_text LIKE '%SELECT /*+ INDEX(p) */ prod_na%';
SQL_ID
------------9t5v8swp79svs
djkqjd0kvgmb5
8.
PLAN_HASH_VALUE
SQL_FULLTEXT
-------------- ------------- --------------3262214722
select SQL_ID, SQL_FULLTEXT from v$SQL
3074207202
SELECT /*+ INDEX(p) */ PROD_NAME,
修正した計画の SQL_ID と PLAN_HASH_VALUE を使用し、修正した計画を元の文の SQL_
HANDLE に関連付けることで、元の SQL 文に対して新しい承認済み計画を作成します。
exec :cnt:=dbms_spm.load_plans_from_cursor_cache(
sql_id => 'djkqjd0kvgmb5',
plan_hash_value => 3074207202,
sql_handle => 'SYS_SQL_bf5c9b08f72bde3ee);
結論
Oracle 7.0 でコストベース・オプティマイザ（CBO）が導入されて以来、CBOとそれを支える統計情
報は多くの人々を引きつけてきました。また長い間、CBOの内部は未知の領域であり、CBOを使い
こなすには高度な技術が必要であると考えられていました。Oracle Database 11gでは、CBOの有効性
と使いやすさが大幅に向上しています。もっとも注目すべき点として、SQL Plan Managementが導入
されたことで、新しい実行計画によってパフォーマンスが低下した場合も、アップグレード前に存
在していた実行計画だけをオプティマイザが使用できるようになりました。これにより、データベー
ス・アップグレードという手ごわい作業が大幅に簡素化されました。
このリリースでのCBOとその統計情報に対する変更について詳しく説明することで、転ばぬ先の杖
として、これらの機能を取り巻く不可解な部分が少しでも解消されるよう期待します。
31
Oracle Database 10gから 11gへの
アップグレード：オプティマイザ機能の
詳細
2009 年 11 月
著者：Maria Colgan
Oracle Corporation
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