数据库运维工具化：一切从“简”，只为DBA更轻松
众所周知，数据库的运维既是个技术活儿也是个苦差事，不仅要有广阔的知识面，强大的技术能力，对主机、存储、网络、操作系统也最好样样精通，而且还要会写SQL、shell、最好连Java也能拿下…同时，还需要拥有超强的耐心、谨慎的态度以及强健的体魄。
今天【DBA+社群】联合发起人邹德裕老师将告诉你如何让数据库运维简单化，如何减轻DBA的工作量及压力，提升效率，并且可以拥有更多时间去思考。
目录：
如何简单化
OraZ之路
OraZ后续计划开发或扩展功能
一如何简单化
1、第一个运维工具：ora
2008年刚进公司转做专职DBA，发现DBA竟然比以前干程序员还苦逼，通宵施工如家常便饭，而且有大量的重复工作。当时每个dba在共享服务器上都有自己的脚本集，每当应用侧有任何异动DBA们就找到自己的脚本集文件，然后替换条件复制粘贴执行，遇到没找到的就一顿狂敲键盘输SQL。特别是在遇到大故障时，身后便会围着一群人，有各方领导，还有开发商，里外好几层。那可真是令人抓狂，因为做过几年的开发，我便想，为何不做一个shell程序，统一入口，只要传入参数即可。于是我开发了第一个简单的Oracle运维工具，当时脚本集就叫ora。这个工具后来在运维团队不断被完善、扩散，至今仍在使用。
Ora脚本集的优点：
让日常监控、维护操作等标准化。
减少出错机会，提高效率。
让DBA从容应对故障应急。
缺点也是明显的，正是有了这个工具，现在很多DBA们到了非驻场的服务现场就不会写SQL了。（怪我喽…）
2、智能HANG分析
在运维期间碰到系统常发生HANG，当数据库发生在争夺内核级别的资源时，比如Latch等，在11G之前oracle不能自动的检测并处理这种死锁。这时候需用Hanganalyze工具dump资源持有的相互关系。当二线DBA到场时已基本Hang死，或无法登陆，即使能做出dump trace也无法反映真实原因。
另外分析trace定位堵塞源也要一定时间。所以分析出结果时往往应用已中断。既然hang住后要重启或终止掉所有前台发起数据库进程才能解决，何不在hang开始初期就发起自动hang分析，识别引起hang的源头，记录相关信息，终止源头。
具体过程如下：
1．通过等待事件识别Hang症状
2．根据上一步骤判断触发搜集hanganalyze
3. 分析hang的dump信息，并确认是否存在hang
4. 识别hang的源头记录相关信息并解决hang问题
这是我编写的第二个程序（由于该程序已申请了专利，代码在此就不分享了）。
注：在Oracle 11g 11.2.0.2版本发布后，其新特性中才出现了hang 管理器(Hang Manager)
HM配置参数（开启后会根据配置终止实例或进程，请谨慎使用）：
3、小结
后面还有长事务、二阶段事务（DX锁）分析、自动生命周期管理、自动优化调度分析、自动巡检工具、离线巡检工具等等。如果你能把你日常需求做的工作工具化或自动化了，DBA就不是一个苦差活了。你也就有更多时间用来研究更深层次的技术了。
我只是一个会写程序却不安分的“懒”DBA。
二OraZ之路
至此越来越想做一个较为完整，能帮助DBA的工具。该工具将运行SQL查询视图监控数据库的性能，识别数据库存在的隐患。
数据库的运维工作包括部署安装、性能优化、备份容灾、故障恢复、预防性巡检等工作。这几个方面都存在不少重复度高、工作量大的任务，有的甚至还可以并行处理，这些都是该工具需解决的目标。
1、运行需求?
Oraz是基于JDBC+SSH的JAVA应用，监测和分析数据库实例活动，系统要求是相当简单，只需jdbc能连接上数据库即可，该工具不会安装任何额外软件在你的服务器和终端上。
2、Oraz目前能做什么
· 有关数据库和实例的一般信息。
· 有关数据库结构和数据存储的详细信息: 表空间，数据库文件重做日志、 归档的日志等。表空间/数据文件使用情况和可用空间
· 内存信息: SGA/PGA 组件和大小，共享的池和缓冲区缓存统计数据。
· 实例活动洞察-CPU消耗、 等待事件、 顶级的会话、 顶级SQL语句等。
· 会话信息-活动会话，排在前面的会话等。
· 顶尖的 SQL 语句和有关每个语句包括语句活动、 执行统计信息、 资源消耗、 执行计划、 版本等详细的信息。
· Oracle 数据库全系统统计信息、 操作系统统计、 指标和时间模型。
3、DBA日常运维之巡检
规避系统风险运维自动化体系形成之前，我们DBA的日常例行工作在总工作量中占比较高，很消耗人力，员工疲于奔命但工作效率不高，也很容易出差错。自动化平台把我们的员工从繁琐的常规工作中解放出来，更专注于做架构优化之类的有创造性的工作，效率也有了进一步的改善。
每日检查是工程师上班的第一件事，通过脚本来进行，脚本输出仅提示异常部分，检查内容例如：
等，编写对应查询SQL，再通过JDBC访问远程服务器获取该值进行判断：
SELECT owner, constraint_name, table_name, status
FROM all_constraints
WHERE owner = '&OWNER' AND status = 'DISABLED' AND constraint_type = 'P';
建立如360式的一键体检方式：
通过该体检功能可快速检测数据库问题；目前该巡检暂不支持自定义，可以考虑建立可通过saas平台分享的自定义巡检项。
4、实例活动洞察
实例活动洞察分析功能当前已同步发布更新，在很多情况下，当数据库发生性能问题的时候，我们是来不及收集足够的诊断信息的。或者收到告警，甚至问题发生的时候DBA根本不在场。这给我们诊断问题带来很大的困难。那么在这种情况下，我们是否能在事后收集一些信息来分析问题的原因呢。
Oracle重器oem，而Top Activity功能是使用最为频繁的功能点：
指定时段内的顶级消耗、会话等一目了然。上图中负载均以Average Active Sessions（AAS）平均活动会话进行计算。
每一个会话执行过程如下：
而每一个语句在执行过程又可以分解为不同活动时间: CPU执行中、等待IO或其它资源中，即可分为CPU、IO、Wait
当有多个会话连接到库，并活动时：
通过时间片段来看同一时刻有多少会话处于活动状态，该值为AAS值。以相同方法以sql语句维度统计该时刻活动，则找出顶级活动SQL，同样可以计算顶级活动program、user、会话等待。
由于DB Time=某一时段时间总和，故顶级活动SQL即为TOPSQL，所以AAS=DB Time / elapsed time (历时)，之所以该指标叫做黄金指标，是因为通过AAS指标可以衡量一个系统的繁忙程度，这里有个CPU时间片概念，每一个CPU时间由操作系统分成CPU时间片，然后CPU时间片轮询模式分配给线程或进程（视操作新系统而定），在最小单位CPU片段内整个系统允许的最大允许数为cpu个数，故通过比较AAS值与CPU可以衡量数据库繁忙度，与CPU数量关联分析：
AAS/CPU_Count~= 0 非常空闲
AAS/CPU_Count<=0.5没堵塞
AAS /CPU_Count < 1 部分进程已达100%，应用开始出现缓慢
AAS/CPU_Count >或>> 1 出现性能问题或堵死、HANG状态
AAS在Oracle中OEM、ASH中的应用：
OEM中：
ASH中：
从Oracle 数据库 10g开始增加V$ACTIVE_SESSION_HISTORY视图，通过它可以容易地得知当前Instance的活动状态，主要是知道各个时刻系统都在等待哪些事件，通过对这些等待事件和相应等待次数的统计，就可以清晰地了解系统的历史工作负载特征和压力情况。此视图提供了大量宝贵的信息，而且不需要繁重的跟踪活动。
ASH数据采集由mmon进程与mmnl进程负责；
快照由MMON和MMNL后台进程自动地每隔固定时间采样一次。
MMON进程负责：
当某个测量值（metrics）超过了预设的限定值（threshold value）时提交警告
创建新的 MMON 隶属进程（MMON slave process）来进行快照（snapshot）
捕获最近修改过的 SQL 对象的统计信息
MMNL进程负责执行轻量级的且频率较高的后台任务，如捕获会话历史信息，测量值计算等。
AWR的采样工作由MMON进程每个1小时执行一次，ASH信息同样会被采样写出到AWR负载库中。ASH buffer根据被设计为保留1小时的信息，但很多时候这个内存是不够的，当ASH buffer写满后，另外一个后台进程MMNL将会主动将ASH信息写出。
ASH buffer大小
-按照公式Size of ASH Circular Buffer = Max [Min [ #CPUs * 2 MB, 5% of Shared Pool Size, 30MB ], 1MB ]计算，默认1M左右，该参数可以同隐含参数进行调整：
"_ash_size"隐含参数控制ash buffer的大小
ASH对应视图关系为：
通过按分钟从v$active_session_history视图采集数据，展示如下：
从上图可看到选择时段内TOPSQL为“cvn54b7yz0s8u”，占该时段内的19.5%，主要在等待IO资源。
三OraZ后续计划开发或扩展功能
表空间增加读写走势分析、碎片率分析
计划作业执行详细信息和当前正在运行的作业。
闪回去/快速恢复区使用情况和备份信息。
深度体检
进程跟踪（10046、10053）以及trace分析
自动化优化分析等
Alert日志查询图形化展示
深度体检功能预告
对于数据库、中间件设计，在系统上线前，针对应用系统的主要业务场景和应用要求，对数据库、中间件软硬件配置，系统参数和数据存储进行优化设计，包括但不限于如下内容：
数据库适用应用特点的最佳实践配置
性能及稳定性满足设计需求
系统与数据库特性及设置的最佳匹配
数据库版本对已知BUG的修复
花5-10分钟发现系统存在的风险
直接提供来自MOS推荐的专业解决方案
如果你所在部门有如运维自动化、标准化、可视化、一体化（集中化）这些需求建设，可以与我联系，我们有AMP（自动化运维平台）和APM（应用性能管理），即使是已部署了IxM的Txxxx软件的企业依然会再使用我们的产品。
Q1：OraZ在windows 2008 R2下无法运行？
A1：目前与将OraZ放中文目录存在不兼容问题，建议放英文目录，如d:\dbaplus。
Q2：此程序是否可以自己定制？
A2：目前暂不支持自定制功能。
Q3：是否考虑加上统计信息方面检查？
A3：非常好的建议，在下一版本的一键体检中会增加该检查项。
Q4：最新版本OraZ在哪里可以下载？
A4：在DBA+社区官网（http://dbaplus.cn）和DBA+公众号的服务中可以下载（或者点击下方【阅读原文】下载）。
Q5：Hpux、AIX支持问题
A5：本人无小型机做测试，暂未无法验证支持型，OraZ是通过java开发，通过jdbc连接，理论上是支持的，后续我会寻找该测试环境的进行验证。
Q6：有些系统只能用telnet23端口，好像工具不能用23端口连接？
A6：目前仅支持ssh协议，即22端口。
Q7：是否可以考虑把SQL_MONITOR功能也集成进去？
A7：非常好的建议，会纳入后续考虑功能列表。
Q8：是否支持mysql？
A8：当前版本在一键体检中支持Mysql，其它专用工具会根据需求逐步更新。
作者介绍：邹德裕
新炬网络首席专家，DBA+社群联合发起人。
OraZ产品作者，轻维软件产品架构师。
十年以上运维管理经验，Oracle OCM，精通Oracle9i、10g和11g数据库技术和Linux/Unix技术。
对数据库系统架构具有深刻的理解，并在数据库诊断、故障排除、优化、架构设计等方面具有丰富的经验。
点击下方【阅读原文】即可下载OraZ工具
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