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Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)性能優(yōu)化技術(shù)

時(shí)間：2015-06-28 00:00:00 來(lái)源：IT貓撲網(wǎng) 作者：網(wǎng)管聯(lián)盟 我要評(píng)論(0)

　　摘要： Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的大型數(shù)據(jù)庫(kù)之一，而其性優(yōu)化直接關(guān)系到系統(tǒng)的運(yùn)行效率。本文以數(shù)據(jù)庫(kù)性能優(yōu)化的基本原則為出發(fā)點(diǎn)，闡述了在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)階段如何避免競(jìng)爭(zhēng)和如何優(yōu)化數(shù)據(jù)訪問(wèn)，在數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行階段如何從操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例級(jí)別上調(diào)整內(nèi)存和I/O來(lái)達(dá)到數(shù)據(jù)庫(kù)性能優(yōu)化的各種技術(shù)。

　　關(guān)鍵詞：Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)；性能優(yōu)化；內(nèi)存；I/O

　　1. 引言

　　隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和電子商務(wù)的不斷發(fā)展，各個(gè)站點(diǎn)的訪問(wèn)量越來(lái)越大，數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模也隨之不斷的擴(kuò)大，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的性能問(wèn)題就越來(lái)越突出，因此，如何對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行調(diào)優(yōu)至關(guān)重要：如何使用有限的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源為更多的用戶服務(wù)？如何保證用戶的響應(yīng)速度和服務(wù)質(zhì)量？這些問(wèn)題都屬于服務(wù)器性能優(yōu)化的范疇。

　　作為全球第一大數(shù)據(jù)庫(kù)廠商，Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)在國(guó)內(nèi)外獲得了諸多成功應(yīng)用，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球93%的上市.COM公司、65家"財(cái)富全球100強(qiáng)"企業(yè)不約而同地采用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)開展電子商務(wù)。我國(guó)很多企業(yè)、政府單位及電子商務(wù)網(wǎng)站也采用了Oracle作為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器是高度可優(yōu)化的軟件產(chǎn)品，經(jīng)常性的調(diào)整可以優(yōu)化應(yīng)用系統(tǒng)的性能，防止出現(xiàn)系統(tǒng)瓶頸。

　　數(shù)據(jù)庫(kù)性能優(yōu)化的基本原則就是：通過(guò)盡可能少的磁盤訪問(wèn)獲得所需要的數(shù)據(jù)。要評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)的性能，需要在數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)節(jié)前后比較其評(píng)價(jià)指標(biāo)：響應(yīng)時(shí)間和吞吐量之間的權(quán)衡、數(shù)據(jù)庫(kù)的可用性、數(shù)據(jù)庫(kù)的命中率以及內(nèi)存的使用效率，以此來(lái)衡量調(diào)節(jié)措施的效果和指導(dǎo)調(diào)整的方向。

　　對(duì)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行性能調(diào)整時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照一定的順序進(jìn)行，因?yàn)橄到y(tǒng)在前面步驟中進(jìn)行的調(diào)整可以避免后面的一些不必要調(diào)整或者代價(jià)很大的調(diào)整。一般來(lái)說(shuō)可以從兩個(gè)階段入手：

　　1、設(shè)計(jì)階段：對(duì)其邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使之在滿足需求條件的情況下,系統(tǒng)性能達(dá)到最佳，系統(tǒng)開銷達(dá)到最??；

　　2、數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行階段：采取操作系統(tǒng)級(jí)、數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)的一些優(yōu)化措施來(lái)使系統(tǒng)性能最佳；

　　2. 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)階段調(diào)整數(shù)據(jù)庫(kù)

　　為了充分利用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的功能特性，在設(shè)計(jì)信息系統(tǒng)時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)業(yè)務(wù)情況（如訪問(wèn)量或客戶端數(shù)量）和現(xiàn)有資源狀況（如數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的配置）考慮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)：

　　2.1調(diào)整應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

　　即應(yīng)用程序采用的是傳統(tǒng)的C/S兩層體系結(jié)構(gòu)，還是B/W/D三層體系結(jié)構(gòu)。不同的應(yīng)用程序體系結(jié)構(gòu)要求的數(shù)據(jù)庫(kù)資源是不同的。

　　2.2恰當(dāng)使用分區(qū)、索引及存檔功能。

　　如果某種業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)量增長(zhǎng)非?？?，可以考慮存放該業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)庫(kù)表是否使用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的分區(qū)功能；對(duì)于經(jīng)常訪問(wèn)的數(shù)據(jù)庫(kù)表是否需要建立索引；對(duì)于經(jīng)常訪問(wèn)但是當(dāng)業(yè)務(wù)流程完成后不再變動(dòng)的數(shù)據(jù)可采用放入歷史檔案的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)中訪問(wèn)盡可能少的數(shù)據(jù)量。

　　2.3恰當(dāng)編寫訪問(wèn)數(shù)據(jù)的SQL語(yǔ)句。

　　良好的SQL語(yǔ)句可以被數(shù)據(jù)庫(kù)重復(fù)使用而減少分析時(shí)間；恰當(dāng)?shù)氖褂盟饕墒乖L問(wèn)的數(shù)據(jù)塊大大減少?gòu)亩鴾p少響應(yīng)時(shí)間。應(yīng)用程序的執(zhí)行最終將歸結(jié)為數(shù)據(jù)庫(kù)中的SQL語(yǔ)句執(zhí)行，因此SQL語(yǔ)句的執(zhí)行效率決定了Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的性能。Oracle公司推薦使用Oracle語(yǔ)句優(yōu)化器（Oracle Optimizer）和行鎖管理器（row-level manager）來(lái)調(diào)整優(yōu)化SQL語(yǔ)句。

　　2.4調(diào)整硬盤I/O

　　這一步是在信息系統(tǒng)開發(fā)之前完成的。數(shù)據(jù)庫(kù)管理員可以將組成同一個(gè)表空間的數(shù)據(jù)文件放在不同的硬盤上，做到硬盤之間I/O負(fù)載均衡。在磁盤比較富裕的情況下還應(yīng)該遵循以下原則：

　　 將表和索引分開；

　　 創(chuàng)造用戶表空間，與系統(tǒng)表空間（system）分開磁盤；

　　 創(chuàng)建表和索引時(shí)指定不同的表空間；

　　 創(chuàng)建回滾段專用的表空間，防止空間競(jìng)爭(zhēng)影響事務(wù)的完成；

　　 創(chuàng)建臨時(shí)表空間用于排序操作，盡可能的防止數(shù)據(jù)庫(kù)碎片存在于多個(gè)表空間中。

　　2.5確定數(shù)據(jù)塊大小和存儲(chǔ)參數(shù)。

　　由于數(shù)據(jù)庫(kù)的塊大小在數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建以后就不能在修改（除非重建數(shù)據(jù)庫(kù)），因此為了減少數(shù)據(jù)鏈接和行遷移，又提高磁盤空間的利用率，在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)要確定合適的數(shù)據(jù)塊大小和存儲(chǔ)參數(shù)。通常我們是根據(jù)樣例數(shù)據(jù)確定數(shù)據(jù)塊大小，而根據(jù)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)確定存儲(chǔ)參數(shù)。
　　3. 在數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行階段調(diào)整數(shù)據(jù)庫(kù)

　　數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行階段調(diào)整數(shù)據(jù)庫(kù)包括兩個(gè)方面：操作系統(tǒng)級(jí)的調(diào)整；數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)的調(diào)整。

　　3.1 操作系統(tǒng)級(jí)的調(diào)整

　　實(shí)施操作系統(tǒng)級(jí)調(diào)整的主要目的是減少內(nèi)存交換，減少分頁(yè)，使SGA(System Globle Area)可留駐內(nèi)存。

　　3.1.1減少內(nèi)存交換

　　內(nèi)存交換（swapping）可能會(huì)造成很大的內(nèi)存開銷，應(yīng)將它最小化。運(yùn)行在Solaris Unix操作系統(tǒng)上的Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，可利用vmstat或sar命令來(lái)檢查交換，查看到系統(tǒng)級(jí)內(nèi)存和硬盤I/O的使用情況，調(diào)整unix數(shù)據(jù)緩沖池的大小、每個(gè)進(jìn)程所能使用的內(nèi)存大小等參數(shù)。


　　 vmstat命令

　　它報(bào)告Solaris上的進(jìn)程、虛擬內(nèi)存、磁盤、分頁(yè)和CPU的活動(dòng)情況。下面命令將顯示系統(tǒng)每5秒鐘做的事情的概要：
% vmstat 5

　　 sar命令

　　用于監(jiān)控交換、分頁(yè)、磁盤和CPU活動(dòng)。下面命令用于每10秒顯示10次分頁(yè)活動(dòng)的概要：
% sar -p 10 10

　　若系統(tǒng)內(nèi)存交換較多，且需要節(jié)省內(nèi)存，可采用以下措施：

　　1） 避免運(yùn)行不必要的系統(tǒng)daemon進(jìn)程或應(yīng)用程序進(jìn)程；

　　2） 在不明顯影響數(shù)據(jù)塊命中率的前提下減少數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)的數(shù)量，以釋放一些內(nèi)存；

　　3） 減少UNIX文件緩沖區(qū)的數(shù)量（特別是在使用裸設(shè)備時(shí)）。

　　3.1.2控制分頁(yè)

　　少量的內(nèi)存分頁(yè)不會(huì)太顯著地影響系統(tǒng)的性能，因?yàn)閼?yīng)用程序不必全部放在內(nèi)存中。但是分頁(yè)過(guò)多將會(huì)造成系統(tǒng)性能下降。為了檢測(cè)過(guò)多的分頁(yè)，可在快速響應(yīng)或空閑期間運(yùn)行測(cè)量，并與響應(yīng)遲緩時(shí)的測(cè)量進(jìn)行比較?？赏ㄟ^(guò)以下辦法來(lái)解決：

　　 使用vmstat或sar -p監(jiān)控分頁(yè)；

　　　 安裝更多的內(nèi)存；

　　　 將一些工作移到另一系統(tǒng)中；

　　　 配置系統(tǒng)核心使用更少的內(nèi)存；

　　　 保持SGA在單個(gè)共享內(nèi)存段中。

　　3.1.3使SGA(System Globle Area)留駐內(nèi)存

　　SGA是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速訪問(wèn)的一個(gè)系統(tǒng)全局區(qū)，若SGA本身需要頻繁地進(jìn)行釋放、分配，則不可能達(dá)到快速訪問(wèn)數(shù)據(jù)的目的，因此，要求SGA駐留內(nèi)存。這時(shí)，我們可以重新配置UNIX核心，調(diào)整一些操作系統(tǒng)參數(shù)以達(dá)到增加共享內(nèi)存的目的。

　　3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)的調(diào)整

　　每一個(gè)Oracle實(shí)例都是由一組Oracle后臺(tái)進(jìn)程和SGA的一個(gè)內(nèi)存區(qū)組成的。這組后臺(tái)進(jìn)程會(huì)自動(dòng)的讀寫數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)文件，因此，數(shù)據(jù)庫(kù)性能可以被這些因素所影響：SGA各部分的分配是否合理，使用效率是否正常；I/O和鎖競(jìng)爭(zhēng)是否較多。

　　3.2.1 SGA的分配及使用效率

　　分配給每個(gè)實(shí)例的內(nèi)存，即SGA的使用效率如何，會(huì)大大影響數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的性能。SGA由下列部分組成：共享池、數(shù)據(jù)塊緩沖區(qū)、重做日志緩沖區(qū)、大池組成。

　　l 共享池（Shared pool）

　　共享池存放庫(kù)緩存（存儲(chǔ)共享SQL和PL/SQL區(qū)）和數(shù)據(jù)字典緩存（數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象信息）以及會(huì)話期間信息（對(duì)于MTS）。由于這些信息是應(yīng)用程序需要經(jīng)常訪問(wèn)的，因此這些信息需要保持高的命中率?？梢酝ㄟ^(guò)以下語(yǔ)句來(lái)確認(rèn)共享池?cái)?shù)據(jù)的命中率：

　　庫(kù)緩存：

select gethitratio from v$librarycache 應(yīng)大于90%
select sum(reloads)/sum(pins) from v$librarycache 應(yīng)小于1%

　　數(shù)據(jù)字典緩存：

select sum(getmisses)/sum(gets) from v$rowcache 應(yīng)小于15%

　　由于程序設(shè)計(jì)人員的水平參差不齊，可能存在大的匿名塊，這會(huì)導(dǎo)致SQL不能重用，因此需要找出大的匿名塊以轉(zhuǎn)換為存儲(chǔ)過(guò)程達(dá)到重用：

select * from v$sqlarea where command_type=47 and length(sql_text)>500

　　而對(duì)于一些應(yīng)用系統(tǒng)非常頻繁使用的SQL對(duì)象如存儲(chǔ)過(guò)程、函數(shù)、包等，可以通過(guò)釘在內(nèi)存中的方式來(lái)防止由于共享池太小被移出：

exec dbms_shared_pool.keep(對(duì)象名)

　　 數(shù)據(jù)塊緩沖區(qū)（Db block buffer）：

　　數(shù)據(jù)塊緩沖區(qū)存放用戶所經(jīng)常訪問(wèn)的數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)塊內(nèi)容以及用戶修改的數(shù)據(jù)內(nèi)容。數(shù)據(jù)庫(kù)把數(shù)據(jù)文件里的內(nèi)容讀到內(nèi)存中，下次需要時(shí)直接從內(nèi)存中讀取，從而減少了磁盤的I/O和響應(yīng)時(shí)間。當(dāng)然，一般只在比較小的數(shù)據(jù)表（如常用代碼表）才緩存到內(nèi)存中。

　　由于數(shù)據(jù)快緩沖區(qū)中不可能存放所有的數(shù)據(jù)，因此可使用LRU算法來(lái)確定移出哪些數(shù)據(jù)塊，但又盡量保證有較高的數(shù)據(jù)命中率。

　　查看數(shù)據(jù)塊命中率的SQL語(yǔ)句為：

select 1-(phy.value/(cur.value+con.value)) from v$sysstat cur,v$sysstat con,v$sysstat phy
where cur.name='db block gets' and con.name='consistent gets'
and phy.name='physical gets'

　　如果這個(gè)命中率小于0.85，就要考慮為數(shù)據(jù)塊緩沖區(qū)分配更多的內(nèi)存了。

　　 重做日志緩沖區(qū)（Log buffer）：

　　重做日志緩沖區(qū)存放從用戶內(nèi)存區(qū)復(fù)制來(lái)的每個(gè)DML或DDL語(yǔ)句的重做條目。如果這個(gè)緩沖區(qū)分配太小會(huì)導(dǎo)致沒有足夠的空間來(lái)放重做條目而等待。

　　3.2.2 I/O和資源競(jìng)爭(zhēng)

　　由于有眾多的進(jìn)程要寫數(shù)據(jù)文件，因此需要通過(guò)I/O調(diào)整來(lái)解決I/O瓶頸問(wèn)題。如果在設(shè)計(jì)階段有效地考慮了表空間的合理

關(guān)鍵詞標(biāo)簽：技術(shù),優(yōu)化,性能,數(shù)據(jù)庫(kù)

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