1. Welcome to the Real World
‘Real’means simply electrical signals on a computer
Oracle Corporation Japan
Yohei AZEKATSU

2. 日
本
オ
ラ
ク
ル
株
式
会
社
畔
勝
洋
平
blog:
http://d.hatena.ne.jp/yohei-a/
twitter: yoheia

3. 検
証
環
境

4. 本日は、ちょっと変わった視点から
Oracle Database を見てみたいと思います

5. “We’re just ordinary people who apply the scientific
method to the things we can observe and measure”
Author: Jonathan Lewis
Technical reviewer: Tanel Poder
出典：Oracle Core: Essential Internals for DBAs and Developers

6. Oracle Database のアーキテクチャ
出典：Oracle Database Concepts 11g Release 2 (11.2) Part Number E25789-01

7. Oracle Database の世界へ

8. $ sqlplus neo/follow_the_white_rabbit
SQL*Plus: Release 11.2.0.2.0 Production on Tue Oct 16 09:56:00 2012
Copyright (c) 1982, 2010, Oracle. All rights reserved.
Connected to:
Oracle Database 11g Enterprise Edition Release 11.2.0.2.0 - Production
With the Partitioning, OLAP, Data Mining and Real Application Testing options
SQL>

9. SQL> create table agent(id number(10),name char(10));
Table created.
SQL> begin
for i in 1..10000000 loop
insert into agent(id, name) values(i, 'smith');
end loop;
end;
/ 2 3 4 5 6
PL/SQL procedure successfully completed.
SQL> commit;
Commit complete.
SQL>

10. SQL> set autotrace on
SQL> alter session set events '10046 trace name context forever, level 12';
Session altered.
SQL> select count(1) from agent;
COUNT(1)
----------
1000000
Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2571700340
--------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Cost (%CPU)| Time |
--------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 789 (1)| 00:00:10 |
| 1 | SORT AGGREGATE | | 1| | |
| 2 | TABLE ACCESS FULL| AGENT | 873K| 789 (1)| 00:00:10 |
--------------------------------------------------------------------

11. $ tkprof orcl_ora_3331.trc orcl_ora_3331_tkprof.txt
$ less orcl_ora_3331_tkprof.txt
…
SQL ID: guxtdnm3w68gr Plan Hash: 2571700340
select count(1)
from
agent
…
Elapsed times include waiting on following events:
Event waited on Times Max. Wait Total Waited
---------------------------------------- Waited ---------- ------------
SQL*Net message to client 2 0.00 0.00
Disk file operations I/O 1 0.00 0.00
asynch descriptor resize 2 0.00 0.00
direct path read 97 0.00 0.03
SQL*Net message from client 2 0.00 0.00

12. 待
機
イ
ベ
ン
ト
と
は
？

13. 誰
が 待
何 機
を 。
待 待
つ つ
の 。
か
？

14. サーバープロセスが
1. OSカーネル
2. Oracle Database の他のプロセス
を待つ

15. Oracle Database
他のプロセスを待つ サーバープロセス
サーバー
バックグラウンドプロ
プロセス
セス
暇なのでOSカーネルが起こしてくれるのを
待つ
ネットワーク通信でデータが届いてOS
カーネル
が起こしてくれるのを待つ
OSカーネルに処理を依
頼して終わるのを待つ
OSカーネル
システム 割込み
コール ハンドラ
ハードウェア
HDD NIC

16. 乱暴に言うと、”direct path read” はOS
カーネルがディスクからデータの読み出しを
待つこと

17. Oracle Database enqueue
latch, mutex
log file sync サーバープロセス
サーバー
バックグラウンドプロ
プロセス
セス
direct path read
db file scattered
read
db file sequential
read
OSカーネル
システム 割込み
コール ハンドラ
ハードウェア
HDD NIC

18. ITシステムの開発プロジェクトで、要件定
義、設計、開発、テストなどの工程で工数を
管理するのと同じように、 Oracle Database
は何にどれだけ時間を使ったか記録している

19. 「推測するな、計測せよ」
by ロバート・C・パイク
出典：Cプログラミングに関する覚え書き（Notes on Programming in C）

20. 「汝の時間を知れ」
「成果をあげる者は仕事からスタートしない。時間からス
タートする」
by P.F.ドラッカー
出典：経営者の条件（The Effective Executive）

21. 外の世界から見てみる

22. strace コマンドでサーバープロセスから発行
されたシステムコールを調べる
$ strace -tt -o strace.log -p 3331

23. $ ls -l /proc/3331/fd
...
lrwx------ 1 oracle oracle ... 257 users01.dbf
lrwx------ 1 oracle oracle ... 258 temp01.dbf
$ grep 'direct path' orcl_ora_3331.trc|head -5
WAIT #5597196: nam='direct path read' ela= 233 ...tim=1350521557206427
WAIT #5597196: nam='direct path read' ela= 211 ...tim=1350521557206820
WAIT #5597196: nam='direct path read' ela= 632 ...tim=1350521557208596
WAIT #5597196: nam='direct path read' ela= 225 ...tim=1350521557210469
WAIT #5597196: nam='direct path read' ela= 203 ...tim=1350521557213599
$ grep 'pread64(257' strace.log|head -5
17:52:37.206294 pread64(257, ..., 40960, 26632192) = 40960
17:52:37.206677 pread64(257, ..., 65536, 26738688) = 65536
17:52:37.208032 pread64(257, ..., 122880, 26812416) = 122880
17:52:37.210311 pread64(257, ..., 122880, 182657024) = 122880
17:52:37.213464 pread64(257, ..., 122880, 182788096) = 122880

24. $ grep 'direct path read' orcl_ora_3331.trc|wc -l
97
$ grep 'pread64(257' strace.log|wc -l
97

25. Oracle Database enqueue
latch, mutex
log file sync サーバープロセス
サーバー
バックグラウンドプロ
プロセス
セス
direct path read
db file scattered
read
db file sequential
read
OSカーネル pread64()
システム 割込み
コール ハンドラ
ハードウェア
HDD NIC

26. シ
ス
テ
ム
コ
ー
ル
と
は
？

27. 「システムコール」とは「カーネルに仕事を
依頼する方法」を指す。
OSではプログラムを安全に実行するために、
プロセッサの提供する機能を使用して「特権
モードで動作するカーネル」と、「非特権
モードで動作するそれ以外のプログラム」と
いうように「カーネル」と「それ以外のプロ
グラム」をそれぞれ実行する世界を分けてい
る。
出典：

28. システムコールのおかげで、ディスクI/O、ネットワーク通信などハード
ウェアの制御が必要な処理を、ハードウェアを意識せずに安全に行うこと
ができる
ユーザー空間
アプリケーション
カーネル空間
システムコールを システムコール
発行するとアプリ メモリ
ケーションの実行
状態等の情報がレ
ジスタからメモリ
に退避され、カー
ネルのコードが ハードウェア
ロードされて（コ
ンテキストスイッ
チ）実行される。
HDD NIC

29. ユ
ー
ザ アプリケーション
ー
空 glibc
間
カ sys_pread64
ー
上から順番に ネ
ル VFS
CPUで命令が 空
実行される 間 ファイルシステム
汎用ブロック層
メモリ
I/Oスケジューラ
デバイスドライバ
ハードウェア
HDD NIC

30. システムコールの先を捕まえる

31. crash コマンドでカーネルのコールスタック
を見る
# crash
crash> set scroll off
crash> repeat bt -l 3331

32. #0 [e2694a6c] schedule at c061d348
/usr/src/debug/kernel-2.6.18/linux-2.6.18.i686/kernel/sched.c: 2056
#1 [e2694ae4] io_schedule at c061d9f9
/usr/src/debug/kernel-2.6.18/linux-2.6.18.i686/kernel/sched.c: 4879
#2 [e2694af0] sync_buffer at c04788c6
/usr/src/debug/kernel-2.6.18/linux-2.6.18.i686/fs/buffer.c: 67
#3 [e2694af4] __wait_on_bit at c061dbd2
/usr/src/debug/kernel-2.6.18/linux-2.6.18.i686/kernel/wait.c: 169
#4 [e2694b0c] out_of_line_wait_on_bit at c061dc57
/usr/src/debug/kernel-2.6.18/linux-2.6.18.i686/kernel/wait.c: 182
#5 [e2694b44] __wait_on_buffer at c0478843
include/linux/wait.h: 434
#6 [e2694b50] __bread at c04799d6
include/linux/buffer_head.h: 318
#7 [e2694b58] ext3_get_branch at f8882927
#8 [e2694b78] ext3_get_blocks_handle at f8882ba4 ファイルシステム
#9 [e2694c34] ext3_get_block at f888369b
#10 [e2694c6c] do_mpage_readpage at c0495a48
...
#20 [e2694f8c] vfs_read at c0476536 VFS
/usr/src/debug/kernel-2.6.18/linux-2.6.18.i686/fs/read_write.c: 264
#21 [e2694fa4] sys_pread64 at c0476a4f sys_pread64
/usr/src/debug/kernel-2.6.18/linux-2.6.18.i686/fs/read_write.c: 393
#22 [e2694fb8] system_call at c0404f10 pread64

33. 全てはCPU命令

34. crash> set 3331
PID: 3511 TASK: f58c3550 CPU: 0 COMMAND: "oracle"
#0 [e70b4e90] schedule at c061d348
#1 [e70b4f08] pipe_wait at c0481408
#2 [e70b4f28] pipe_readv at c0481b16
#3 [e70b4f74] pipe_read at c0481ba2
#4 [e70b4f84] vfs_read at c0476536
#5 [e70b4f9c] sys_read at c0476981
#6 [e70b4fb8] system_call at c0404f10
EAX: ffffffda EBX: 00000009 ECX: 117efa5e EDX: 00002010
DS: 007b ESI: 117e6c28 ES: 007b EDI: bf923454
SS: 007b ESP: bf923414 EBP: bf923434
CS: 0073 EIP: 00c05402 ERR: 00000003 EFLAGS: 00000246
crash> dis e70b4fb8 10
dis: WARNING: e70b4fb8: no associated kernel symbol found
0xe70b4fb8: pop %ss
0xe70b4fb9: dec %edi
0xe70b4fba: inc %eax
ニーモニック、アセンブラコード
0xe70b4fbb: rorb $0x0,(%ecx)
0xe70b4fbe: add %al,(%eax)
0xe70b4fc0: pop %esi コンピュータが実行可能な機械語(マ
0xe70b4fc1: cli シン語)のプログラムを、人間が理
0xe70b4fc2: jle 0xe70b4fd5 解・記述しやすいように簡略化した英
0xe70b4fc4: adc %ah,(%eax) 単語や記号の組み合わせに置き換えた
0xe70b4fc6: add %al,(%eax) もの

35. Free your mind

36. ご
清
聴
あ
り
が
と
う
ご
ざ
い
ま
し
た

37. 最新書籍情報

38. Amazonベストセラー商品ランキング
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