Oracle数据库18c抢鲜体验

鑫海方圆 2021-07-13

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2月16日，正是中国的农历春节，神州大地正在喜迎戊戍新年。而大洋彼岸， Oracle公司正式发布了Oracle数据库18c。在大年初一发布新产品，真是一点防备都没有啊。

Oracle Database 18c的到来，标志着这个世界上最流行的数据库发布方式发生了变化。对于经常关注Oracle发展的小伙伴来说， 18c这个版本可能并不陌生。至少，Oracle在2017年的Open World已经有了前瞻介绍。但对某些小伙伴来说，依然是很迷惑：Oracle数据库18c和Oracle数据库12c是什么关系？它跟Oracle自治数据库是不是一样？

实际上，Oracle Database 18c是Oracle数据库产品发布新模式下，遵循年度发布的第一个版本。18是指2018年，c指的是Cloud(云)，18c就是说2018年发布的支持云的数据库版本。Oracle数据库之前最新的版本是“Oracle Database 12c 12.2.0.1”。按以往惯例，下一个发布的应该是“Oracle Database 12c 12.2.0.2“，但规则改了，“Oracle Database 12.2.0.x”，它们将不会再出现了。最简单的就是，将“OracleDatabase 18c”看作“Oracle Database 12c 12.2.0.2” , “Oracle Database 19c” 看作“Oracle Database 12.2.0.3”。

至于“Oracle自治数据库”，它是一项“云服务”，不仅仅是数据库，它包括着Oracle数据库18c，Oracle云基础架构和Oracle云工具。Oracle Database 18c是“Oracle自治数据库”的基础，包含着自动化新功能，但没有云架构提供的机器学习，它就不会自动执行，跟传统的数据库没什么两样，它仍然可以在本地运行。

Oracle Database 18c是在12.2.0.1升级成12.2.0.2的版本，它是小版本的升级，所以不会有太大的变化。这个版本的增强改进，我们分六个方面来讨论：性能，高可用性，多租户，安全性，数据仓库和开发。

性能：

⭕️ Exadata上RAC优化：新的RDMA算法，减少消息，延迟和CPU时间

使用Oracle Real Application Clusters（RAC）的用户都知道，连接哪个节点来说，对RAC是透明的。但出于性能的考虑，会考虑应用分区，连到固定的节点实例，减少节点间的数据交换。但是，有些系统必要的交换数据，是没办法减免的。例如，为了实现一致性读Undo数据块，必须在实例间传输。Oracle Database 18c带来的变化，是减少互连传输的Undo量。在Oracle的登云一体机Exadata上，Grid Infrastructure（群集软件）可以直接通过Infiniband交换机（硬件）连接，使用RDMA（远程直接内存访问）访问对方实例中的Undo块。同时18c提供了Commit Cache（本地提交缓存），每个实例上都有一个内存表，记录事务提交时间，远程节点可以直接读取缓存获得提交时间。这两个功能相结合，可显著提高在RAC之上运行OLTP的性能。

⭕️ OLTP内存访问优化（Memoptimized Rowstore）

在Oracle数据库运行中，如果有些表通过主键（primary key）的访问异常频繁，可以使用Oracle Database 18c的内存访问优化改善性能。在Oracle的内存（SGA）分配一个池（memoptimize pool），然后确定哪些表放进去。数据库运行SQL语句的时候，将会绕过SQL层，利用内存中的哈希索引直接访问所需的数据。减少了数据访问量，抓取的速度明显加快。

⭕️ In-Memory动态扫描：加速列扫描性能。

Oracle Database In-Memory在新版本中采用了IM动态扫描，它可以自动使用空闲CPU，用轻量级线程并行扫描IMCU，读取数据的速度将加倍，应用程序可以自动获得更快的分析查询结果。由于扫描是动态的，因此可以在不影响现有系统下，使用剩余的CPU，增加性能。

高可用性：

Grid Infrastructure打补丁最小影响：修补Grid Infrastructure不需要停数据库

企业关心服务器的高可用性，数据库作为核心，更加是一秒都不能停。为了实现这个目标，Oracle数据库18c已经在精益求精。

Oracle Grid Infrastructure（Oracle Real Application Clusters的核心），现在提供“零影响补丁”。也就是说，现在你可以以滚动的方式修补每个节点的GridInfrastructure软件，同时在该节点上运行的数据库，仍可正常使用。

⭕️ 分片RAC（Sharded RAC）：RAC应用程序的性能更高

Oracle RAC Sharding （分片）技术可以将表分区与Oracle RAC实例关联，例如表his有三个分区P1，P2和P3，运行的时候，P1的数据指定分到实例1，P2的数据指定分到实例2，P3的数据指定分到实例3，读取数据的时候可以按指定的分区键值路由到相应分区的实例，这样显著减少了跨实例的块访问。不指定键值的请求则如常运行，可以路由到任何实例。Oracle Database 18c更加增加了用户自定义Sharding （分片）方式，除了使用系统管理方法，还可以自己指定用RANGE（范围）或 LIST （列表）方式来分布数据。将数据分布到特定的位置，一则可以减少应用程序和数据库之间的延迟。二则可以满足合规性的问题，

多租户：

⭕️ Snapshot Carousel（快照转盘）：克隆研发数据库或时间点恢复数据

使用SnapshotCarousel（快照转盘），你可以用固定间隔为PDB做一个快照，通常为24小时，快照保留8份。例如周一，周二，周三，周四，周五，周六，周日，每天凌晨1点做一个Snapshot（快照）。然后，你可以将这些快照，用作来做各个时间点的研发数据库，或者恢复某个时间点误删的数据。例如，如需要恢复周四早上十点的数据，那么把周四凌晨一点快照克隆出来，应用归档日志向前滚到十点，数据出来了。

⭕️ 可刷新PDB的切换：

Oracle 12C已经提供了Refreshable PDB （可刷新PDB）。可刷新PDB是一个克隆出来的，只读的，可以定期与其源PDB同步的PDB。Oracle 18c更增加了RefreshablePDB Switchover（可刷新PDB切换）。用一个例子演示一下它的作用：

1) 如上图所示，这里有两个容器数据数据库CDB1和CDB2。

2) 留意CDB1上的Grey，它是可刷新的PDB，用create语句从CDB2上克隆出来的。

3) CDB1上的Grey上的数据已经可以定期从源数据上刷新，保持两边的数据是一致的。

4) 用户连接可以使用读写分离，在源库CDB2上Grey更新数据，在目标端CDB1上的Grey上运行分析报表，避免对主库的性能影响。有必要的时候，这两个PDB的角色可以互相切换，

5) 在CDB2敲上switchover的命令，源库和目标库的角色将对换（请将箭头反过来）。这时候原本是目标端的CDB1上的Grey做源，对方CDB2上的Grey做目标了。

如果熟悉Oracle的Active Dataguard的话，感觉这个就是主从功能在CDB上PDB上的实现。

安全性：

⭕️ Oracle数据库与Active Directory的集成。

Oracle数据库18c允许Active Directory 直接对用户进行身份验证和授权，AD的用户和组跟Oracle数据库的用户和角色映射，不再需要安装Oracle Internet Directory来做为中间桥梁。未来我们有望扩展此项功能，以支持其他符合LDAP v3协议的目录服务。与AD的集成降低了用户验证的复杂性，用户总体安全系数更高了。

数据仓库：

⭕️ 联机合并分区（ Online Merging of Partitions and Subpartitions）

如果你的表分区太多不方便，而数据又不太频繁地更新，可以将分区合并为更大的分区，简化管理。这在数据库的以前版本中也可以做到，但是不能联机操作，合并的同时数据无法访问。在Oracle数据库18c中，你可以在线合并分区并维护索引。这个版本里，对表的所有在线操作都齐全了，功能算是完整了。

⭕️ Top-N近似聚合计算：减少准确性换取性能。

对于某些大型统计，我们可能不需要太准确的数据，得到一个差不多的近似值就可以了，最关键就是要快。例如：

1. 上周前五大博客文章，有大致多少次浏览量？

2. 每个地区的前50名客户，他们的大概消费是多少？

在Oracle Database 12c中，我们已经引入了函数APPROX_COUNT_DISTINCT，结果准确率为97％以上，一般情况下都可以接受。而Oracle Database 18c提供了更多的聚合函数，如APPROX_COUNT，APPROX_SUM和APPROX_RANK。

有了这几个新函数，对于之前提到的两个问题，我们可以改写成如下查询，速度立马提高几个数量级。

开发：

⭕️ JSON支持的增强：增加更多SQL和SODA功能

JSON正在迅速成为当红数据交换格式。在Oracle数据库12c中，我们引入了对它的支持，JSON格式数据能够保存到Oracle数据库中，并使用点符号进行查询。在Oracle数据库18c中，SQL/JSON 查询和生成支持返回LOB 类型，C和PL SQL语言添加了新的SODA (Simple Oracle Document Access) API， JSON索引长度从64 bytes 扩展到255 bytes。

⭕️ 私有临时表

在Oracle数据库18c中，我们为临时表提供了更灵活的使用：私有临时表，一个在内存中用完即弃的临时对象。如果开发人员需要为不同的事务创建不同的临时表，或在只读数据库使用临时表时，都可以使用私有临时表。这种方法为开发人员提供了更大的灵活性。

属性	全局临时表	私有临时表
命名规则	跟普通表一样	必须以 ORA$PTT_为前缀
表定义可见	所有会话可见	仅仅建立该表的会话可见
表定义存储	硬盘	仅在内存

试用：

如果你想试用Oracle数据库18c，点击下面链接，用LiveSQL来完成：

https://livesql.oracle.com/apex/livesql/file/index.html

下载：

Oracle Database(Exadata Only) 18.0.0.0.0 for Linux x86-64

https://edelivery.oracle.com

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