Oracle内存管理（之四）

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【深入解析--eygle】学习笔记

1.3 SGA管理

SGA指系统全局区（System Global Area）,是一块用于加载数据、对象并保存运行状态和数据库控制信息的一块内存区域，在数据库实例启动时分配，当实例关闭时释放，每个实例都拥有自己的SGA区。

在第一章曾经?到，当数据库启动到nomount状态时，SGA已经分配，同时启动后台进程，在SQL*Plus中通过show sga命令可以看到SGA的分配情况：

• sys@felix SQL>show parameter sga
• NAME                                 TYPE                   VALUE
• ---------------------------------------------------------- ------------------------------
• lock_sga                             boolean                FALSE
• pre_page_sga                         boolean                FALSE
• sga_max_size                         big integer            400M
• sga_target                           big integer            0
• 16:12:56 sys@felix SQL>
• 
  

连接到Oracle数据库的用户都可以共享SGA中的数据，通常为了更优化的性能，我们总是期望在物理内存允许的情况下，设置更高的SGA区，以减少物理I/O（SGA中数据缓冲区的增大可以有效地减少物理读）。

1.4 SGA

下图是最常见的数据库实例体系结构图，展现了SGA的结构:

1.4.1  固定区域  - Fixed AreaFixed  Size  部分是SGA中的固定部分，包含几千个变量和一些小的数据结构，如Latch或地址指针等，这部分内存分配和特定的数据库版本以及平台有关，不受用户控制，而且这些信息对于数据库来说非常重要，但是通常我们用户不需要关心。

固定部分只需要很小的内存，可以通过一个内部表X$KSMFSV（[K]ernel [S]ervice Layer ， [M]emoryManagement，Addresses of [F]ixed [S]GA [V]ariables）查询。此外Oracle的内部表X$KSMMEM记录了整个SGA的地址映射关系，通过X$KSMFSV和X$KSMMEM关联，可以找出Fixed Area中每个变量的设置。

在32位平台上，X$KSMMEM表中每条记录代表4  Bytes，在64位平台，每条记录代表4 Bytes：

• sys@felix SQL>select * from x$ksmmem whererownum <5;
• ADDR                   INDX    INST_ID KSMMMVAL
• ---------------- ---------- --------------------------
• 0000000060000000          0          1 00
• 0000000060000008          1          1 00
• 0000000060000010          2          1 00
• 0000000060000018          3          1 00
• 16:21:39 sys@felix SQL>
  

• sys@felix SQL>select ksmfsnam,ksmfssiz from x$ksmfsv where ksmfsnam='kcsgscn_';
• KSMFSNAM           KSMFSSIZ
• -----------------  --------
• kcsgscn_                 48
• 16:23:51 sys@felix SQL>
  

通过ORADEBUG工具可以得到当前内存中的SCN值：

• 16:23:51 sys@felix SQL>oradebug setmypid
• Statement processed.
• 16:26:19 sys@felix SQL>oradebug DUMPvar SGA kcsgscn_
• kcslf kcsgscn_ [060019598, 0600195C8) = 00183004 00000000 00000000 00000000 000024AE 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 60019278 00000000
• 16:26:22 sys@felix SQL>
  

SCN值获取如下:

• sys@felix SQL>selectto_number('183004','xxxxxxxxxx') from dual;
• TO_NUMBER('183004','XXXXXXXXXX')
• --------------------------------
•                          1585156
• 16:27:05 sys@felix SQL>
  

Fixed Area包含很多控制信息，但是需要注意的是，查询X$KSMFSV视图可能会导致进程异常，需要谨慎使用

1.4.1.1 Buffer Cache

Buffer Cache-缓冲区高速缓存，用于存储最近使用的数据块，这些数据块可能是被修改过的，也可能是未经修改的。我们知道，在Oracle对数据的处理过程中，代价最昂贵的就是物理I/O（Physical  I/O）操作了，同样的数据从内存中得到要比从磁盘上读取快得多，所以将尽可能多的数据保存在内存中，可以减少磁盘I/O操作，从而提高数据库的性能。

从Oracle9i开始，Oracle引入了一个新的初始化参数db_cache_size  ,该参数用来定义主Block Size（db_block_size定义的块大小）的Default缓冲池的大小

各内存组件所使用的Granule大小可以通过动态性能视图来查询：

• 16:36:00 sys@felix SQL>select component,granule_size from v$sga_dynamic_components;
• COMPONENT                         GRANULE_SIZE
• --------------------------------- ------------
• shared pool                            4194304
• large pool                             4194304
• java pool                              4194304
• streams pool                           4194304
• DEFAULT buffer cache                   4194304
• KEEP buffer cache                      4194304
• RECYCLE buffer cache                   4194304
• DEFAULT 2K buffer cache                4194304
• DEFAULT 4K buffer cache                4194304
• DEFAULT 8K buffer cache                4194304
• DEFAULT 16K buffer cache               4194304
• DEFAULT 32K buffer cache               4194304
• Shared IO Pool                         4194304
• ASM Buffer Cache                       4194304
• 14 rows selected.
• 17:33:14 sys@felix SQL>
  

Oracle管理Buffer  Cache使用的是LRU算法，但是这又带来另外一个问题，很多批处理的操作（比如全表扫?等）可能会导致Buffer Cache的刷新，将经常使用的数据“挤出”Buffer Cache，在不同版本中，Oracle不停的改进LRU算法，以避免这类操作的过度影响。

但是在此之外，Oracle提供了BufferCache的多缓冲池技术从另外一个方面来解决这个问题。所谓的多缓冲池技术是指，根据不同数据的不同访问方式，将Buffer Cache分为Default、Keep和Recycle池三个部分。对于经常使用的数据，我们可以在建表时就指定将其存放在Keep池中；对于经常一次性读取使用的数据，可以将其存放在Recycle池中；Keep池中的数据倾向于一直保存，Recycle池中的数据倾向于即时老化，而Default池则存放未指定存储池的数据，按照LRU算法管理。

默认情况下，所有表都使用DEFAULT池，它的大小就是数据缓冲区Buffer Cache的大小，由初始化参数db_cache_size(8i中是db_block_size*db_block_buffers)决定。

• 17:33:14 sys@felix SQL>show parameter db_cache_size
• NAME                                 TYPE                   VALUE
• ------------------------------------ ---------------------- ------------------------------
• db_cache_size                        big integer            0
• 17:37:24 sys@felix SQL>
  

如果我们在创建数据表或修改数据表时指定STORAGE  (BUFFER_POOL KEEP)或者STROAGE(BUFFER_POOL  RECYCLE)语句，就设置了这张表使用KEEP或者RECYCLE缓冲区。这两个缓冲区的大小分别由初始化参数db_keep_cache_size和db_recycle_cache_size来决定。

• 17:39:03 sys@felix SQL>show  parameter  db_keep_cache_size
• NAME                                 TYPE                   VALUE
• ------------------------------------ ---------------------- ------------------------------
• db_keep_cache_size                   big integer            0
  

[td]

Property	Description
Parameter type	Big integer
Syntax	DB_KEEP_CACHE_SIZE = integer [K | M | G]
Default value	0 (DB_KEEP_CACHE_SIZE is not configured by default)
Modifiable	ALTER SYSTEM
Range of values	Minimum: 0 (values greater than zero are automatically modified to be either the granule size * number of processor groups, or 4 MB * number of CPUs, whichever is greater) Maximum: operating system-dependent
Basic	No

DB_KEEP_CACHE_SIZE specifiesthe size of the KEEP bufferpool. The size of the buffers in the KEEP buffer pool is the primary blocksize (the block size defined by the DB_BLOCK_SIZE initialization parameter).

• 17:39:24 sys@felix SQL>show parameter  db_recycle_cache_size
• NAME                                 TYPE                   VALUE
• ------------------------------------ ---------------------- ------------------------------
• db_recycle_cache_size                big integer            0
• 17:39:42 sys@felix SQL>
  

[td]

Property	Description
Parameter type	Big integer
Syntax	DB_RECYCLE_CACHE_SIZE = integer [K | M | G]
Default value	0 (DB_RECYCLE_CACHE_SIZE is not configured by default)
Modifiable	ALTER SYSTEM
Range of values	Minimum: 0 (values greater than zero are automatically modified to be either the granule size * number of processor groups, or 4 MB * number of CPUs, whichever is greater) Maximum: operating system-dependent
Basic	No

DB_RECYCLE_CACHE_SIZE specifiesthe size of the RECYCLE bufferpool. The size of the buffers in the RECYCLE pool is the primary block size(the block size defined by the DB_BLOCK_SIZE initialization parameter).

• 17:39:42 sys@felix SQL>show parameter cache_size
• NAME                                 TYPE                   VALUE
• ---------------------------------------------------------- ------------------------------
• client_result_cache_size             big integer            0
• db_16k_cache_size                    big integer            0
• db_2k_cache_size                     big integer            0
• db_32k_cache_size                    big integer            0
• db_4k_cache_size                     big integer            0
• db_8k_cache_size                     big integer            0
• db_cache_size                        big integer            0
• db_flash_cache_size                  big integer            0
• db_keep_cache_size                   big integer            0
• db_recycle_cache_size                big integer            0
  

同时还可以看到，在Oracle9i以后存在一系列的db_nk_cache_size参数，这是Oracle9i中引入的多块大小支持。Oracle9i以后允许在同一个数据库中存在多种Block_size的表空间，分别支持： 2k,4k,8k,16k和32k 的Block_size,其中，由db_block_size定义的块大小被称为主Block_size。如果在数据库中创建不同block_size的表空间则需要分别设定db_nk_cache_size参数。

各缓冲池的设置，我们可以通过查询v$buffer_pool得到：

• 17:43:03 sys@felix SQL>select id,name,block_size,current_size,target_size from v$buffer_pool;
•         ID NAME                                     BLOCK_SIZE CURRENT_SIZE TARGET_SIZE
• ---------- ---------------------------------------- ---------- ------------ -----------
•          3 DEFAULT                                        8192           72          72
• 17:46:03 sys@felix SQL>
  

1.4.1.2 Shared Pool

Shared  Pool通常被称为共享池，包含共享内存结构，如SQL区等。SQL区包含SQL解

析树、执行计划等信息，通过共享池，反复执行的SQL可以在不同Session间得到共享。

1.4.1.3 Redo Log Buffer

Redo  Log Buffer-日志缓冲区存储重做日志条目（redo  entries）,日志记录数据库变更，最终将被写出到重做日志文件中，在数据库崩溃或故障时用于恢复；如果 数 据 库 运 行 在 归 档 模 式下，最终日志文件还会被写出到归档日志中，这些归档可以在介质恢复时用于进行数据恢复。

日志缓冲区的大小由初始化参数log_buffer决定。这是一个静态参数，不能动态调整。