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Oracle occi 批量插入数据

 娱天乐 2014-09-25

在用OCCI 向Oracle中插入数据时，效率不高，使用自动提交数据的情况（默认）下一秒钟只能插入1000条数据左右。因为插入数据库这块是影响系统中效率最明显的地方，因此很有必要提高数据插入这块的效率。在网上找了一些资料后发现，可以重用statement对象，使用批量插入的方法，先把数据保存在内存中，积累到一定数值之后批量插入Oracle，这样平均下来一秒钟可以插入5000多条数据，性能有所提高，不错，这里做一个记录。

  1. #include <iostream>  
  2. #include <string.h>  
  3. #include <time.h>  
  4. #include <sys/time.h>   
  5.   
  6. #define WIN32COMMON //避免函数重定义错误  
  7. #include <occi.h>  
  8. #include <cstdlib>  
  9. #include <map>  
  10. #define ArraySize 10000  //内存中数据满1000条批量插入到oracle中  
  11.   
  12. using namespace oracle::occi;  
  13. using namespace std;  
  14.   
  15. /* 
  16.  *返回当前时间，用于计算两个操作的时间差 
  17.  */  
  18. long getCurrentTime()  
  19. {  
  20.    struct timeval tv;  
  21.    gettimeofday(&tv,NULL);  
  22.    return tv.tv_sec * 1000 + tv.tv_usec / 1000;  
  23. }  
  24.   
  25. /* 
  26.  * @author: roger 
  27.  */  
  28. int main(void)  
  29. {  
  30.   
  31.     string username = "XX";  
  32.     string pass = "XXX";  
  33.     string srvName = "XXX";  
  34.     Environment *env ;  
  35.     Connection *conn;  
  36.     Statement *stmt;  
  37.     try  
  38.     {  
  39.         env = Environment::createEnvironment(Environment::THREADED_MUTEXED);  
  40.         conn = env->createConnection(username, pass, srvName);  
  41.   
  42.         string sql = "insert into instant_infor (motor_id, lat, lon, uploadTime, receivetime, state_id, sys_state_id) values(:fld1,:fld2,:fld3,to_timestamp(:fld4,'yyyy-mm-dd hh24:mi:ss'),to_timestamp(:fld5,'yyyy-mm-dd hh24:mi:ss'),:fld6,:fld7)";  
  43.      stmt = conn->createStatement(sql);  
  44.   
  45.     } catch(SQLException e)  
  46.     {  
  47.         env = NULL;  
  48.         conn = NULL;  
  49.         cout<<e.what()<<endl;  
  50.     }  
  51.   
  52.       char motorid[ArraySize][12];  
  53.       char lat[ArraySize][20];  
  54.       char lon[ArraySize][20];  
  55.       char uploadTime[ArraySize][20];  
  56.       char createTime[ArraySize][20];  
  57.       char state_id[ArraySize][50];  
  58.       char sys_state_id[ArraySize][50];  
  59.   
  60.     ub2  motor_idLen[ArraySize] ;  
  61.     ub2  uploadTimeLen[ArraySize] ;  
  62.     ub2  createTimeLen[ArraySize];  
  63.     ub2  state_idLen[ArraySize];  
  64.     ub2  sys_state_idLen[ArraySize];  
  65.     ub2  latLen[ArraySize] ;  
  66.     ub2  lonLen[ArraySize] ;  
  67.   
  68.     long a1 = getCurrentTime();  
  69.     for(int i=0;i<ArraySize;i++){  
  70.   
  71.       strcpy(motorid[i],"10000100000");  
  72.       strcpy(lat[i] , "30.123");  
  73.       strcpy(lon[i] , "120.123");  
  74.       strcpy(uploadTime[i] , "2015-11-11 11:11:11");  
  75.       strcpy(createTime[i] , "2015-11-11 11:11:11");  
  76.       strcpy(state_id[i] ,"1");  
  77.       strcpy(sys_state_id[i],"1");  
  78.   
  79.       motor_idLen[i] = strlen( motorid[i] ) + 1;  
  80.       uploadTimeLen[i] = strlen( uploadTime[i] ) + 1;  
  81.       createTimeLen[i] = strlen( createTime[i] ) + 1;  
  82.       state_idLen[i] = strlen( state_id[i] ) + 1;  
  83.       sys_state_idLen[i] = strlen( sys_state_id[i] ) + 1;  
  84.       latLen[i] = strlen( lat[i] ) + 1;  
  85.       lonLen[i] = strlen( lon[i] ) + 1;  
  86.     }  
  87.   
  88.     stmt->setDataBuffer(1, (dvoid*)motorid, OCCI_SQLT_STR,sizeof( motorid[0] ), motor_idLen);  
  89.     stmt->setDataBuffer(2, (dvoid*)lat, OCCI_SQLT_STR, sizeof( lat[0] ), latLen);  
  90.     stmt->setDataBuffer(3, (dvoid*)lon, OCCI_SQLT_STR, sizeof( lon[0] ), lonLen);  
  91.     stmt->setDataBuffer(4, (dvoid*)uploadTime, OCCI_SQLT_STR, sizeof( uploadTime[0] ), uploadTimeLen);  
  92.     stmt->setDataBuffer(5, (dvoid*)createTime, OCCI_SQLT_STR, sizeof( createTime[0] ), createTimeLen);  
  93.     stmt->setDataBuffer(6, (dvoid*)state_id, OCCI_SQLT_STR,sizeof( state_id[0] ), state_idLen);  
  94.     stmt->setDataBuffer(7, (dvoid*)sys_state_id, OCCI_SQLT_STR, sizeof( sys_state_id[0] ), sys_state_idLen);  
  95.   
  96.     stmt->executeArrayUpdate(ArraySize);  
  97.     conn->terminateStatement(stmt);  
  98.     conn->commit();  
  99.   
  100.     long a2= getCurrentTime();  
  101.   
  102.     cout<<"插入"<<ArraySize<<"条数据完成"<<endl;  
  103.     cout<<"花费时间： "<<(a2-a1)<<endl;  
  104.   
  105. }  

测试中是访问本地的Oracle数据库，用到的Makefile文件如下：

  1. CC=g++  
  2. OBJS=TestOracle.o  
  3. LIB=-L/opt/oracle/oracle11g/product/11.2.0/dbhome_1/lib -L/opt/oracle/oracle11g/product/11.2.0/dbhome_1/rdbms/lib/   
  4. INCLUDE=-I/opt/oracle/oracle11g/product/11.2.0/dbhome_1/precomp/public -I/opt/oracle/oracle11g/product/11.2.0/dbhome_1/rdbms/public  
  5. Test: $(OBJS)  
  6.     $(CC) -o Test $(OBJS) $(LIB) -locci -lclntsh   
  7. TestOracle.o: TestOracle.cpp    
  8.     $(CC) -c  TestOracle.cpp $(INCLUDE)  
  9. clean:  
  10.     rm -rf *.o  & rm Test  

程序的编写是参考网上的一篇文章，写的很好，这里作为参考：http://rgyq.blog.163.com/blog/static/3161253820131695957501/

  • 重用statement对象

每次创建statement对象时，需要在客户端和服务端分配资源，如内存和游标(cursor)，用于存储对象及数据。为了不必要的内存重分配，应重用statement对象。statement对象创建后，可以使用setSQL方法进行重用，例如：

  1. Connection* conn = env->createConnection();   
  2. Statement* stmt = conn->createStatement();   
  3. stmt->setSQL(“INSERT INTO fruit_basket_tab VALUES(‘Apples’, 3)”);   
  4. stmt->executeUpdate();   
  5. stmt->setSQL(“INSERT INTO fruit_basket_tab VALUES(‘Oranges’, 4)”);   
  6. stmt->executeUpdate();   
  7. stmt->setSQL(“INSERT INTO fruit_basket_tab VALUES(‘Bananas’, 1)”);   
  8. stmt->executeUpdate();'   
  9. stmt->setSQL(“SELECT * FROM fruit_basket_tab WHERE quantity > 2”);   
  10. ResultSet* rs = stmt->executeQuery();  

  • statement参数化
为了进一步控制内存重新分配，可以通过参数化将前面3条SQL语句变成1条，然后设置参数，再执行。注意输入参数的类型变化，因为，每次改变参数类型都会触发重绑定。参数化示例如下：

  1. stmt->setSQL(“INSERT INTO fruit_basket_tab VALUES(:1, :2)”);   
  2. stmt->setString( 1, “Apples” );   
  3. stmt->setInt( 2, 3 );   
  4. stmt->executeUpdate();   
  5. stmt->setString( 1, “Oranges” );   
  6. stmt->setInt( 2, 4 );   
  7. stmt->executeUpdate();   
  8. stmt->setString( 1, “Bananas” );   
  9. stmt->setInt( 2, 1 );   
  10. stmt->executeUpdate();  
  • 批量更新
对于那些经常发生的操作，很多时间都浪费在与服务器网络通信中。OCCI提供了有效的机制用于在单次网络通信中发送多行信息。该优化可用于INSERTs,UPDATEs和DELETEs。首先，设置最大迭代次数，然后设置可变长度参数的最大长度。在迭代过程中参数类型不可变。具体细节参考OCCI Programmers Guide，第二章。下例是上面的INSERTs的优化：

  1. //prepare the batching process   
  2. stmt->setMaxIterations( 3 );   
  3. stmt->setMaxParamSize( 1, 8 ); //”Bananas” is longest param   
  4. //batch the statements   
  5. stmt->setSQL(“INSERT INTO fruit_basket_tab VALUES(:1, :2)”);   
  6. stmt->setString( 1, “Apples” );   
  7. stmt->setInt( 2, 3 );   
  8. stmt->addIteration();   
  9. stmt->setString( 1, “Oranges” );   
  10. stmt->setInt( 2, 4 );   
  11. stmt->addIteration();   
  12. stmt->setString( 1, “Bananas” );   
  13. stmt->setInt( 2, 1 );   
  14. //execute the statements   
  15. stmt->executeUpdate();  
  • Statement::setDataBuffer方法
绑定值到参数化statements的参数时需要内存拷贝，因为为了避免信息在中间执行过程中被覆盖，所以必须拷贝到内部的缓冲区中。拷贝的代价对于大字符串尤其明显，内存的消耗以及拷贝所花的时间。如果应用可以自己管理内存，就可以通过OCCI提供的方法最小化上述开销。

虽然许多OCI开发者使用OCCI简明的创建environments和statement对象，但仍然使用许多OCI中的类型。setDataBuffer方法允许OCI开发者执行数组更新，最小化网络通信次数。setDataBuffer方法与setXXX方法工作方法不同。一般说来，setXXX方法会将传过来的数据拷贝到内部缓冲区中，只要setXXX返回后参数值就可以被改变。然而，使用setDataBuffer方法可以避免将数据拷贝到内部缓冲区中。代价是应用程序在执行完statement之前不可以修改缓冲区。例如：

  1. // insert Bananas   
  2. char buf[BUF_SIZE] = "Bananas";   
  3. int quantity = 1;   
  4. ub2 buflen = strlen( buf ) + 1;   
  5. ub2 quantlen = sizeof(int);   
  6. stmt->setDataBuffer(1, (dvoid*)buf, OCCI_SQLT_STR, buflen, &buflen);   
  7. stmt->setDataBuffer(2, (dvoid*)&quantity, OCCIINT, quantlen,   
  8. &quantlen);   
  9. stmt->executeUpdate(); // executeArrayUpdate(1) also would work.   
  10. // insert Apples   
  11. strcpy( buf, “Apples” );   
  12. quantity = 3;   
  13. buflen = strlen( buf ) + 1;   
  14. quantlen = sizeof( int );   
  15. stmt->setDataBuffer(1, (dvoid*)buf, OCCI_SQLT_STR, buflen, &buflen);   
  16. stmt->setDataBuffer(2, (dvoid*)&quantity, OCCIINT, quantlen,   
  17. &quantlen);   
  18. stmt->executeUpdate(); // executeArrayUpdate(1) also would work.   
  19. //commit the transaction   
  20. conn->commit();  
setDataBuffer方法可以与迭代执行(iterative executes)和executeArrayUpdate方法结合使用。
  • executeArrayUpdate方法

当进行大量INSERTs和UPDATEs操作时，可以通过executeArrayUpdate方法和setDataBuffer方法批量处理。这可以节省网络通信，提高吞吐量。示例如下：

  1. char fruit[][BUF_SIZE] = { "Apples","Oranges","Bananas","Grapes" };   
  2. int int_arr[]={ 3,4,1,5 };   
  3. ub2 fruitlen[4]; // array of size of individual elements   
  4. ub2 intsize[4];   
  5. for(int i=0 ; i<4 ; i++)   
  6. {   
  7. intsize[i] = sizeof(int);   
  8. fruitlen[i] = strlen( fruit[i] ) + 1 ; // include the null   
  9. }   
  10. stmt->setDataBuffer(1, (dvoid*)fruit, OCCI_SQLT_STR, BUF_SIZE,   
  11. fruitlen);   
  12. stmt->setDataBuffer(2, (dvoid*)int_arr, OCCIINT, sizeof(int), intsize);   
  13. stmt->executeArrayUpdate(4);   
  14. conn->commit();  

executeArrayUpdate方法不会执行，直到所有缓冲区均通过setDataBuffer方法设置。如果有参数需要调用setXXX方法赋值，可以调用setMaxIterations和setMaxParamSize方法，以及addIteration方法。具体如下：

  1. char fruits[][BUF_SIZE] = {“Apples”, “Oranges”, “Bananas”};   
  2. ub2 fruitLen[3];   
  3. for( int j=0; j<3; j++ )   
  4. {   
  5. fruitLen[j] = strlen( fruits[j] ) + 1; //include the null   
  6. }   
  7. stmt->setMaxIterations(3);   
  8. //setDataBuffer only needs to be executed once   
  9. //while all the other variables need to be set for each iteration   
  10. stmt->setDataBuffer( 1, fruits, OCCI_SQLT_STR, sizeof(fruits[0]),   
  11. fruitLen );   
  12. stmt->setInt(2, 3); //Apple’s quantity   
  13. stmt->addIteration();   
  14. stmt->setInt(2, 4); //Orange’s quantity   
  15. stmt->addIteration();   
  16. stmt->setInt(2, 1); //Banana’s quantity   
  17. //execute the iterative update   
  18. stmt->executeUpdate(3);  

  • 使用合适的Accessors和字符集

对操作的列使用合适的setXXX和getXXX方法，而非统一作为string处理，可以省去不必要的转换。
在NLS_LANG环境设置中使用合适的字符集，以避免获取字符串时不必要的字符集转换。

自动提交模式
由于所有的SQL DML都是在事务中执行，所以需要确认所有的DML。可以根据具体情况使用“Connection::commit”和“Connection::rollback”方法。“Statement::setAutoCommit”方法可以用来确认其后的每条语句。使用该方法可节省网络传输时间。

  1. //code with AutoCommit   
  2. //transaction 1   
  3. stmt->executeUpdate(“INSERT INTO fruit_basket_tab VALUES(“Apples”,3));   
  4. stmt->executeUpdate(“INSERT INTO fruit_basket_tab VALUES(“Oranges”,4));   
  5. stmt->setAutoCommit( TRUE );   
  6. stmt->executeUpdate(“INSERT INTO fruit_basket_tab VALUES(“Bananas”,1));   
  7. stmt->setAutoCommit( FALSE );   
  8. //transaction 2   
  9. stmt->executeUpdate(“INSERT INTO fruit_basket_tab VALUES(“Apples”,5));   
  10. stmt->executeUpdate(“INSERT INTO fruit_basket_tab VALUES(“Oranges”,6));   
  11. stmt->setAutoCommit( TRUE );   
  12. stmt->executeUpdate(“INSERT INTO fruit_basket_tab VALUES(“Bananas”,2));   
  13. stmt->setAutoCommit( FALSE );  

这与下面的语句是等价的，但是2次网络传输，每个事务1次

  1. //code without AutoCommit   
  2. //transaction 1   
  3. stmt->executeUpdate(“INSERT INTO fruit_basket_tab VALUES(“Apples”,3));   
  4. stmt->executeUpdate(“INSERT INTO fruit_basket_tab VALUES(“Oranges”,4));   
  5. stmt->executeUpdate(“INSERT INTO fruit_basket_tab VALUES(“Bananas”,1));   
  6. conn->commit();   
  7. //transaction 2   
  8. stmt->executeUpdate(“INSERT INTO fruit_basket_tab VALUES(“Apples”,5));   
  9. stmt->executeUpdate(“INSERT INTO fruit_basket_tab VALUES(“Oranges”,6));   
  10. stmt->executeUpdate(“INSERT INTO fruit_basket_tab VALUES(“Bananas”,2));   
  11. conn->commit();  

建议AutoCommit只在每个事务的最后一条SQL语句前面使用。

  • 结果集对象的优化
结果集作为请求的响应返回。可以使用next和status方法处理结果集：

  1. ResultSet* rs = stmt->executeQuery( “SELECT * FROM fruit_basket_tab” );   
  2. ResultSet::Status stat = rs->status(); //status is DATA_AVAILABLE   
  3. while( rs->next() ) { //process data }  
  4. setPrefetchRowCount and setPrefetchMemorySize  

虽然rs->next()每次只能返回一行，但是可以在一次网络中预取多行放到客户端的缓存中。使用类Statement的setPrefetchRowCount方法和setPrefetchMemorySize方法，每次可以取得不止一行。上例优化后如下：

stmt->setPrefetchRowCount( 3 ); 
ResultSet* rs = stmt->executeQuery( “SELECT * FROM fruit_basket_tab” ); 
while ( rs->next() ) { //process data }
使用上述代码，在一次网络通信中就能取得3条记录。默认情形中，预取功能是启用的，每次多取一条。要想关闭预取功能，必须同时调用方法setPrefetchRowCount和setPrefetchMemorySize，参数为0。如果两个setPrefetchXXX方法都被调用了，那么实际预取的数目是这两个方法参数中较小的那个。

setMaxColumnSize
当取得的结果中有些列较大时，可以使用ResultSet::setMaxColumnSize方法限制从指定的列可以获取多少数据。当只对部分数据感兴趣或者缓存大小有限时，这就有用了。

ResultSet *rs = stmt->executeQuery( “SELECT description FROM 
fruit_basket_tab” ); 
//want only first 80 characters from the description column 
rs->setMaxColumnSize( 1, 80 );
  • 关闭结果集
当对结果集的处理结束后，调用Statement::closeResultSet方法手动强制关闭，这样数据库和OCCI的使用的资源就不必等待自动释放。

  • 终止Statement
最后，为了确保没有内存泄漏，并关闭相关的服务器端的游标，需要释放所有的statement对象。

conn->terminateStatement( stmt );


参考资料
Using OCCI: Best Practices
http://www./dept/itss/docs/oracle/10gR2/appdev.102/b14294/performance.htm

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