把表“塞进”内存——IM 列存储

在传统行式存储中，即使只查询其中几列，Oracle 也必须把整行读进 Buffer Cache。对于分析型 SQL（大量列但仅扫少数几行），这种“拖泥带水”的方式既浪费内存带宽又拉高 CPU。 Oracle 12.1.0.2 引入 In-Memory Column Store（IM 列存储），以列为单位、纯内存、压缩、向量化扫描，专为 OLAP / 混合负载 打造。

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架构速览：IM 列存储在 SGA 中的位置

区域	说明
Buffer Cache	传统行式缓存，事务依旧在此发生
Shared Pool	保存列存储字典、表达式统计信息等
In-Memory Area（新 SGA 子池）	以 INMEMORY_SIZE 初始化参数设定大小，存放列式副本

列副本是 只读 的，DML 仍走 Buffer Cache → 后台进程定期把更新合并到 IM 区。

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优化器如何决定“要不要走列存储”

优化器成本模型在 12c 被增强，会自动识别：

• 表/分区是否 INMEMORY
• 当前会话是否允许 IM 扫描（INMEMORY_QUERY）
• 统计信息是否“IM 感知”（OPTIMIZER_INMEMORY_AWARE = TRUE）

一句话：谁的成本低就选谁。IM 扫描在单列过滤、聚合场景下成本通常远低于行式全表扫 + 磁盘 I/O。

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三把“开关”控制 IM 查询

初始化参数	作用域	典型用法
INMEMORY_QUERY	SESSION / SYSTEM	彻底关闭 IM 扫描（测试回退方案）
OPTIMIZER_INMEMORY_AWARE	SYSTEM	设为 FALSE 时优化器假装看不到 IM 属性
OPTIMIZER_FEATURES_ENABLE	SYSTEM	若 < 12.1.0.2，等价于 OPTIMIZER_INMEMORY_AWARE=FALSE

在 SQL 级 也可使用 Hint 做细粒度控制： /*+ INMEMORY */ 强制尝试 IM 扫描；/*+ NO_INMEMORY */ 显式屏蔽。

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动手实验：30 秒跑一次“内存中表扫描”

准备环境

-- 1. 给表加 In-Memory 属性（HIGH 压缩）
ALTER TABLE oe.product_information INMEMORY MEMCOMPRESS FOR QUERY HIGH;
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-- 2. 手动触发一次填充（也可等待首次查询）
EXEC DBMS_INMEMORY.REPOPULATE('OE','PRODUCT_INFORMATION');

执行查询

SELECT *
FROM   oe.product_information
WHERE  list_price > 10
ORDER  BY product_id;

查看执行计划

SELECT * FROM TABLE(DBMS_XPLAN.DISPLAY_CURSOR);

输出关键片段：

--------------------------------------------------------------------------------------------
|Id| Operation                   | Name                |Rows|Bytes |TempSpc|Cost(%CPU)|Time|
--------------------------------------------------------------------------------------------
|*2|   TABLE ACCESS INMEMORY FULL| PRODUCT_INFORMATION | 285| 62415|     | 5   (0)|00:00:01|
--------------------------------------------------------------------------------------------
​
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
   2 - inmemory("LIST_PRICE">10)
       filter("LIST_PRICE">10)

• INMEMORY FULL 证明走了 IM 列存储；
• inmemory(...) 表示列式谓词评估；
• Cost 从 21 降到 5，扫描时间 < 1 秒。

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常见问题

1. Hint 无效？ 确认对象已 INMEMORY，并检查 INMEMORY_QUERY = ENABLE。
2. 为什么还是走全表扫？ 可能是列存储尚未填充完，查 V$IM_SEGMENTS.POPULATE_STATUS。
3. DML 会变慢吗？ IM 区只读，DML 仍走 Buffer Cache；大量更新时需关注后台 IMCO 合并负载。
4. 列太多内存不够？ 可以只把热列设为 INMEMORY： ALTER TABLE t INMEMORY (col1, col2) NO INMEMORY (col3);

• IM 列存储 = 内存 + 列式 + 压缩 + 向量化扫描
• 优化器基于成本自动决策，亦可 Hint 强制/禁用
• 通过 INMEMORY_* 参数与 Hint 就能完成灰度测试或性能回退
• 典型收益：分析型 SQL 10× 甚至 100× 提速

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