Oracle內(nèi)存全面分析(2)

[English]

作者： fuyuncat

來(lái)源： www.HelloDBA.com

日期： 2008-08-07 14:50:12

分享到 

1.1.2.   關(guān)于SGA的重要視圖 要了解和觀察SGA的使用情況，并且根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)處理問(wèn)題和調(diào)整性能，主要有以下的幾個(gè)系統(tǒng)視圖。 ·        v$sga 這個(gè)視圖包括了SGA的的總體情況，只包含兩個(gè)字段：name（SGA內(nèi)存區(qū)名字）和value（內(nèi)存區(qū)的值，單位為字節(jié)）。它的結(jié)果和show sga的結(jié)果一致，顯示了SGA各個(gè)區(qū)的大?。?/span> SQL> select * from v$sga;   NAME                      VALUE -------------------- ---------- Fixed Size              1248428 Variable Size         117441364 Database Buffers      138412032 Redo Buffers            7139328   4 rows selected.   SQL> show sga   Total System Global Area  264241152 bytes Fixed Size                  1248428 bytes Variable Size             117441364 bytes Database Buffers          138412032 bytes Redo Buffers                7139328 bytes SQL> ·        v$sgastat 這個(gè)視圖比較重要。它記錄了關(guān)于sga的統(tǒng)計(jì)信息。包含三個(gè)字段：Name（SGA內(nèi)存區(qū)的名字）；Bytes（內(nèi)存區(qū)的大小，單位為字節(jié)）；Pool（這段內(nèi)存所屬的內(nèi)存池）。 這個(gè)視圖尤其重要的是，它詳細(xì)記錄了個(gè)各個(gè)池（Pool）內(nèi)存分配情況，對(duì)于定位4031錯(cuò)誤有重要參考價(jià)值。 以下語(yǔ)句可以查詢Shared Pool空閑率： SQL> select to_number(v$parameter.value) value, v$sgastat.BYTES,   2         (v$sgastat.bytes/v$parameter.value)*100 "percent free"   3      from v$sgastat, v$parameter   4      where v$sgastat.name= 'free memory'   5      and v$parameter.name = 'shared_pool_size'   6      and v$sgastat.pool='shared pool'   7  ;        VALUE      BYTES percent free ---------- ---------- ------------ 503316480  141096368 28.033329645   SQL> ·        v$sga_dynamic_components 這個(gè)視圖記錄了SGA各個(gè)動(dòng)態(tài)內(nèi)存區(qū)的情況，它的統(tǒng)計(jì)信息是基于已經(jīng)完成了的，針對(duì)SGA動(dòng)態(tài)內(nèi)存區(qū)大小調(diào)整的操作，字段組成如下： 字段 數(shù)據(jù)類型 描述 COMPONENT VARCHAR2(64) 內(nèi)存區(qū)名稱 CURRENT_SIZE NUMBER 當(dāng)前大小 MIN_SIZE NUMBER 自從實(shí)例啟動(dòng)后的最小值 MAX_SIZE NUMBER 自從實(shí)例啟動(dòng)后的最大值 OPER_COUNT NUMBER 自從實(shí)例啟動(dòng)后的調(diào)整次數(shù) LAST_OPER_TYPE VARCHAR2(6) 最后一次完成的調(diào)整動(dòng)作，值包括： GROW （增加） SHRINK （縮小） LAST_OPER_MODE VARCHAR2(6) 最后一次完成的調(diào)整動(dòng)作的模式，包括： MANUAL （手動(dòng)） AUTO （自動(dòng)） LAST_OPER_TIME DATE 最后一次完成的調(diào)整動(dòng)作的開(kāi)始時(shí)間 GRANULE_SIZE NUMBER GRANULE大小（關(guān)于granule后面詳細(xì)介紹） ·        V$SGA_DYNAMIC_FREE_MEMORY 這個(gè)視圖只有一個(gè)字段，一條記錄：當(dāng)前SGA可用于動(dòng)態(tài)調(diào)整SGA內(nèi)存區(qū)的空閑區(qū)域大小。它的值相當(dāng)于（SGA_MAX_SIZE – SGA各個(gè)區(qū)域設(shè)置大小的總和)。當(dāng)設(shè)置了SGA_TARGET后，它的值一定為0（為什么就不需要我再講了吧^_^）。 下面的例子可以很清楚的看到這個(gè)視圖的作用： SQL> select * from v$sga_dynamic_free_memory;   CURRENT_SIZE -------------- 0   SQL> show parameter shared_pool   NAME                                TYPE        VALUE ----------------------------------- ----------- ---------- shared_pool_size                    big integer 50331648   SQL> alter system set shared_pool_size=38M;   system altered.   SQL> show parameter shared_pool   NAME                                TYPE        VALUE ----------------------------------- ----------- ---------- shared_pool_size                    big integer 41943040   SQL> select * from v$sga_dynamic_free_memory;   CURRENT_SIZE -------------- 8388608 1.1.3.   數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)（Database Buffers） Buffer Cache是SGA區(qū)中專門用于存放從數(shù)據(jù)文件中讀取的的數(shù)據(jù)塊拷貝的區(qū)域。Oracle進(jìn)程如果發(fā)現(xiàn)需要訪問(wèn)的數(shù)據(jù)塊已經(jīng)在buffer cache中，就直接讀寫內(nèi)存中的相應(yīng)區(qū)域，而無(wú)需讀取數(shù)據(jù)文件，從而大大提高性能（要知道，內(nèi)存的讀取效率是磁盤讀取效率的14000倍）。Buffer cache對(duì)于所有oracle進(jìn)程都是共享的，即能被所有oracle進(jìn)程訪問(wèn)。 和Shared Pool一樣，buffer cache被分為多個(gè)集合，這樣能夠大大降低多CPU系統(tǒng)中的爭(zhēng)用問(wèn)題。 1.1.3.1.    Buffer cache的管理 Oracle對(duì)于buffer cache的管理，是通過(guò)兩個(gè)重要的鏈表實(shí)現(xiàn)的：寫鏈表和最近最少使用鏈表（the Least Recently Used LRU）。寫鏈表所指向的是所有臟數(shù)據(jù)塊緩存（即被進(jìn)程修改過(guò)，但還沒(méi)有被回寫到數(shù)據(jù)文件中去的數(shù)據(jù)塊，此時(shí)緩沖中的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)不一致）。而LRU鏈表指向的是所有空閑的緩存、pin住的緩存以及還沒(méi)有來(lái)的及移入寫鏈表的臟緩存。空閑緩存中沒(méi)有任何有用的數(shù)據(jù)，隨時(shí)可以使用。而pin住的緩存是當(dāng)前正在被訪問(wèn)的緩存。LRU鏈表的兩端就分別叫做最近使用端（the Most Recently Used MRU）和最近最少使用端（LRU）。 ·        Buffer cache的數(shù)據(jù)塊訪問(wèn) 當(dāng)一個(gè)Oracle進(jìn)程訪問(wèn)一個(gè)緩存是，這個(gè)進(jìn)程會(huì)將這塊緩存移到LRU鏈表中的MRU。而當(dāng)越來(lái)越多的緩沖塊被移到MRU端，那些已經(jīng)過(guò)時(shí)的臟緩沖（即數(shù)據(jù)改動(dòng)已經(jīng)被寫入數(shù)據(jù)文件中，此時(shí)緩沖中的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)已經(jīng)一致）則被移到LRU鏈表中LRU端。 當(dāng)一個(gè)Oracle用戶進(jìn)程第一次訪問(wèn)一個(gè)數(shù)據(jù)塊時(shí)，它會(huì)先查找buffer cache中是否存在這個(gè)數(shù)據(jù)塊的拷貝。如果發(fā)現(xiàn)這個(gè)數(shù)據(jù)塊已經(jīng)存在于buffer cache（即命中cache hit），它就直接讀從內(nèi)存中取該數(shù)據(jù)塊。如果在buffer cache中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)該數(shù)據(jù)塊（即未命中cache miss），它就需要先從數(shù)據(jù)文件中讀取該數(shù)據(jù)塊到buffer cache中，然后才訪問(wèn)該數(shù)據(jù)塊。命中次數(shù)與進(jìn)程讀取次數(shù)之比就是我們一個(gè)衡量數(shù)據(jù)庫(kù)性能的重要指標(biāo)：buffer hit ratio（buffer命中率），可以通過(guò)以下語(yǔ)句獲得自實(shí)例啟動(dòng)至今的buffer命中率： SQL> select 1-(sum(decode(name, 'physical reads', value, 0))/   2           (sum(decode(name, 'db block gets', value, 0))+   3           (sum(decode(name, 'consistent gets', value, 0))))) "Buffer Hit Ratio"   4  from v$sysstat;   Buffer Hit Ratio ----------------       .926185625   1 row selected.   SQL> 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一個(gè)良好性能的系統(tǒng)，這一值一般保持在95%左右。 上面提到，如果未命中（missed），則需要先將數(shù)據(jù)塊讀取到緩存中去。這時(shí)，oracle進(jìn)程需要從空閑列表種找到一個(gè)適合大小的空閑緩存。如果空閑列表中沒(méi)有適合大小的空閑buffer，它就會(huì)從LRU端開(kāi)始查找LRU鏈表，直到找到一個(gè)可重用的緩存塊或者達(dá)到最大查找塊數(shù)限制。在查找過(guò)程中，如果進(jìn)程找到一個(gè)臟緩存塊，它將這個(gè)緩存塊移到寫鏈表中去，然后繼續(xù)查找。當(dāng)它找到一個(gè)空閑塊后，就從磁盤中讀取數(shù)據(jù)塊到緩存塊中，并將這個(gè)緩存塊移到LRU鏈表的MRU端。 當(dāng)有新的對(duì)象需要請(qǐng)求分配buffer時(shí)，會(huì)通過(guò)內(nèi)存管理模塊請(qǐng)求分配空閑的或者可重用的buffer。“free buffer requested”就是產(chǎn)生這種請(qǐng)求的次數(shù)； 當(dāng)請(qǐng)求分配buffer時(shí)，已經(jīng)沒(méi)有適合大小的空閑buffer時(shí)，需要從LRU鏈表上獲取到可重用的buffer。但是，LRU鏈表上的buffer并非都是立即可重用的，還會(huì)存在一些塊正在被讀寫或者已經(jīng)被別的用戶所等待。根據(jù)LRU算法，查找可重用的buffer是從鏈表的LRU端開(kāi)始查找的，如果這一段的前面存在這種不能理解被重用的buffer，則需要跳過(guò)去，查找鏈表中的下一個(gè)buffer?！?span lang="EN-US">free buffer inspected”就是被跳過(guò)去的buffer的數(shù)目。 如果Oracle用戶進(jìn)程達(dá)到查找塊數(shù)限制后還沒(méi)有找到空閑緩存，它就停止查找LRU鏈表，并且通過(guò)信號(hào)同志DBW0進(jìn)程將臟緩存寫入磁盤去。 下面就是oracle用戶進(jìn)程訪問(wèn)一個(gè)數(shù)據(jù)塊的偽代碼：   user_process_access_block(block) {     if (search_lru(block))     {         g_cache_hit++;         return read_block_from_buffer_cache(block);     }     else     {         g_cache_missed++;         search_count = 1;         searched = FALSE;         set_lru_latch_context();         buffer_block = get_lru_from_lru();           do         {             if (block == buffer_block)             {                 set_buffer_block(buffer_block, read_block_from_datafile(block);                 move_buffer_block_to_mru(buffer_block);                 searched = TRUE;             }               search_count++;             buffer_block = get_next_from_lru(buffer_block);         }while(!searched && search_count < BUFFER_SEARCH_THRESHOLD)           free_lru_latch_context();           if (!searched)         {             buffer_block = signal_dbw0_write_dirty_buffer();             set_buffer_block(buffer_block, read_block_from_datafile(block);             move_buffer_block_to_mru(buffer_block);         }           return buffer_block;     } }   ·        全表掃描 當(dāng)發(fā)生全表掃描（Full Table Scan）時(shí)，用戶進(jìn)程讀取表的數(shù)據(jù)塊，并將他們放在LRU鏈表的LRU端（和上面不同，不是放在MRU端）。這樣做的目的是為了使全表掃描的數(shù)據(jù)盡快被移出。因?yàn)槿頀呙枰话惆l(fā)生的頻率較低，并且全表掃描的數(shù)據(jù)塊大部分在以后都不會(huì)被經(jīng)常使用到。 而如果你希望全表掃描的數(shù)據(jù)能被cache住，使之在掃描時(shí)放在MRU端，可以通過(guò)在創(chuàng)建或修改表（或簇）時(shí)，指定CACHE參數(shù)。 ·        Flush Buffer 回顧一下前面一個(gè)用戶進(jìn)程訪問(wèn)一個(gè)數(shù)據(jù)塊的過(guò)程，如果訪問(wèn)的數(shù)據(jù)塊不在buffer cache中，就需要掃描LRU鏈表，當(dāng)達(dá)到掃描塊數(shù)限制后還沒(méi)有找到空閑buffer，就需要通知DBW0將臟緩存回寫到磁盤。分析一下偽代碼，在這種情況下，用戶進(jìn)程訪問(wèn)一個(gè)數(shù)據(jù)塊的過(guò)程是最長(zhǎng)的，也就是效率最低的。如果一個(gè)系統(tǒng)中存在大量的臟緩沖，那么就可能導(dǎo)致用戶進(jìn)程訪問(wèn)數(shù)據(jù)性能下降。 我們可以通過(guò)人工干預(yù)將所有臟緩沖回寫到磁盤去，這就是flush buffer。 在9i，可以用以下語(yǔ)句： alter system set events = 'immediate trace name flush_cache'; --9i 在10g，可以用以下方式（9i的方式在10g仍然有效）： alter system flush buffer_cache; -- 10g 另外，9i的設(shè)置事件的方式可以是針對(duì)系統(tǒng)全部的，也可以是對(duì)會(huì)話的（即將該會(huì)話造成的臟緩沖回寫）。 1.1.3.2.            Buffer Cache的重要參數(shù)配置 Oracle提供了一些參數(shù)用于控制Buffer Cache的大小等特性。下面介紹一下這些參數(shù)。 ·        Buffer Cache的大小配置 由于Buffer Cache中存放的是從數(shù)據(jù)文件中來(lái)的數(shù)據(jù)塊的拷貝，因此，它的大小的計(jì)算也是以塊的尺寸為基數(shù)的。而數(shù)據(jù)塊的大小是由參數(shù)db_block_size指定的。9i以后，塊的大小默認(rèn)是8K，它的值一般設(shè)置為和操作系統(tǒng)的塊尺寸相同或者它的倍數(shù)。 而參數(shù)db_block_buffers則指定了Buffer Cache中緩存塊數(shù)。因此，buffer cache的大小就等于db_block_buffers * db_block_size。 在9i以后，Oracle引入了一個(gè)新參數(shù)：db_cache_size。這個(gè)參數(shù)可以直接指定Buffer Cache的大小，而不需要通過(guò)上面的方式計(jì)算出。它的默認(rèn)值48M，這個(gè)數(shù)對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)一般是不夠用的。 注意：db_cache_size和db_block_buffers是不能同時(shí)設(shè)置的，否則實(shí)例啟動(dòng)時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)。 SQL> alter system set db_block_buffers=16384 scope=spfile;   system altered.   SQL> alter system set db_cache_size=128M scope=spfile;   system altered.   SQL> startup force   ORA-00381: cannot use both new and old parameters for buffer cache size specification   9i以后，推薦使用db_cache_size來(lái)指定buffer cache的大小。 在OLTP系統(tǒng)中，對(duì)于DB_CACHE_SIZE的設(shè)置，我的推薦配置是： DB_CACHE_SIZE = SGA_MAX_SIZE/2 ～ SGA_MAX_SIZE*2/3 最后，DB_CACHE_SIZE是可以聯(lián)機(jī)修改的，即實(shí)例無(wú)需重啟，除非增大Buffer Cache導(dǎo)致SGA實(shí)際大小大于SGA_MAX_SIZE。 ·        多種塊尺寸系統(tǒng)中的Buffer Cache的配置 從9i開(kāi)始，Oracle支持創(chuàng)建不同塊尺寸的表空間，并且可以為不同塊尺寸的數(shù)據(jù)塊指定不同大小的buffer cache。 9i以后，除了SYSTEM表空間和TEMPORARY表空間必須使用標(biāo)準(zhǔn)塊尺寸外，所有其他表空間都可以最多指定四種不同的塊尺寸。而標(biāo)準(zhǔn)塊尺寸還是由上面的所說(shuō)的參數(shù)db_block_size來(lái)指定。而db_cache_size則是標(biāo)致塊尺寸的buffer cache的大小。 非標(biāo)準(zhǔn)塊尺寸的塊大小可以在創(chuàng)建表空間（CREATE TABLESPACE）是通過(guò)BLOCKSIZE參數(shù)指定。而不同塊尺寸的buffer cache的大小就由相應(yīng)參數(shù)DB_nK_CACHE_SZIE來(lái)指定，其中n可以是2，4，8，16或者32。例如，你創(chuàng)建了一個(gè)塊大小為16K的非標(biāo)準(zhǔn)塊尺寸的表空間，你就可以通過(guò)設(shè)置DB_16K_CACHE_SIZE為來(lái)指定緩存這個(gè)表空間數(shù)據(jù)塊的buffer cache的大小。 任何一個(gè)尺寸的Buffer Cache都是不可以緩存其他尺寸的數(shù)據(jù)塊的。因此，如果你打算使用多種塊尺寸用于你的數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)，你必須最少設(shè)置DB_CACHE_SIZE和DB_nK_CACHE_SIZE中的一個(gè)參數(shù)（10g后，指定了SGA_TARGET就可以不需要指定Buffer Cache的大?。２⑶?，你需要給你要用到的非標(biāo)準(zhǔn)塊尺寸的數(shù)據(jù)塊指定相應(yīng)的Buffer Cache大小。這些參數(shù)使你可以為系統(tǒng)指定多達(dá)4種不同塊尺寸的Buffer Cache。 另外，請(qǐng)注意一點(diǎn)，DB_nK_CACHE_SIZE 參數(shù)不能設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)塊尺寸的緩沖區(qū)大小。舉例來(lái)說(shuō)，如果 DB_BLOCK_SIZE 設(shè)定為 4K，就不能再設(shè)定 DB_4K_CACHE_SIZE 參數(shù)。 ·        多緩沖池 你可以配置不同的buffer cache，可以達(dá)到不同的cache數(shù)據(jù)的目的。比如，可以設(shè)置一部分buffer cache緩存過(guò)的數(shù)據(jù)在使用后后馬上釋放，使后來(lái)的數(shù)據(jù)可以立即使用緩沖池；還可以設(shè)置數(shù)據(jù)進(jìn)入緩沖池后就被keep住不再釋放。部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象（表、簇、索引以及分區(qū)）可以控制他們的數(shù)據(jù)緩存的行為，而這些不同的緩存行為就使用不同緩沖池。 o        保持緩沖池（Keep Buffer Pool）用于緩存那些永久駐入內(nèi)存的數(shù)據(jù)塊。它的大小由參數(shù)DB_KEEP_CACHE_SZIE控制； o        回收緩沖池（Recycle Buffer Pool）會(huì)立即清除那些不在使用的數(shù)據(jù)緩存塊。它的大小由參數(shù)DB_RECYLE_CACHE_SIZE指定； o        默認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)緩存池，也就是上面所說(shuō)的DB_CACHE_SIZE指定。 這三個(gè)參數(shù)相互之間是獨(dú)立的。并且他們都只適用于標(biāo)準(zhǔn)塊尺寸的數(shù)據(jù)塊。與8i兼容參數(shù)DB_BLOCK_BUFFERS相應(yīng)的，DB_KEEP_CACHE_SIZE對(duì)應(yīng)有BUFFER_POOL_KEEP、DB_RECYLE_CACHE_SIZE對(duì)應(yīng)有BUFFER_POOL_RECYCLE。同樣，這些參數(shù)之間是互斥的，即DB_KEEP_CACHE_SIZE和BUFFER_POOL_KEEP之間只能設(shè)置一個(gè)。 ·        緩沖池建議器 從9i開(kāi)始，Oracle提供了一些自動(dòng)優(yōu)化工具，用于調(diào)整系統(tǒng)配置，提高系統(tǒng)性能。建議器就是其中一種。建議器的作用就是在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)監(jiān)視相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，給相關(guān)配置在不同情況下的性能效果，提供給DBA做決策，以選取最佳的配置。 9i中，Buffer Cache就有了相應(yīng)的建議器。參數(shù)db_cache_advice用于該建議器的開(kāi)關(guān)，默認(rèn)值為FALSE（即關(guān)）。當(dāng)設(shè)置它為TRUE后，在系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，就可以查詢視圖v$db_cache_advice來(lái)決定如何使之DB_CACHE_SIZE了。關(guān)于這個(gè)建議器和視圖，我們會(huì)在下面的內(nèi)容中介紹。 ·        其他相關(guān)參數(shù) DB_BLOCK_LRU_LATCHES LRU鏈表作為一個(gè)內(nèi)存對(duì)象，對(duì)它的訪問(wèn)是需要進(jìn)行鎖(latch)控制的，以防止多個(gè)用戶進(jìn)程同時(shí)使用一個(gè)空閑緩存塊。DB_BLOCK_LRU_LATCHES設(shè)置了LUR latch的數(shù)量范圍。Oracle通過(guò)一系列的內(nèi)部檢測(cè)來(lái)決定是否使用這個(gè)參數(shù)值。如果這個(gè)參數(shù)沒(méi)有設(shè)置，Oracle會(huì)自動(dòng)為它計(jì)算出一個(gè)值。一般來(lái)說(shuō)，oracle計(jì)算出來(lái)的值是比較合理，無(wú)需再去修改。 9i以后這個(gè)參數(shù)是隱含參數(shù)。對(duì)于隱含參數(shù)，我建議在沒(méi)有得到Oracle支持的情況下不要做修改，否則，如果修改了，Oracle是可以拒絕為你做支持的。   DB_WRITER_PROCESSES 在前面分析Oracle讀取Buffer Cache時(shí)，提到一個(gè)Oracle重要的后臺(tái)進(jìn)程DBW0，這個(gè)（或這些）進(jìn)程負(fù)責(zé)將臟緩存塊寫回到數(shù)據(jù)文件種去，稱為數(shù)據(jù)庫(kù)書寫器進(jìn)程（Database Writer Process）。DB_WRITER_PROCESSES參數(shù)配置寫進(jìn)程的個(gè)數(shù)，各個(gè)進(jìn)程以DBWn區(qū)分，其中n>=0，是進(jìn)程序號(hào)。一般情況下，DB_WRITER_PROCESSES = MAX(1, TRUNC(CPU數(shù)/8))。也就是說(shuō)，CPU數(shù)小于8時(shí)，DB_WRITER_PROCESSES為1，即只有一個(gè)寫進(jìn)程DBW0。這對(duì)于一般的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)也是足夠用。當(dāng)你的系統(tǒng)的修改數(shù)據(jù)的任務(wù)很重，并且已經(jīng)影響到性能時(shí)，可以調(diào)整這個(gè)參數(shù)。這個(gè)參數(shù)不要超過(guò)CPU數(shù)，否則多出的進(jìn)程也不會(huì)起作用，另外，它的最大值不能超過(guò)20。 DBWn進(jìn)程除了上面提到的在用戶進(jìn)程讀取buffer cache時(shí)會(huì)被觸發(fā)，還能被Checkpoint觸發(fā)（Checkpoint是實(shí)例從redo log中做恢復(fù)的起始點(diǎn)）。