再述oracle数据库体系结构 之三:内存结构与动态内存管理

第七篇 再述oracle数据库体系结构 之三:内存结构与动态内存管理
　　内存是影响数据库性能的重要因素。
　　oracle8i使用静态内存管理，即，SGA内是预先在参数中配置好的，数据库启动时就按这些配置来进行内在分配，oracle10g引入了动态内存管理，即在数据库运行过程中，内存大小可以在线修改与自动配置。
　　oracle数据库的内存可以分为：系统全局区、程序全局区、排序区、大池、java池。
一、系统全局区(SGA)
  系统全局区的数据被多个用户共享。当数据库实例启动时，系统全局区内存被自动分配。SGA按作用的不同，又分为：数据缓冲区、日志缓冲区、共享池。
1.数据缓冲区
　　数据缓冲区用于存储从磁盘数据文件中读入的数据，供所有用户共享。修改、插入的数据存储在数据缓冲区中，修改完成或DBWR进程执行时，数据被写入数据文件。
　　几个概念：
LRU:最近最少使用，系统按这个原则对缓冲区中的数据进行替换。
Dirty:脏数据，指修改后还没有写到数据文件中的数据。
　　在9i之前，数据缓冲区的大小是由DB_BLOCK_BUFFER确定，之后的版本中，是由参数DB_CACHE_SIZE及DB_nK_CACHE_SIZE确定。不同的表空间可以使用不同的块大小，在创建表空间中加入参数BLOCKSIZE指定该表空间数据块的大小，如果指定的是2k，则对应的缓冲区大小为DB_2K_CACHE_SIZE参数的值，如果指定的是4k，则对应的缓冲区大小为DB_4K_CACHE_SIZE参数的值，以此类推。如果不指定BLOCKSIZE，则默认为参数DB_BLOCK_SIZE的值，对应的缓冲区大小是DB_CACHE_SIZE的值。
　　缓冲区的设置对性能影响是很突出的。设一个查询要读取的数据块数为A,能够从缓冲区读取到的数据块数为Ｃ，需要从磁盘读取的数据块数为Ｄ，那么Ａ＋Ｃ＋Ｄ，则Ｃ／Ａ称为数据缓冲区的命中率。以下语句计算数据缓冲区的命中率：
SQL>SELECT A.VALUE+B.VALUE "LOGICAL_READS",C.VALUE "PHYS_READS",
    ROUND(100*((A.VALUE+B.VALUE)-C.VALUE)/(A.VALUE+B.VALUE)) "BUFFER HIT RATIO"
    FROM V$SYSSTAT A,V$SYSSTAT C
    WHERE A.STATICSTIC#=38 AND B.STATISTIC#=39 AND C.STATICSTIC#=40
一般要求命中率在90％以下，如果命中率太低，就应适当调整数据缓冲区的大小。

2.日志缓冲区
　　日志缓冲区用于缓冲事务日志，在适当的时候再由LGWR进程写入日志文件。日志缓冲区的大小由参数LOG_BUGGER设定。
　　日志在进入日志缓冲区时，如果日志缓冲区过小而没有空闲空间，就要等待LGWR将缓冲区中原有的日志写入日志文件以腾出空闲空间。如果有足够的空闲空间，则无需等待，直接写入日志缓冲区中。那么这个 等待的次数/总次数(等待+非等待) 就称为日志缓冲区的失败率，可以通过以下语句计算：
sql>select name,gets,misses,immediate_get,immediate_misses,
    decode(gets,0,0,misses/gets*100 ratio1,
    decode(immediate_gets+immdiate_misses,0,0,immediate_misses/(immdiate_gets+immediate_misses)*100) ratio2
    from v$latch where name in ('redo allocation','redo copy');
　　显然，失败率也是影响性能的重要因素，就要实际情况调整log_buffer的大小。

3.共享池
　　共享池是对sql,pl/sql程序进行语法分析，编译，执行的内存区域。包括：库缓冲区(library cache),数据字典缓冲区(data dictinary cache)，用户全局区(user global area)三个部分。
　　共享池的大小由参数shared_pool_size设定。
　　查询数据字典的成功与失败次数：
sql>select sum(gets) "dictionary gets",
           sum(getmisses) "dictionary cache getmisses",
           from v$rowcache
   计算共享池记取数据字典的成功率：
sql>select parameter,gets,getmisses,getmisses/(gets+getmisses)*100 "miss ratio",(1-sum(getmisses)/sum(gets)+sum(getmisses))))*100 "hit ratio" from v$rowcache where gets+getmisses<>0 group by parameter,gets,getmisses;
　　计算缓存的失败率，结果应小于1%:
sql>select sum(pins) "total pins",sum(reloads) "total reloads",
           sum(reloads)/sum(pins)*100 libcahe from v$librarycache;

  以上分析了SGA的三个部分，要查看SGA的总大小或空闲空间，使用比率，如下：
sql>select * from v$sga
sql>select name,sgasize/1024/1024 "allocated(m)",bytes/1024 "空闲空间百分比(%)" from (select sum(bytes) sgasize from sys.v_$sgastat) s,sys.v_sgastat f where f.name='free mamory';

二、程序全局区
　　程序全局区(PGA)是包含单个用户或服务器数据的控制信息的内存区域。是在用户进程连接到oracle数据库并创建一个会话时，由oracle自动分配的，它是非共享区，主要用于在编程时存储变量与数组。会话结束时，ＰＧＡ被释放。

三、排序区
　　排序区用于sql的order by。oracle优先使用排序区进行排序，如果内存不够，oracle自动使用临时表空间进行排序。
　　参数sort_area_size用于设置排序区的大小。

四、大池
　　大池用于数据库备份工具－RMAN。
　　大池的大小由参数large_pool_size确定。

五、java池
　　从8i开始，oracle增加了对java的支持，所以系统提供了java池，其大小由参数java_pool_size设定。

六、oracle10g的自动共享内存管理
1.什么是自动共享内存管理?
　　在10g以前的版本中，SGA的各个部分，share_pool_size,db_cache_size等需要由管理员手动设置大小，当数据库负荷太大时，若没有调整这些参数的大小，就会产生“无法分配内存”的错误。在10g中，将参数statistics_level设置为typecal 或all,再使用新参数SGA_TARGET设置SGA内存区的部大小即可，无需定义每个参数的大小，系统会根据需要自动在多个组件之间分配内存大小。

2.自动共享内存管理时，设置SGA各部分内存参数的最小值限制
　　如果同时设置了SGA_TARGET和各内存参数，如：
SGA_TARGET=300M
SHARED_POOL_SIZE=32M
DB_CACHE_SIZE=90M
则表示共享池和数据缓冲区至少会分配32M和90M内存，剩下的可由系统自动分配的内存为:
300-32-90=172M

3.手动内存管理转换为自动管理
　　只要设置新参数SGA_TARGET即可，如：
SGA_TARGET=1000M
　  在自动内存管理模式下，如果数据库使用SPFILE，那么在数据库关闭后，系统会将上一次数据库关闭时的内存分配状态记录下来。因此，如果是自动内存管理，最好使用SPFILE而非PFILE。