【ORACLE】21c版本新特性之增强的函数结果缓存功能-DA-技术分享

前言

参考官方文档：https://docs.oracle.com/en/database/oracle/oracle-database/21/lnpls/plsql-subprograms.html#GUID-250BDBBB-0CD6-4D56-9DDF-6FCEDC110D00

在21c版本之前，oracle已经有了函数结果缓存功能，但这次新增了语句块列表、PL/SQL 函数历史跟踪、对象块列表以及允许结果缓存到磁盘

为函数启用结果缓存

官方给了个例子，但我觉得不够明显，所以稍微改了下

sqlplus / as sysdba
alter session set container=xepdb1;

--授权dbms_lock包，下面要用到
grant execute on dbms_lock to hr;

--切换到hr
conn hr/hr2021@modb:1521/xepdb1

--创建包含有结果缓存函数的包
CREATE OR REPLACE PACKAGE department_pkg AUTHID DEFINER IS
 
  TYPE dept_info_record IS RECORD (
    dept_name  departments.department_name%TYPE,
    mgr_name   employees.last_name%TYPE,
    dept_size  PLS_INTEGER
  );
 
  -- Function declaration
 
  FUNCTION get_dept_info (dept_id NUMBER)
    RETURN dept_info_record
    RESULT_CACHE;
 
END department_pkg;
/
CREATE OR REPLACE PACKAGE BODY department_pkg IS
  -- Function definition
  FUNCTION get_dept_info (dept_id NUMBER)
    RETURN dept_info_record
    RESULT_CACHE
  IS
    rec  dept_info_record;
  BEGIN
    SELECT department_name INTO rec.dept_name
    FROM departments
    WHERE department_id = dept_id;
 
    SELECT e.last_name INTO rec.mgr_name
    FROM departments d, employees e
    WHERE d.department_id = dept_id
    AND d.manager_id = e.employee_id;
 
    SELECT COUNT(*) INTO rec.dept_size
    FROM EMPLOYEES
    WHERE department_id = dept_id;

    sys.dbms_lock.sleep(5);--延时5秒

    RETURN rec;
  END get_dept_info;
END department_pkg;
/

函数结果缓存的写法就是在函数声明后加上 “RESULT_CACHE”，另外，这个例子中，我加入了一个延时5秒，目的是模拟复杂逻辑下执行代码速度过慢的问题，然后再调用函数看效果

declare
rec department_pkg.dept_info_record;
begin
   rec:=department_pkg.get_dept_info(10);
end;
/

declare
rec department_pkg.dept_info_record;
begin
   rec:=department_pkg.get_dept_info(10);
end;
/

declare
d_name varchar2(100);
begin
   d_name:=department_pkg.get_dept_info(10).dept_name;
end;
/

可以看到，第一次执行第一段，需要5秒钟;
然后再执行一次，则马上完成;
第三段是获取函数返回type中的一个值，也是马上返回。
如果你切换另一个会话，再执行这个函数，也是马上返回。

用同样的参数多次调用这个函数，则不再需要经过一次重复又复杂的逻辑进行计算，而是直接用第一次缓存的结果进行返回，且不受限于不同会话及内存大小。当数据源中的任意一个数据发生变化，缓存就会失效，所以此功能应该应用于源数据不经常修改的场景。

结果缓存递归函数

以计算斐波拉契数列中的值为例，这个数列从第3项开始，每一项都等于前两项之和，如下
0，1，1，2，3，5，8...
假设我们定义第3项为第1项，则可以创建如下函数，用来计算第几项分别是几

CREATE OR REPLACE FUNCTION fibonacci (n NUMBER)
  RETURN NUMBER
  RESULT_CACHE
  AUTHID DEFINER
IS
BEGIN
  IF (n =0) OR (n =1) THEN
    RETURN 1;
  ELSE
    RETURN fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
  END IF;
END;
/

如果计算fibonacci(7),则函数中需要再计算fibonacci(6)和fibonacci(5)，继续迭代进去，计算fibonacci(6)的时候，则函数中需要再计算fibonacci(5)和fibonacci(4)，你会发现fibonacci(5)重复了，此时这个函数结果缓存功能就派上用场了，它可以使用之前计算的值，马上返回对应的结果，大大加快了计算效率。这种特性对于机器学习中大量的重复计算是很有帮助的。

结果缓存的管理

缓存的结果存储在系统全局区域 (SGA) 中。
函数结果缓存与结果缓存共享一套管理基础表及管理方式。

ORACLE提供了两个视图可以查看目前结果缓存使用的情况：

select * from GV$RESULT_CACHE_OBJECTS;
select * from GV$RESULT_CACHE_STATISTICS;

RAC模式下，优先访问本地的缓存，如果本地不存在，则可能从另一个节点的本地缓存中读取。数据库会根据V$RESULT_CACHE_OBJECTS.GLOBAL的值和V$RESULT_CACHE_STATISTICS中的"Global Prune Count"、"Global Prune By Self Count"来判断应该如何获取缓存。
https://docs.oracle.com/en/database/oracle/oracle-database/21/lnpls/plsql-subprograms.html#GUID-8F7227E9-4388-4A64-9D1C-5F134A3022F2

--缓存结果
 select * from GV$RESULT_CACHE_OBJECT where TYPE='Result' ;

--缓存依赖对象
 select * from GV$RESULT_CACHE_OBJECT.TYPE='Dependency';

--禁用某个缓存(缓存黑名单)
select cache_id from 
    GV$RESULT_CACHE_OBJECT 
  where type='Result' 
  and name like '%FIBONACCI%';

begin
 DBMS_RESULT_CACHE.Black_List_Add (cache_id=>'4hstsfjcfpu3g0b0n4jpsszm48');
end;
/

--移除缓存黑名单
begin
DBMS_RESULT_CACHE.Black_List_Remove(cache_id=>'4hstsfjcfpu3g0b0n4jpsszm48');
end;
/

--清空缓存黑名单
begin
DBMS_RESULT_CACHE.Black_List_Clear;
end;
/

--查询缓存黑名单
select * from table (DBMS_RESULT_CACHE.Black_List);

具体参考 https://docs.oracle.com/en/database/oracle/oracle-database/21/arpls/DBMS_RESULT_CACHE.html 以了解更多关于DBMS_RESULT_CACHE的用法

热修补PLSQL

如果修改了plsql对象，比如某个函数，而且这个函数是结果缓存函数的依赖对象，则函数缓存结果可能不会刷新，需要按如下步骤以避免此种情况的发生

将结果缓存置于旁路模式并刷新现有结果:

BEGIN
  DBMS_RESULT_CACHE.Bypass(TRUE);
  DBMS_RESULT_CACHE.Flush;
END;
/
--在RAC环境中，这一步每个节点都要执行

打PLSQL补丁.
继续使用结果缓存:

BEGIN
  DBMS_RESULT_CACHE.Bypass(FALSE);
END;
/
--在RAC环境中，这一步每个节点都要执行