Oracke 内存解析.docx
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Oracke 内存解析.docx
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Oracke内存解析
Oracle内存全面分析
(1)
来源:
www.HelloDBA.com
Oracle的内存配置与oracle性能息息相关。
而且关于内存的错误(如4030、4031错误)都是十分令人头疼的问题。
可以说,关于内存的配置,是最影响Oracle性能的配置。
内存还直接影响到其他两个重要资源的消耗:
CPU和IO。
首先,看看Oracle内存存储的主要内容是什么:
∙程序代码(PLSQL、Java);
∙关于已经连接的会话的信息,包括当前所有活动和非活动会话;
∙程序运行时必须的相关信息,例如查询计划;
∙Oracle进程之间共享的信息和相互交流的信息,例如锁;
∙那些被永久存储在外围存储介质上,被cache在内存中的数据(如redolog条目,数据块)。
此外,需要记住的一点是,Oracle的内存是与实例对应的。
也就是说,一个实例就有一个独立的内存结构。
先从Oracle内存的组成架构介绍。
1. Oracle的内存架构组成
Oracle的内存,从总体上讲,可以分为两大块:
共享部分(主要是SGA)和进程独享部分(主要是PGA和UGA)。
而这两部分内存里面,根据功能不同,还分为不同内存池(Pool)和内存区(Area)。
下面就是Oracle内存构成框架图:
SGA
SharePool
BufferCache
RedoLogBuffer
JavaPool
StreamPool(10g)
LargePool
PGA*n
Bitmapmergearea
SortArea
HashArea
UGA*n
CUA*n
下面分别介绍这两块内存区。
1.1. SGA(SystemGlobalArea)
SGA(SystemGlobalArea系统全局区域)是一组包含一个Oracle实例的数据和控制信息的共享内存结构。
这句话可以说是SGA的定义。
虽然简单,但其中阐述了SGA几个很重要的特性:
1、SGA的构成——数据和控制信息,我们下面会详细介绍;2、SGA是共享的,即当有多个用户同时登录了这个实例,SGA中的信息可以被它们同时访问(当涉及到互斥的问题时,由latch和enquence控制);3、一个SGA只服务于一个实例,也就是说,当一台机器上有多个实例运行时,每个实例都有一个自己的SGA,尽管SGA来自于OS的共享内存区,但实例之间不能相互访问对方的SGA区。
Oracle进程和一个SGA就构成了一个Oracle实例。
当实例启动时,Oracle会自动从系统中分配内存给SGA,而实例关闭时,操作系统会回收这些内存。
下面就是当实例启动后,显示已经分配了SGA:
SQL>startup
ORACLEinstancestarted.
TotalSystemGlobalArea 289406976bytes
FixedSize 1248576bytes
VariableSize 117441216bytes
DatabaseBuffers 163577856bytes
RedoBuffers 7139328bytes
Databasemounted.
Databaseopened.
SQL>
SGA区是可读写的。
所有登录到实例的用户都能读取SGA中的信息,而在oracle做执行操作时,服务进程会将修改的信息写入SGA区。
SGA主要包括了以下的数据结构:
∙数据缓冲(BufferCache)
∙重做日志缓冲(RedoLogBuffer)
∙共享池(SharedPool)
∙Java池(JavaPool)
∙大池(LargePool)
∙流池(StreamsPool---10g以后才有)
∙数据字典缓存(DataDictionaryCache)
∙其他信息(如数据库和实例的状态信息)
最后的两种内存信息会被实例的后台进程所访问,它们在实例启动后就固定在SGA中了,而且不会改变,所以这部分又称为固定SGA(FixedSGA)。
这部分区域的大小一般小于100K。
此外,用于并非进程控制的锁(latch)的信息也包含在SGA区中。
SharedPool、JavaPool、LargePool和StreamsPool这几块内存区的大小是相应系统参数设置而改变的,所以有通称为可变SGA(VariableSGA)。
1.1.1. SGA的重要参数和特性
在设置SGA时,有一些很重要的参数,它们设置正确与否,会直接影响到系统的整体性能。
下面一一介绍他们:
∙ SGA_MAX_SIZE
SGA区包括了各种缓冲区和内存池,而大部分都可以通过特定的参数来指定他们的大小。
但是,作为一个昂贵的资源,一个系统的物理内存大小是有限。
尽管对于CPU的内存寻址来说,是无需关系实际的物理内存大小的(关于这一点,后面会做详细的介绍),但是过多的使用虚拟内存导致pagein/out,会大大影响系统的性能,甚至可能会导致系统crash。
所以需要有一个参数来控制SGA使用虚拟内存的最大大小,这个参数就是SGA_MAX_SIZE。
当实例启动后,各个内存区只分配实例所需要的最小大小,在随后的运行过程中,再根据需要扩展他们的大小,而他们的总和大小受到了SGA_MAX_SIZE的限制。
当试图增加一个内存的大小,并且如果这个值导致所有内存区大小总和大于SGA_MAX_SIZE时,oracle会提示错误,不允许修改。
当然,如果在设置参数时,指定区域为spfile时(包括修改SGA_MAX_SIZE本身),是不会受到这个限制的。
这样就可能出现这样的情况,在spfile中,SGA各个内存区设置大小总和大于SGA_MAX_SIZE。
这时,oracle会如下处理:
当实例再次启动时,如果发现SGA各个内存总和大于SGA_MAX_SIZE,它会将SGA_MAX_SIZE的值修改为SGA各个内存区总和的值。
SGA所分配的是虚拟内存,但是,在我们配置SGA时,一定要使整个SGA区都在物理内存中,否则,会导致SGA频繁的页入/页出,会极大影响系统性能。
对于OLTP系统,我个人建议可以如下配置SGA_MAX_SIZE(一般有经验的DBA都会有自己的默认配置大小,你也可以通过一段时间的观察、调整自己的系统来得到适合本系统的参数配置):
系统内存
SGA_MAX_SIZE值
1G
400-500M
2G
1G
4G
2500M
8G
5G
SGA的实际大小可以通过以下公式估算:
SGA实际大小=DB_CACHE_SIZE+DB_KEEP_CACHE_SIZE+DB_RECYCLE_CACHE_SIZE+DB_nk_CACHE_SIZE+SHARED_POOL_SIZE+LARGE_POOL_SIZE+JAVA_POOL_SIZE+STREAMS_POOL_SIZE(10g中的新内存池)+LOG_BUFFERS+11K(RedoLogBuffer的保护页)+1MB+16M(SGA内部内存消耗,适合于9i及之前版本)
公式种涉及到的参数在下面的内容种会一一介绍。
∙ PRE_PAGE_SGA
我们前面提到,oracle实例启动时,会只载入各个内存区最小的大小。
而其他SGA内存只作为虚拟内存分配,只有当进程touch到相应的页时,才会置换到物理内存中。
但我们也许希望实例一启动后,所有SGA都分配到物理内存。
这时就可以通过设置PRE_PAGE_SGA参数来达到目的了。
这个参数的默认值为FALSE,即不将全部SGA置入物理内存中。
当设置为TRUE时,实例启动会将全部SGA置入物理内存中。
它可以使实例启动达到它的最大性能状态,但是,启动时间也会更长(因为为了使所有SGA都置入物理内存中,oracle进程需要touch所有的SGA页)。
我们可以通过TopShow工具(本站原创工具,可在http:
//www.HelloDBA.com/Download/TopShow.html中下载)来观察windows(Unix下的内存监控比较复杂,这里暂不举例)下参数修改前后的对比。
PRE_PAGE_SGA为FALSE:
SQL>showparametersga
NAME TYPE VALUE
-------------------------------------------------------------------------
lock_sga boolean FALSE
pre_page_sga boolean FALSE
sga_max_size biginteger276M
sga_target biginteger276M
SQL>startupforce
ORACLEinstancestarted.
TotalSystemGlobalArea 289406976bytes
FixedSize 1248576bytes
VariableSize 117441216bytes
DatabaseBuffers 163577856bytes
RedoBuffers 7139328bytes
Databasemounted.
Databaseopened.
SQL>
启动后,Oracle的内存情况
可以看到,实例启动后,oracle占用的物理内存只有168M,远小于SGA的最大值288M(实际上,这部分物理内存中还有一部分进程的PGA和OracleService占用的内存),而虚拟内存则为340M。
将PRE_PAGE_SGA修改为TRUE,重启实例:
SQL>altersystemsetpre_page_sga=truescope=spfile;
Systemaltered.
SQL>startupforce
ORACLEinstancestarted.
TotalSystemGlobalArea 289406976bytes
FixedSize 1248576bytes
VariableSize 117441216bytes
DatabaseBuffers 163577856bytes
RedoBuffers 7139328bytes
Databasemounted.
Databaseopened.
再观察启动后Oracle的内存分配情况:
这时看到,实例启动后物理内存达到了最大343M,于虚拟内存相当。
这时,oracle实例已经将所有SGA分配到物理内存。
当参数设置为TRUE时,不仅在实例启动时,需要touch所有的SGA页,并且由于每个oracle进程都会访问SGA区,所以每当一个新进程启动时(在DedicatedServer方式中,每个会话都会启动一个Oracle进程),都会touch一遍该进程需要访问的所有页。
因此,每个进程的启动时间页增长了。
所以,这个参数的设置需要根据系统的应用情况来设定。
在这种情况下,进程启动时间的长短就由系统内存的页的大小来决定了。
例如,SGA大小为100M,当页的大小为4K时,进程启动时需要访问100000/4=25000个页,而如果页大小为4M时,进程只需要访问100/4=25个页。
页的大小是由操作系统指定的,并且是无法修改的。
但是,要记住一点:
PRE_PAGA_SGA只是在启动时将物理内存分配给SGA,但并不能保证系统在以后的运行过程不会将SGA中的某些页置换到虚拟内存中,也就是说,尽管设置了这个参数,还是可能出现PageIn/Out。
如果需要保障SGA不被换出,就需要由另外一个参数LOCK_SGA来控制了。
∙ LOCK_SGA
上面提到,为了保证SGA都被锁定在物理内存中,而不必页入/页出,可以通过参数LOCK_SGA来控制。
这个参数默认值为FALSE,当指定为TRUE时,可以将全部SGA都锁定在物理内存中。
当然,有些系统不支持内存锁定,这个参数也就无效了。
∙ SGA_TARGET
这里要介绍的时Oracle10g中引入的一个非常重要的参数。
在10g之前,SGA的各个内存区的大小都需要通过各自的参数指定,并且都无法超过参数指定大小的值,尽管他们之和可能并没有达到SGA的最大限制。
此外,一旦分配后,各个区的内存只能给本区使用,相互之间是不能共享的。
拿SGA中两个最重要的内存区BufferCache和SharedPool来说,它们两个对实例的性能影响最大,但是就有这样的矛盾存在:
在内存资源有限的情况下,某些时候数据被cache的需求非常大,为了提高bufferhit,就需要增加BufferCache,但由于SGA有限,只能从其他区“抢”过来——如缩小SharedPool,增加BufferCache;而有时又有大块的PLSQL代码被解析驻入内存中,导致SharedPool不足,甚至出现4031错误,又需要扩大SharedPool,这时可能又需要人为干预,从BufferCache中将内存夺回来。
有了这个新的特性后,SGA中的这种内存矛盾就迎刃而解了。
这一特性被称为自动共享内存管理(AutomaticSharedMemoryManagementASMM)。
而控制这一特性的,也就仅仅是这一个参数SGA_TARGE。
设置这个参数后,你就不需要为每个内存区来指定大小了。
SGA_TARGET指定了SGA可以使用的最大内存大小,而SGA中各个内存的大小由Oracle自行控制,不需要人为指定。
Oracle可以随时调节各个区域的大小,使之达到系统性能最佳状态的个最合理大小,并且控制他们之和在SGA_TARGET指定的值之内。
一旦给SGA_TARGET指定值后(默认为0,即没有启动ASMM),就自动启动了ASMM特性。
设置了SGA_TARGET后,以下的SGA内存区就可以由ASMM来自动调整:
∙共享池(SharedPool)
∙Java池(JavaPool)
∙大池(LargePool)
∙数据缓存区(BufferCache)
∙流池(StreamsPool)
对于SGA_TARGET的限制,它的大小是不能超过SGA_MAX_SIZE的大小的。
SQL>showparametersga
NAME TYPE VALUE
-----------------------------------------------------------------------------
lock_sga boolean FALSE
pre_page_sga boolean FALSE
sga_max_size biginteger276M
sga_target biginteger276M
SQL>
SQL>
SQL>
SQL>altersystemsetsga_target=280M;
altersystemsetsga_target=280M
*
ERRORatline1:
ORA-02097:
parametercannotbemodifiedbecausespecifiedvalueisinvalid
ORA-00823:
Specifiedvalueofsga_targetgreaterthansga_max_size
另外,当指定SGA_TARGET小于SGA_MAX_SIZE,实例重启后,SGA_MAX_SIZE就自动变为和SGA_TARGET一样的值了。
SQL>showparametersga
NAME TYPE VALUE
-----------------------------------------------------------------------------
lock_sga boolean FALSE
pre_page_sga boolean FALSE
sga_max_size biginteger276M
sga_target biginteger276M
SQL>altersystemsetsga_target=252M;
Systemaltered.
SQL>showparametersga
NAME TYPE VALUE
-----------------------------------------------------------------------------
lock_sga boolean FALSE
pre_page_sga boolean FALSE
sga_max_size biginteger276M
sga_target biginteger252M
SQL>startupforce
ORACLEinstancestarted.
TotalSystemGlobalArea 264241152bytes
FixedSize 1248428bytes
VariableSize 117441364bytes
DatabaseBuffers 138412032bytes
RedoBuffers 7139328bytes
Databasemounted.
Databaseopened.
SQL>showparametersga
NAME TYPE VALUE
-----------------------------------------------------------------------------
lock_sga boolean FALSE
pre_page_sga boolean FALSE
sga_max_size biginteger252M
sga_target biginteger252M
SQL>
对于SGA_TARGET,还有重要一点就是,它的值可以动态修改(在SGA_MAX_SIZE范围内)。
在10g之前,如果需要修改SGA的大小(即修改SGA_MAX_SIZE的值)需要重启实例才能生效。
当然,在10g中,修改SGA_MAX_SIZE的值还是需要重启的。
但是有了SGA_TARGET后,可以将SGA_MAX_SIZE设置偏大,再根据实际需要调整SGA_TARGET的值(我个人不推荐频繁修改SGA的大小,SGA_TARGET在实例启动时设置好,以后不要再修改)。
SGA_TARGET带来一个重要的好处就是,能使SGA的利用率达到最佳,从而节省内存成本。
因为ASMM启动后,Oracle会自动根据需要调整各个区域的大小,大大减少了某些区域内存紧张,而某些区域又有内存空闲的矛盾情况出现。
这也同时大大降低了出现4031错误的几率。
∙ use_indirect_data_buffers
这个参数使32位平台使用扩展缓冲缓存基址,以支持支持4GB多物理内存。
设置此参数,可以使SGA突破在32位系统中的2G最大限制。
64位平台中,这个参数被忽略。
Oracle内存全面分析
(2)
作者:
fuyuncat
来源:
www.HelloDBA.com
1.1.2. 关于SGA的重要视图
要了解和观察SGA的使用情况,并且根据统计数据来处理问题和调整性能,主要有以下的几个系统视图。
∙ v$sga
这个视图包括了SGA的的总体情况,只包含两个字段:
name(SGA内存区名字)和value(内存区的值,单位为字节)。
它的结果和showsga的结果一致,显示了SGA各个区的大小:
SQL>select*fromv$sga;
NAME VALUE
------------------------------
FixedSize 1248428
VariableSize 117441364
DatabaseBuffers 138412032
RedoBuffers 7139328
4rowsselected.
SQL>showsga
TotalSystemGlobalArea 264241152bytes
FixedSize 1248428bytes
VariableSize 117441364bytes
DatabaseBuffers 138412032bytes
RedoBuffers 713932
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