Oracle的内存结构与进程结构.docx
1：Oracle实例（Instance） 在一个服务器中，每一个运行的Oracle数据库都与一个数据库实例相联系，实例是我们 访问数据库的手段。 实例在操作系统中用ORACLE_SID来标识，在Oracle中用参数INSTANCE_NAME来标识， 它们两个的值是相同的。数据库启动时，系统首先在服务器内存中分配系统全局区（SGA）， 构成了Oracle的内存结构，然后启动若干个常驻内存的操作系统进程，即组成了Oracle的 进程结构，内存区域和后台进程合称为一个Oracle实例。 数据库与实例之间是1对1/n的关系，在非并行的数据库系统中每个Oracle数据库与一个 实例相对应；在并行的数据库系统中，一个数据库会对应多个实例，同一时间用户只与一个 实例相联系，当某一个实例出现故障时，其他实例自动服务，保证数据库正常运行。在任何 情况下，每个实例都只可以对应一个数据库。 2：Oracle 10g动态内存管理 内存是影响数据库性能的重要因素，Oracle8i使用静态内存管理，Oracle 10g使用动态 内存管理。所谓静态内存管理，就是在数据库系统中，无论是否有用户连接，也无论并发用 量大小，只要数据库服务在运行，就会分配固定大小的内存；动态内存管理允许在数据库服 务运行时对内存的大小进行修改，读取大数据块时使用大内存，小数据块时使用小内存，读 取标准内存块时使用标准内存设置。 按照系统对内存使用方法的不同，Oracle数据库的内存可以分为以下几个部分： 系统全局区：SGA（System Global Area） 程序全局区：PGA（Programe Global Area） 排序池：（Sort Area） 大池：（Large Pool） Java池：（Java Pool） 2-1：系统全局区SGA（System Global Area） SGA是一组为系统分配的共享的内存结构，可以包含一个数据库实例的数据或控制信 息。如果多个用户连接到同一个数据库实例，在实例的SGA中，数据可以被多个用户共享。 当数据库实例启动时，SGA的内存被自动分配；当数据库实例关闭时，SGA内存被回收。 SGA是占用内存最大的一个区域，同时也是影响数据库性能的重要因素。 SGA的有关信息可以通过下面的语句查询，sga_max_size的大小是不可以动态调整的。 = SQL> show parameter sga NAME TYPE VALUE - - - loc您正在看的Oracle是:Oracle的内存结构和进程结构。 k_sga boolean FALSE pre_page_sga boolean FALSE sga_max_size big integer 164M sga_target big integer 0 SQL> alter system set sga_max_size=100m; alter system set sga_max_size=100m * ERROR at line 1: ORA-02095: specified initialization parameter cannot be modified = 系统全局区按作用不同可以分为： 数据缓冲区 日志缓冲区 共享池 2-1-1：数据缓冲区（Database Buffer Cache） 如果每次执行一个操作时，Oracle都必须从磁盘读取所有数据块并在改变它之后 又必须把每一块写入磁盘，显然效率会非常低。数据缓冲区存放需要经常访问的数据， 供所有用户使用。修改数据时，首先从数据文件中取出数据，存储在数据缓冲区中， 修改/插入数据也存储在缓冲区中，commit或DBWR（下面有详细介绍）进程的其他条 件引发时，数据被写入数据文件。 数据缓冲区的大小是可以动态调整的，但是不能超过sga_max_size的限制。 = SQL> show parameter db_cache_size NAME TYPE VALUE - - - db_cache_size big integer 24M SQL> alter system set db_cache_size=128m; alter system set db_cache_size=128m * ERROR at line 1: ORA-02097: parameter cannot be modified because specified value is invalid ORA-00384: Insuffic您正在看的Oracle是:Oracle的内存结构和进程结构。 ient memory to grow cache SQL> alter system set db_cache_size=20m; System altered. SQL> show parameter db_cache_size; NAME TYPE VALUE - - - db_cache_size big integer 20M #此处我仅增加了1M都不行？ SQL> alter system set db_cache_size=25m; alter system set db_cache_size=25m * ERROR at line 1: ORA-02097: parameter cannot be modified because specified value is invalid ORA-00384: Insufficient memory to grow cache #修改显示格式，方便查看。 SQL> column name format a40 wrap SQL> column value format a20 wrap #下面语句可以用来查看内存空间分配情况，注意SGA各区大小总和。 SQL> select name,value from v$parameter where name like '%size' and value <> '0' #先将Java_pool_size调小，然后再修改db_cache_size SQL> show parameter Java_pool_size; NAME TYPE VALUE - - - Java_pool_size big integer 48MSQL> alter system set Java_pool_size=20m; System altered. SQL> alter system set Java_pool_size=30m; System altered. #上面说明SGA中各区大小总和不能超过sga_max_size。 = 数据缓冲区的大小对数据库的存区速度有直接影响，多用户时尤为明显。有些应 用对速度要求很高，一般要求数据缓冲区的命中率在90%以上。 下面给出一种计算数据缓冲区命中率的方法： 使用数据字典v$sysstat = SQL> select name, value from v$sysstat 2 where name in('session logical reads', 3 'physical reads', 4 'physical reads direct', 5 'physical reads direct (lob)') NAME VALUE - - session logical reads 895243 physical reads 14992 physical reads direct 34 physical reads direct (lob) 0 = 命中率=1-(14992-34-0)/895243 可以让Oracle给出数据缓冲区大小的建议： = SQL> alter system set db_cache_advice=on;#打开该功能 System altered. SQL> alter system set db_cache_advice=off;#关闭该功能 System altered. =2-1-2：日志缓冲区（Log Buffer Cache） 日志缓冲区用来存储数据库的修改信息。该区对数据库性能的影响很小，有关日 志后面还会有详细的介绍。 查询日志缓冲区大小：SQL> show parameter log_buffer NAME TYPE VALUE - - - log_buffer integer 262144 2-1-3：共享池（Share Pool） 共享池是对SQL，PL/SQL程序进行语法分析，编译，执行的内存区域。 它包含三个部分：（都不可单独定义大小，必须通过share pool间接定义）。 库缓冲区（Library Cache）包含SQL，PL/SQL语句的分析码，执行计划。 数据字典缓冲区（Data Dictionary Cache）表，列定义，权限。 用户全局区（Usr Global Area）用户MTS会话信息。 共享池的大小可以动态修改： = SQL> show parameter shared_pool_size NAME TYPE VALUE - - - _shared_pool_size big integer 80M shared_pool_size big integer 80M SQL> alter system set shared_pool_size=78m System altered. = #上面的_shared_pool_size一行奇怪？ 2-2：程序全局区PGA（Programe Global Area） 程序全局区是包含单个用户或服务器数据和控制信息的内存区域，它是在用户进程连 接到Oracle并创建一个会话时由Oracle自动分配的，不可共享，主要用于用户在编程存 储变量和数组。 如上图: Stack Space是用来存储用户会话变量和数组的存储区域； User Session Data是为用户会话使用的附加存储区。 |-Session Information |-Sort Area |-Cursor Information 注意Session information（用户会话信息）在独占服务器中与在共享服务器中所处 的内存区域是不同的。 2-3：排序区，大池，Java池 排序区（Sort Area）为有排序要求的SQL语句提供内存空间。系统使用专用的内存区 域进行数据排序，这部分空间就是排序区。在Oracle数据库中，用户数据的排序可使用 两个区域，一个是内存排序区，一个是磁盘临时段，系统优先使用内存排序区进行排序。 如果内存不够，Orcle自动使用磁盘临时表空间进行排序。为提高数据排序的速度，建议 尽量使用内存排序区，而不要使用临时段。 参数sort_area_size用来设置排序区大小。（好象不能动态修改？） 大池（Large Pool）用于数据库备份工具-恢复管理器（RMAN：Recovery Manager）。 Large Pool的大小由large_pool_size确定，可用下面语句查询和修改： = SQL> show parameter large_pool_size NAME TYPE VALUE - - - large_pool_size big integer 8M SQL> alter system set large_pool_size=7m; System altered. = Java池主要用于Java语言开发，一般来说不低于20M。其大小由Java_pool_size来 确定，可以动态调整。 2-4：Oracle自动共享内存管理（Automatic Shared Memory(SGA) Management） 在Oracle 8i/9i中数据库管理员必须手动调整SGA各区的各个参数取值，每个区要根据 负荷轻重分别设置，如果设置不当，比如当某个区负荷增大时，没有调整该区内存大小，则 可能出现ORA-4031：unable to allocate .bytes of shared memory错误。 在Oracle 10g中，将参数STATISTICS_LEVEL设置为TYPICALALL，使用SGA_TARGET指 定SGA区总大小，数据库会根据需要在各个组件之间自动分配内存大小。 下面是系统自动调整的区域： 固定SGA区及其他共享池数据缓冲区 Java池大池。 注意：如果不设置SGA_TARGET，则自动共享内存管理功能被禁止。 = SQL> show parameter statistics_level NAME TYPE VALUE - - - statistics_level string TYPICAL SQL> alter system set statistics_level=all; System altered. #typical和all有什么区别？ SQL> alter system set statistics_level=typical;<BR< p>> System altered. SQL> show parameter sga_target NAME TYPE VALUE - - - sga_target big integer 0 SQL> alter system set sga_target=170m; alter system set sga_target=170m * ERROR at line 1: ORA-02097: parameter cannot be modified because specified value is invalid ORA-00823: Specified value of sga_target greater than sga_max_size SQL> alter system set sga_target=20m; System altered. #不过后来又发现sga_target的值变成了140M? 下面是语句执行情况。 SQL> show parameter sga_target NAME TYPE VALUE - - - sga_target big integer 140M SQL> alter system set sga_target=0; System altered. SQL> show parameter sga_target NAME TYPE VALUE - - - sga_target big integer 0 #改为20M SQL> alter system set sga_target=20m; System altered. #显示的是140M SQL> show parameter sga_target NAME TYPE VALUE - - - sga_target big integer 140M #不可缩减？ SQL> alter system set sga_target=130m; alter system set sga_target=130m * ERROR at line 1: ORA-02097: parameter cannot be modified because specified value is invalid ORA-00827: could not shrink sga_target to specified value #不可增加 SQL> alter system set sga_target=141m; alter system set sga_target=141m * ERROR at line 1: ORA-02097: parameter cannot be modified because specified value is invalid ORA-00823: Specified value of sga_target greater than sga_max_size 3：Oracle实例的进程结构（Process Structure） Oracle包含三类进程： 用户进程（User Process） 服务器进程（Server Process） 后台进程（Background Process） 3-1：用户进程和服务器进程 当数据库用户请求连接到Oracle的服务时启动用户进程（比如启动SQLPlus时）。 用户进程首先必须建立一个连接。 用户不能直接与Oracle服务器，必须通过服务器进程交互。 服务器进程是用户进程与服务器交互的桥梁，它可以与Oracle Server直接交互。 服务器进程可以有共享和独占两种形式。 3-2：后台进程（Backgroung Process） 数据库的物理结构与内存结构之间的交互要通过后台进程来完成。数据库的后台进程包 含两类，一类是必须的，一类是可选的： Mandatory background processes |-DBWn（Database Writer）：数据写入 |-PMON（Process Moniter）：进程监控 |-LGWR（Log Writer）：日志写入 |-SMON（System Moniter）：系统监控 |-RECO（Recovery）：恢复 |-CKPT（Chekpoint）：检查点 Optional background processes |-ARCn（Archiver）：归档 |-LCKn（Lock）：锁 |-Dnnn（Dispatcher）：调度 |-. 可以用下面的语句查看正在运行的后台进程： =SQL> select * from v$bgprocess where paddr<>'00' PADDR PSERIAL# NAME DESCRIPTION - - - - 6B0ED064 1 PMON process cleanup 6B0ED4E4 1 MMAN Memory Manager 6B0ED964 1 DBW0 db writer process 0 6B0EDDE4 1 LGWR Redo etc. 6B0EE264 1 CKPT checkpoint 6B0EE6E4 1 SMON System Monitor Process 6B0EEB64 1 RECO distributed recovery 6B0EEFE4 1 CJQ0 Job Queue Coordinator 6B0F01E4 1 QMNC AQ Coordinator 6B0F0664 1 MMON Manageability Monitor Process 6B0F0AE4 1 MMNL Manageability Monitor Process 2 = 3-2-1：DBWR（Database Writer，数据写入进程） 将数据缓冲区的数据写入数据文件，是负责数据缓冲区管理的一个后台进程。 当数据缓冲区中的一数据被修改后，就标记为dirty，DBWR进程将数据缓冲区中“脏” 数据写入数据文件，保持数据缓冲区的”干净“。由于数据缓冲区的数据被用户修改并占 用，空闲数据缓冲区会不断减少，当用户进程要从磁盘读取数据块到数据缓冲区却无法找 到足够的空闲数据缓冲区时，DBWR将数据缓冲区内容写入磁盘，使用户进程总可以得到足 够的空闲数据缓冲区。 DBWR的作用： 管理数据缓冲区，以便用户进程总能够找到足够的空闲缓冲区。 将所有修改后的缓冲区数据写入数据文件。 使用LRU（最近最少使用）算法保持缓冲区数据是最近经常使用的。 通过延迟写来优化磁盘I/0读写。 3-2-2：LGWR（Log Writer，日志写入进程） 将日志数据从日志缓冲区写入磁盘日志文件组。数据库在运行时，如果对数据库进行修 改则产生日志信息，日志信息首先产生于日志缓冲区。当日志达到一定数量时，由LGWR将 将日志数据写入到日志文件组，再经过日志切换，由归档进程（ARCH）将日志数据写入归 档进程（前提是数据库运行在归档模式下）。数据库遵循写日志优先原则，即在写数据之前 先写日志。 简单介绍 ARCH（Archiver，归档进程） Oracle数据库有两种运行模式，归档（ARCHIVELOG），非归档（NOARCHIVELOG）模式。 以非归档模式运行时日志在切换时被直接覆盖，不产生归档日志，这是数据库默认的运行模 式。数据库运行在归档模式时，在日志切换之前，由ARCH进程将日志信息写入磁盘，也就是 自动备份在线日志。 Oracle数据库的Redo文件数量是有限的，所以Oracle以循环的方式向它们中写入。它顺 序写满每一个Redo文件，当达到最后一个时，再循环回去开始填写第一个Redo文件。如果为 了能恢复数据库而想保存日志文件，那么在它们被重新使用之前需要对其进行备份，归档进 程管理此工作。 CKPT（Check Point，检查点进程） 运行CKPT时，系统对全部数据文件及控制文件文件头的同步信号进行修改，以保证数据 库的同步。检查点出现在以下情况： |-在每个日志切换时产生。 |-上一个检验点之后又经过了指定时间。 |-从上一个检验点之后，当预定义数量的日志块被写入磁盘之后。 |-数据库关闭。 |-DBA强制产生。 |-当表空间设置为OFFLINE时。 SMON（System Moniter，系统监控进程） SMON在实例启动时执行实例恢复，并负责清理不再使用的临时段。 PMON（Process Monitor，进程监控） PMON在用户进程出现故障时进行恢复，负责清理内存区域和释放该进程所使用的资源。 RECO（Recovery，恢复进程） RECO用于分布式数据库维持在分布式环境中的数据的一致性。 LCKn（Lock，锁进程） 在并行服务器中用于多个实例间的封锁。 Dnnn（Dispatcher，调度进程） Dnnn存在于多线程服务器体系结构中，负责将用户进程连接到服务器进程，再把结果返 回给用户进程。</P< p>
