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浅谈数据库系统内存优化分配策略 摘 要 本文主要介绍Oracle数据库的内存组成，各部分内存如何分配与优化，包括SGA区、PGA区等。 下载 关键词 Oracle 数据库；内存分配；内存优化 doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 13. 064 中图分类号 TP311.13 文献标识码 A 文章编号 1673 - 0194（2017）13- 0152- 03 1 数据库系统介绍 数据库技术产生于20世纪60年代末70年代初，其主要目的是有效地管理和存取大量的数据资源，研究如何存储，使用和管理数据。数年来，数据库技术发展迅速，应用广泛。数据库技术不仅应用于事务处理，并且进一步应用到情报检索、人工智能、专家系统、计算机辅助设计等领域。 Oracle数据库系统是Oracle（甲骨文）公司于1979年发布的世界上第一个关系数据库管理系统。经过30多年的发展，Oracle公司也成为当今世界上最大的数据库厂商和最大的商用软件供应商，Oracle数据库系统已经应用于各个领域，是当前市场占有率最高的数据库产品，约为49%。在当今世界500强企业中，70%的企业使用的是Oracle数据库，世界十大B2C公司全部使用Oracle数据库，世界十大B2B公司中有9家使用的是Oracle数据库。 2 Oracle数据库内存基本组成 Oracle数据库系统的内存包括两部分：SGA和PGA。SGA即System Global Area系统全局区。一个数据库实例对应一个SGA，SGA在数据库实例启动的时候被分配。SGA作为数据库实例的基本组成，是一个非常大的内存空间，甚至可以占据物理内存的80%。PGA即Program Global Area程序全局区。一个服务进程启动的时候就会分配一个PGA。在Oracle Instance中PGA可能会很多，例如启动10个Server Process就?有10个PGA。 Oracle数据库系统的使用场景一般为管理海量数据，而数据都是存储在磁盘上的，为了提高存储、访问的效率，那么Oracle必然会在内存中开辟一块很大的内存区域（内存的访问速度比磁盘要快几千倍甚至几万倍）。因此，Oracle是一个比较耗费内存的软件，且大多消耗在SGA上。SGA的大小是可以配置的，随着数据库的负载加大，数据库实例对内存的需求加大，那么SGA也会扩张甚至会把整个内存都消耗掉。因此，如何科学的分配Oracle数据库系统的内存区对于数据库系统来说是一个至关重要的问题。 3 Oracle数据库内存优化 3.1 SGA区的内存分配管理 SGA包含以下几大块的基本内存：Shared Pool、Database Buffer Cache、Redo Log Buffer、Large Pool、Java Pool。其中Shared Pool、Database Buffer Cache、Redo Log Buffer是核心的内存区域，Large Pool和Java Pool是可选的。 Shared Pool的主要作用是存储SQL解析后的内容。例如：发出一个SQL语句或命令让数据库执行，SQL在数据库内部就需要被解析，建立执行计划，然后按照执行计划去执行，每个SQL语句都要被解析成原始操作去执行，解析好的SQL语句都会存储在共享池中。在Oracle Instance中Shared Pool非常重要，它关系到数据库的性能，共享池包含两块共享内存，这两块共享内存关系到数据库的性能。 Library Cache中存储的是经过编译解析后的SQL和PL/SQL语句的内容。如果下次在执行同样的SQL语句的时候，就不需要解析了，立即从Library Cache中获取执行。Library Cache的SIZE决定着编译解析SQL语句的频度，从而决定了性能。 Data Dictionary就是存储着数据库的控制信息。为了提高访问Data Dictionary的速度，此时需要一个缓存，需要的时候访问内存即可。Data Dictionary Cache里面的信息包含了database files、tables、indexes、columns、users、privileges和其他的数据库对象。数据字典是使用最频繁的，几乎所有的操作都需要到数据字典去查询（例如：需要针对一个表进行操作，就需要到数据字典去查询用户对这个表是否具有访问权限等等），它的大小是由Shared Pool来决定的。 Database Buffer Cache的任务主要是用于存储数据文件中的数据，在Oracle中数据是存储在磁盘上的，但访问磁盘中的数据速度又会很慢，那么就需要将其中一部分的数据放入到内存中，提升访问的速度。例如一个用户去访问一个表里面的记录时，数据库接收到这个请求后，他首先会在这个缓存中查找是否存在该数据库表的记录，如果有，则直接从内存中读取该记录返回给用户，否则只能去磁盘上去读取。很显然，如果希望性能提高就需要提升Cache的命中率。Database Buffer Cache中存储的是Data Blocks（数据块）。 数据库是处于经常改变状态的，比如有时候事务失败的需要回滚，就需要Redo Log Files来记录数据库的改变，如果想恢复数据库文件就用Redo Log Files里面的内容进行恢复。Redo Log File在内存中有一个对应的Cache，它称为Redo Log Buffer。每次对数据进行改变，在Redo Log里面就会有相应的一条记录，这条记录称为Redo Entries，一条Redo Entries就可以恢复一次对数据库的改变。Redo Log Buffer的SIZE由参数LOG_BUFFER来决定。 Large Pool主要用于处理一些额外的工作，比如说使用RMAN进行备份、进行并行处理，或者做一些I/O操作。Large Pool的SIZE由参数LARGE_POOL_SIZE来决定。 Oracle支持Java编程，例如支持Java编写存储过程，Java Pool的SIZE由参数JAVA_POOL_SIZE来决定。 由此可见，SGA是用于存储数据库信息的内存区，该信息为数据库进程所共享。它包含Oracle 服务器的数据和控制信息，它是在Oracle服务器所驻留的计算机的实际内存中得以分配，如果实际内存不够再往虚拟内存中写。设置SGA的内存分配策略是整个数据库系统内存管理的关键，理论上SGA可占操作系统物理内存的1/3-1/2。经研究测试发现，当SGA区达到系统可用内存的55%-58%时效果最佳，更有利于内存资源的充分利用与性能发挥。它的内存分配原则为：SGA+PGA+操作系统使用内存总物理内存。SGA=（db_block_buffers*blocksize）+（shared_pool_size+large_pool_size+java_pool_size+log_buffers）+1MB 3.2 PGA程序全局区的内存分配管理 PGA：包含单个服务器进程或单个后台进程的数据和控制信息，与几个进程共享的SGA 正相反。PGA 是只被一个进程使用的区域，PGA 在创建进程时分配在终止进程时回收。我们先将参数PGA_AGGREGATE_TARGET的值设置为SGA的20%，然后在数据库中运行有代表性的工作负荷、统计、检查PGA运行情况，然后根据实际情况对其进行适当调整。PGA包括两个分区，即Sort