荐 Oracle内存结构

内存结构

• Oracle内存结构由以下两个内存区组成:

  系统全局区 (SGA): 在实例启动时分配，它是Oracle实例最基本的组件之一。
  程序全局区(PGA): 当服务进程启动时分配。

系统全局区（SGA）

• SGA由若干个内存结构组成：

  固定区域（fixed size）：存储SGA中各种组件的信息，大小不能修改。
  可变区域（variable size）：包括共享池（sharedpool）、大池（large pool）、Java池（Java pool）、 流池（stream Pool）等。
  数据库高速缓冲区（database buffer cache）
  重做日志缓冲区（redo log buffer）

--查看SGA的内存分配情况
	SHOW SGA
--或者
	SELECT * FROM v$sga;

• 从Oracle 9i开始，SGA为动态的，其大小由SGA_MAX_SIZE 参数指定。
• Oracle是利用区组（granules）来管理SGA的。区组是一片连续的虚拟内存区，是Oracle分配和
  回收内存区的基本单位。
• 区组的大小取决于所估计的 SGA的大小（即SGA_MAX_SIZE参数）。

--查看SGA_MAX_SIZE的值
	SHOW PARAMETER SGA_MAX_SIZE
	
--查看当前SGA总的内存大小
	SELECT SUM(value)/1024/1024 "Total SGA MB" FROM v$sga;

共享池(Shared Pool)

• 共享池用来存储：刚刚执行过的 SQL 语句（statements）、刚刚使用过的数据定义（data definitions）
• 由两个关键的与性能相关的内存结构组成:库高速缓存(Library Cache)、数据字典高速缓存(Data Dictionary Cache)
• 共享池的大小是由参数 SHARED_POOL_SIZE指定。

--修改共享池的大小
	 ALTER SYSTEM SET SHARED_POOL_SIZE = 250M;

库高速缓存

• 库高速缓存包含共享SQL 区和共享PL/SQL 区两部分
• 库高速缓存的用途：
  存储有关最近使用过的SQL和PL/SQL语句
  使通用语句的共享成为可能
  在Oracle 11g中，库高速缓冲区还可以包括SQL或PL/SQL的执行结果
• 库高速缓存使用LRU (最近最少使用) 的队列或算法进行管理。
• 只能通过设置共享池的大小来间接设置库高速缓存的大小。

数据字典高速缓存

• 数据字典高速缓存的用途：
  存储数据库中最近刚刚使用过的数据文件、表、索引、列、用户和其他的数据对象的定义和权限等信息
  在编译阶段，服务器进程要查看数据字典的这些信息，以完成对象名字解析和访问权限的校验工作
  将数据字典信息装入内存可改进查询语句和DML语句的响应时间

• 其大小通过设置共享池的大小来间接设置。

• 工作原理：
  当用户发出SQL语句时，服务器进程将首先在数据库高速缓冲区中搜寻所需的数据，如果找到就直接使用而不进行磁盘操作；如果没有找到就将进行磁盘操作，把数据文件中的数据读入数据库高速缓冲区中。
  使用LRU(最近最少使用)的队列或算法对数据库高速缓冲区进行管理

• 有关参数设置：
  DB_BLOCK_SIZE：设置Oracle数据块（内存缓冲区）的大小。该参数的值是在创建数据库时设定的，如果要改变此参数的值一般需要重建数据库。
  DB_BLOCK_BUFFERS：设置内存缓冲区的个数。该参数的值修改后必须重新启动数据库。

• 数据库高速缓冲区大小 = DB_BLOCK_SIEZ * DB_BLOCK_BUFFERS

• DB_CACHE_SIZE
  在Oracle 9i或以后的版本中引入的
  该参数是一个动态参数，可以在数据库运行时动态地修改其值。

--改变数据库高速缓冲区的大小。
	 ALTER SYSTEM SET DB_CACHE_SIZE = 250M;

• 内存缓冲区顾问（v$db_cache_advice）
  它是Oracle 9i或以后的版本中提供的一个工具，用于获得调整数据库高速缓冲区的统计信息。
  内存缓冲区顾问共有三种状态：ON、READY和OFF。
  通过修改初始化参数DB_CACHE_ADVICE的值，可改变该工具的状态。

--查看内存缓冲区顾问的状态。
	SELECT id, name, block_size, advice_status FROM v$db_cache_advice;

--关闭内存缓冲区顾问工具。
	ALTER SYSTEM SET DB_CACHE_ADVICE = OFF;

重做日志缓冲区

• 重做日志缓冲区的用途：
  引入该缓冲区的主要目的是数据恢复（在Oracle 8i之前也是唯一的用途）
  在该缓冲区记录了数据库中数据块的所有变化，包含了重新构造或重做变化所需的信息，这些信息称为重做日志记录（redo entries）。

• 其大小由 参数LOG_BUFFER 所决定。

大池(Large pool)

• 它是一个可选的内存结构。
• 它可以减轻Shared Pool的负担，提高效率。
• 在以下情况下使用：
  在多线程(MTS)或共享服务器(Shared Server)连接时，存储内存的会话信息(UGA)
  在大规模I/O及备份和恢复操作时可能使用该区
• 其大小可通过动态参数LARGE_POOL_SIZE进行设置。

Java池(Java Pool)

• 它是一个可选的内存结构。
• 引入它的目的是能够编译 Java语言的命令。
• 如果要使用Java语言就必须设置它。
• 其大小可通过动态参数JAVA_POOL_SIZE进行设置。

程序全局区（PGA）

• 它是一个私有的内存区，不能共享，且只属于一个服务器进程。
• 生命周期：
  随着服务器进程的创建而被分配
  随着服务器进程的终止而被回收
• PGA主要包括以下结构：
  排序区(sort area)：用于处理SQL语句所需的排序。Cursor状态区(cursor state)：用于指示会话当前所使用的SQL语句的处理状态。
  会话信息区(session information)：包括会话的用户权限和优化统计信息。
  堆栈区(stack space)：包括其他的会话变量。

进程结构

• User process（用户进程）: 在一个数据库用户请求与Oracle服务器连接时启动。
• Server process （服务器进程） : 与Oracleinstance（实例）相连，当一用户创建一会话时启动。
• Background processes（后台进程）: 当 Oracle实例启动时启动。

后台进程

• 后台进程用来维护和保证物理（外存）结构和内存结构之间的关系。
• 5个必需的后台进程：数据库写进程 (DBWn)、重做日志写进程 (LGWR)、系统监督进程 (SMON)、进程监督进程 (PMON)、检查点进程(CKPT)
  注意：这5个后台进程中任何一个未能启动，则实例都将自动关闭。

--查看后台进程的基本信息。
	select spid, pid, username, program, pname,background 
	from v$process 
	where background = '1';

数据库写进程（DBWn）

• DBWn负责将高速数据缓冲区中的“脏”数据块写到数据文件中。
• DBWn并不是随时将所有的“脏”数据块都写入数据文件，只有满足一定的条件，才开始批量地“脏”数据块写入数据文件，以达到尽量减少I/O操作，提高服务器性能的目的。
• 当以下情况发生时DBWn写 :
  当脏缓冲区的数量超过了所设定的限额时
  当所设定的时间间隔已到时
  当有进程需要数据库高速缓冲区却找不到空闲的缓冲区时
  当检验（检查）点发生时
  当某个表被删除（drop）或截断（truncate）时
  当某个表空间被设为只读状态（read only）时
  当对某个表空间进行联机备份时
  当某个表空间被设为脱机状态（offline）或正常状态（normal）时

重做日志写进程（LGWR）

• LGWR负责将重做日志缓冲区的记录顺序地写到重做日志文件中。
• Oracle系统首先将用户所做的修改日志信息写入日志文件，然后再将修改结果写入数据文件。
• 以下情况发生时LGWR写 :
  当某个事务被提交时
  当重做日志缓冲区中所存的记录已超过缓冲区容量的1/3时在DBWR将数据库高速缓冲区中修改过的数据块写到数据文件之前（如果需要）
  每3秒钟

系统监督进程（SMON）

• 系统监督进程（SMON）负责:
  实例恢复（实例恢复、打开数据库允许用户访问、回滚没有提交的事务）
  回收或合并空闲磁盘空间
  释放临时段

进程监督进程（PMON）

• 负责进程崩溃后的清理工作：
  回滚用户当前的事务
  释放用户所加的所有表一级和行一级锁
  释放用户所有的其他资源

检查点进程（CKPT）

• 检查点进程负责:
  在检查点时调用DBWn
  用检查点信息修改数据文件头
  用检查点信息修改控制文件

归档日志进程（ARCn）

• ARCn是一个重要的可选后台进程。
• 当数据库设置为归档（ARCHIVELOG）模式时，ARCn自动执行归档操作，即将联机重做日志文件 复制到归档日志文件中。
• 归档日志文件保留了对数据库所做的所有变化的记录。

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