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

時(shí)間:2015/6/28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。可通過(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(méi)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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