Performance-Tuning für XML in der Oracle-Datenbank

3HUIRUPDQFH7XQLQJ IU ;0/ LQ GHU 'DWHQEDQN Autor: Carsten Czarski, ORACLE Deutschland GmbH, Mail: Carsten.Czarski@oracle.com ;0/ VSHLFKHUQ 'LH ULFKWLJH 6SHLFKHUXQJVIRUP (LQOHLWXQJ Die Datenbank bietet zwei Speicherungsformen für Mit Oracle9L Release 2 wurde 2002 die XML DB XML-Dokumente an: Textbasiert und Objektrelational. eingeführt. Sie ist Teil des Datenbankkerns und erlaubt Der verwendete Datentyp ist stets XMLTYPE. Alle die Speicherung von XML-Dokumenten direkt in der Operationen wie Abfragen in oder Änderungen an XML- Datenbank Als XMLTYPE gespeicherte Dokumente Dokumenten können unabhängig von der können dann abgefragt oder geändert werden. Ein Speicherungsform durchgeführt werden. Je nach besonderes Merkmal der XML DB ist die Fähigkeit, Speicherungsform ergeben sich allerdings große XML-Dokumente als relationale View darzustellen (;0/ Unterschiede hinsichtlich der Performance. DQG 64/ 'XDOLW\). Ein in der Praxis recht häufig Wird die WH[WEDVLHUWH 6SHLFKHUXQJVIRUP gewählt vorkommendes Szenario ist die Übernahme von XML in (Listing 1), so werden die XML-Dokumente tatsächlich relationale Schemata (DWH). als CLOB in der Tabelle abgelegt. XML-Dokumente sind hierarchisch. Wegen dieser CREATE TABLE xml_tab ( Tatsache und anderen Unterschieden zwischen XML id NUMBER(10) dokument XMLTYPE und relationalen Tabellen hängt die Performance von ) Abfrage- oder Änderungsoperationen von zusätzlichen, XML-spezifischen Besonderheiten ab. /LVWLQJ  ;0/7DEHOOH WH[WEDVLHUW Performance im XML-Umfeld ist ein sehr umfassendes Im Gegensatz dazu werden die XML-Dokumente mit Thema – je nachdem, welche Anforderungen vorliegen, der 2EMHNWUHODWLRQDOHQ 6SHLFKHUXQJVIRUP als Objekte ergeben sich unterschiedliche Ansätze. Dieser Artikel gespeichert. Dabei nutzt die Datenbank die Oracle- fokussiert die objektrelationale Speicherungsform in der Objekttypen. Beim Abrufen wird der XML-Text Oracle XML DB und die Optimierung von Abfragen für automatisch wiederhergestellt. Um indes die Objekte diese Speicherungsform. Es wird aufgezeigt, wie man erzeugen zu können, müssen die XML-Strukturen in der EXPLAIN PLAN für XML-Dokumente nutzt und wie man Datenbank bekannt sein. Dies geschieht mit der zusätzliche Informationen durch Tracing ermittelt. Mit 5HJLVWULHUXQJ HLQHV ;0/ 6FKHPDV (Listing 2). einer „Muster-Vorgehensweise“ für performance- Die „optimale“ Speicherungsform hängt stets von den kritische XML-Abfragen schließt der Artikel. konkreten Projektanforderungen ab. Finden alle Operationen immer mit dem JHVDPWHQ 'RNXPHQW statt, sollte textbasiert gespeichert werden. BEGIN DBMS_XMLSCHEMA.REGISTERSCHEMA( SCHEMAURL => [schemaurl] ,SCHEMADOC => [xmlschema] ); END; CREATE TABLE xml_tab ( id NUMBER(10) dokument XMLTYPE ) XMLTYPE COLUMN dokument STORE AS OBJECT RELATIONAL XMLSCHEMA [schemaurl] ELEMENT [root-element] /LVWLQJ  ;0/7DEHOOH REMHNWUHODWLRQDO Die objektrelationale Speicherungsform ist hingegen Parsing und Aufbau eines DOM-Baum on-the-fly im geeignet, wenn XML-Operationen auf HLQ]HOQH .QRWHQ Hauptspeicher ausgeführt. Dies trifft insbesondere auf RGHU 7HLOH GHU ;0/'RNXPHQWH abzielen. Sollen die die textbasierte Speicherungsform zu – da die XML-Dokumente als relationale 9LHZ dargestellt Strukturen der XML-Dokumente der Datenbank in werden, so zielt die View-Abfrage auf viele einzelne diesem Fall nicht bekannt sind. Query Rewrite kann Elemente im XML-Dokument – hier kann nur die jedoch auch aus anderen Gründen unterbleiben – der objektrelationale Speicherungsform gute Ergebnisse folgende Abschnitt geht daher nochmals besonders auf liefern. Wie im folgenden Abschnitt deutlich wird, Query Rewrite ein. würden solche Abfragen bei textbasierter Speicherungsform durch XML-Parsing RQWKHIO\ ausgeführt. Dabei ergibt sich so gut wie kein Optimierungspotential. 4XHU\ 5HZULWH Zum Extrahieren einzelner Knoten oder Dokumentteile aus XML-Dokumenten wird die SQL-Funktion EXTRACTVALUE() verwendet. SELECT $EE  $XVIKUXQJ RKQH 4XHU\ 5HZULWH EXTRACTVALUE( Damit Query Rewrite stattfinden kann, müssen zwei dokument, ’/nachricht/titel’ ) as titel Bedingungen erfüllt sein. Zunächst muss der XML- FROM xml_tab Knoten, auf den der XPath-Ausdruck zielt, WHERE EXISTSNODE( objektrelational gespeichert sein, weiterhin muss Query dokument Rewrite für den verwendeten XPath-Ausdruck ,’/nachricht[aktie/@name="Oracle"]’ unterstützt sein. ) = 1 /LVWLQJ  ([WUDKLHUHQ HLQHV ;0/(OHPHQWHV Ohne Query Rewrite bleiben Maßnahmen wie Indizierung, Optimizer Hints oder andere ohne Wirkung. Primäre Tuning-Maßnahme ist daher stets die Die Abfrage in Listing 3 selektiert den Titel aller XML- Sicherstellung von Query Rewrite. Nachrichten, die sich auf „Oracle“ beziehen. Wie bereits beschrieben, funktioniert sie mit jeder 4XHU\ 5HZULWH 7UDFLQJ Speicherungsform. Wenn die XML-Dokumente Ob Query Rewrite für eine XPath-Abfrage erfolgen objektrelational gespeichert werden (Abbildung 1), kann, lässt sich aus einem EXPLAIN PLAN ableiten. findet jedoch YRU $XVIKUXQJ GHU $EIUDJH ein EXPLAIN PLAN FOR SELECT ... Umschreiben der Abfrage statt (4XHU\ 5HZULWH). PLAN_TABLE_OUTPUT ------------------------------------- | 0 | SELECT STATEMENT | |* 1 | TABLE ACCESS FULL | XML_TAB 1 - filter("XML_TAB"."SYS_NC00014$"= ’Oracle’ /LVWLQJ  (;3/$,1 3/$1 IU HLQH ;0/$EIUDJH $EE  4XHU\ 5HZULWH Listing 4 zeigt die Ausgabe eines EXPLAIN PLAN für Ohne Query Rewrite werden die XML-Funktionen die Abfrage in Listing 3 bei erfolgtem Query Rewrite. EXTRACTVALUE() und EXISTSNODE() durch XML- Die 3UHGLFDWH ,QIRUPDWLRQ zeigt, dass nicht mehr der XPath-Ausdruck /nachricht/aktie/@name, sondern die Spalte SYS_NC00014$ als Filter verwendet wurde. welcher Weise problematisch sind. Die Abfrage wurde also umgeschrieben. Nun kann man ALTER SESSION SET EVENTS = ’19027 trace name context forever, bspw. mit der Erstellung eines Index fortfahren. level 8192’ CREATE INDEX IDX_FIRMA ON XML_TAB( EXTRACTVALUE( /LVWLQJ  $NWLYLHUHQ GHV 7UDFLQJ IU 4XHU\ 5HZULWH dokument,’/nachricht/aktie/@name’ ) Nach Absetzen des Kommandos in Listing 7 werden ) beim nächsten EXPLAIN PLAN die Gründe für das nicht /LVWLQJ  ,QGH[HUVWHOOXQJ  erfolgte Query Rewrite ins Tracefile (XVHUBGXPSBGHVW) geschrieben. Kann Query Rewrite nicht stattfinden, sieht die Listing 8 zeigt das Ergebnis eines solchen Trace. Das 3UHGLFDWH ,QIRUPDWLRQ etwas anders aus: Problem ist hier der Ausdruck @name + 1. : +LHUDUFKLHQ Q%H]LHKXQJHQ filter(..."XML_TAB"."SYS_NC00003$","XML_T AB".