（机械电子工程专业论文）飞机维修管理系统数据库技术的研究与实践.pdf

摘要 企业的m i s ( m a n a g e r n e n ti r 响m 【砒i o ns y s t e m 管理信息系统) 已成为企业的 现代化进程中不可缺少的一部分，数据库管理系统则在m i s 中起着关键性作用， 其性能的好坏将直接影响着m i s 的运行性能；数据安全性已得到越来越多的企 业的重视；移动数据库已经得到了广泛的应用，数据库的同步复制也是移动数据 库相对于传统数据库的一个重要特点。本文对飞机维修管理信息系统的数据库管 理系统进行了研究和探讨，其目的是系统数据库的维护。 根据某飞机维修管理信息系统的特点，本文首先针对在o r a c l e 数据库使用 过程中，常见的各种资源瓶颈类型，进行分析，简要介绍了影响数据库性能的因 素、数据库优化内容，分别对内存、c p u 、i o 、s q l 语句等进行实践调整，并 总结了数据库性能调整中的关键初始参数。其次针对数据库的备份与恢复策略， 介绍了数据库存储备份和恢复基本内容，以及故障类型，实现了联机备份恢复方 案和容灾备份恢复方案。在系统的安全技术方面，简要介绍了身份识别及认证、 访问控制、加密技术和操作日志等方面的安全技术，建立新的安全访问机制，并 利用触发器和p 解决本系统中实际的安全问题。最后阐述数据库同步复制中的 变化捕获、分发和冲突检测与解决三个阶段常用的技术，并对其进行对比；构建 了数据库复制模型的方案。 关键词：o r a c l e ，性能优化，备份恢复，安全模型，同步复制 西北工业大学硕上学位论文 a b s t 阻c t a b s t r a c t 1 1 1 em a l l a g e m e n ti n f o n l l 撕o ns y s t e m ( m i s ) i si n d i s p e i l s a b l ei n1 a 喀em e 嚣u r et oe m e r p r i s e ， a l s ol l l ed a 诅b 嬲em 锄a g e m e n ts y s t e mp l a y sav e r yi m p o r t a l l tm l ei nm i s f o ri n s t a n c e ，t l 】eb a d p e r f 0 瑚锄c eo f d b m sl e a d st ob a dc 印a b i i i t yo f m i s ，t i l es e c 嘣t yo f d a t a b a i sa l s ob e g i 帅i 1 1 9t o c o n c 锄m o r e 锄dm o 佗朗t e r p r i s e s an o v e lt c c 量i l 】o l o g yo fm o b i i ed a t a b 瓠e 锄e 唱e s 舔t i l et i m e s 托q u i r e s 锄di t i sb e i n g 憾e dw i d e i y ，w h i c hl l a sb e c o m ead ”a m i c 锄de x c i t i n gt o p i c t h e d i s s e r 眦i o nf o c l l s e d0 n 怕啪锄c en j n i n g 柚dt l l es e c 耐t yo fm ed b m s0 f sf o r 锄a i r c 憎n m a i n t e f 啪c ec o m p 锄y t h ea i mo fs t i l d y i n gi st om a k em ed b m sh a v ea9 0 0 dp e r f o l m 粕c e t 0 p r o p o s eas y n c l l r o n i 刎彻锄df c p l i c 砒j o n 位衄e w o r ki sa i s o 锄i m p o n a mp a r tj l lt 1 1 i sd i s s e r t a t i t i l i sd i s s e 删i o n 锄a i y s e sm 柚yt y p e so fb o t t i e n e c ko f 他! 沁u r c ，w 1 1 i c ho 矗印p e 盯w h i l e u s i n gt l l eo 髓c l ed a t a b a s e b a s i n go nt l l e ，hg j v 铭ad e t a i ld e s c r i p 廿o n 彻a d j u s n n gp a r 枷e t e fo f o r l ed a t a b e 锄d 加a i y s i so fs q ll a l l g u a g e ，锄ds o 1 “曲伽l i c e st l l ea d i u s t i n gm e l l l o do f i m p o np a r 咖e t e rt 1 1 a t 缸r e c t sm es y s t e m sc a p a b i l i t yi nt h ep a 憎l l i e t e rf i l eo f o l 鼍c l ed a t a b a s e ( i n n o r a ) s e c d ，t l l ed i s s e r t a 矗o ns u m m a r i z e dm e c h a i l i s ma n dt e c h l l o l o g y 印p l i e di n t l l i sm i s i d e n 虹f i c a t i o na l l dc e r t i f i c a t i o n 、a c c e s sc o n 仃o l 、e n c l ) 忧i t e c h n i q s 、纰b 髂eb a c l c i n gu p 锄d 删1 1 9 、印e r a t i o n1 0 9w e r ed e s c 曲e db r i e n yt h ed i s n a d o nd e s i 印e dan e w 印p j i c a t i o no f d a 倒，a s e 砸韶雕锄d p t 0b u i l dan e wa c c e s sc o n 仃d l 加c t i o nb a s 酣o np r e 撇k e d i l lo r d e r t o i 1 1 l p r o v e 出曲b 船es e c i l r i 钟t h e 佗i sa l s oad a t a b 觞eb a c k i n gu p 觚dr e s t o r i n gp l a l l i nt h e d i s s e r t a t i a tl a s t ，t 量i ed i 站e n a t i o na 1 1 a j y s e s 腓谢t i c a lt e c h r l o l o g yo fs y n c h r o n i z a 廿o n 卸d r e p l i c a t i o ni nm o b i l ed a 妊出私e ，a n dp r o p o sas y i l c h r o l 刎a l l dr e p l i c 撕纳m e w o r k k e ) rw o r d s ：o r a c l e ，p e 响m 趾c et i i r l i i l g ，b a c k i n gu pa n dr e 咖r i n i n f o m a t i o n s e c u r i 饥s y n c h i d n j z a t i o na n dr 印h c a t i o n i i 西北工业大学 学位论文知识产权声明书 本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位 期间论文工作的知识产权单位属于西北工业大学。学校有权保留并向国家有 关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学 校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证，毕业 后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西北工业大学。 保密论文待解密后适用本声明。 学位论文作者签名：受五 唧年岁月岁口日 指导教师签名：! j l ! ：! 坠三 坤研；月亏口日 西北工业大学 学位论文原创性声明 秉承学校严谨的学风和优照的科学道德，本人郑重声明：所呈交的学位 论文，是本人在导师的指导f 进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文 中已经注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体 己经公开发表或撰写过的研究成果，不包含本人或他人己申请学位或其它用 途使用过的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以 明确方式标明。 本人学位论文与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。 学位论文作者签名篮建 沙7 年岁月，日 西北工业大学硕士学位论文第一章绪论 1 1 引言 第一章绪论 企业的m i s ( m 锄a g 锄e n ti n f o 肋a t i o ns y s t e m 管理信息系统) 对企业的现代 化进程起着至关重要的作用，无论是企业领导还是技术人员都开始重视企业内部 的m i s 构建。飞机维修是一个复杂程度和科技含量较高的生产过程，随着我国加 于w t o 及飞机维修行业的开放，在保证安全可靠的前提下对飞机维修做出快速 反应、快速修理变得越来越重要，这使得飞机维修行业实现信息化管理已经势在 必行。飞机维修管理信息系统是信息技术和现代管理相结合的产物，飞机维修过 程中会产生大量信息，而人工对这些信息当中有价值的信息的管理是很难做到完 善和准确，而且需要大量人力来完成它的管理。飞机维修信息系统的提出大大的 提高了该企业信息的管理，为企业人员进行信息查询、统计和提供决策数据提供 了方便。同时也规范了飞机维修生产，使科室和人员对自己的职责更加明确，从 而提高了企业的生产效率，加强了其在同行业中的竞争能力。然而在本系统应用 于实际后，随着系统数据库中数据吞吐量的持续增加以及用户对数据库的安全性 的要求的提高，数据库在资源分配和性能上表现出了不足和局限性。 以b s 模式为基础的m i s 为企业创造一种新的不受地域、时间和计算机本 身约束的信息交流、共享和协作的方式，这种新的方式给企业带来了新的机会和 挑战。它不仅仅意味着企业自动化程度的提高、管理费用的降低。实际上，它带 来的是企业内部及企业与市场之间信息交流的重大变革，这些变革应用于企业生 产和经营的核心环节，给企业业务流程、管理模式、组织结构乃至整体的发展带 来新的机会，从而导致产业结构以及企业经营方式的革命。在竞争激烈的现代商 业社会，能否及时获得信息并迅速做出反应，已成为衡量一个企业竞争能力强弱 的重要标志i i 】。基于此，b s 模式的m i s 系统逐渐成为企业信息系统发展的主流。 数据库管理系统在飞机维修管理信息系统中起着关键性作用，其性能的好坏 将直接影响着m i s 的运行性能；低效的s o l 语句，系统内存分配不当，i o 子 系统超载，o r a c l e 资源缺乏以及实例的配置调整不善等因素，均会导致系统 性能下降：因此对数据库性能进行调整与优化显得非常重要【2 j 。 数据安全性己得到越来越多的企业的重视。数据安全性己是企业对数据库性 能要求一个很重要的标准。鉴于各种导致数据丢失的不确定因素，各大企业，尤 其是十分重视数据安全的企业，都采用了数据备份系统，为以后的灾难性数据恢 复做好前提。因此需要根据本信息管理系统数据库安全级别要求设计一个可行的 西北工业大学硕士学位论文第一章绪论 数据库备份与恢复方案。 随着数据库系统的复杂化，数据库系统的安全漏洞也越来越多的暴露出来： 对于已知漏洞，数据库管理员可以通过自编程序和给数据库打补丁等方法对数据 库加以保护；但对于未知漏洞以及已经暴露出的漏洞，数据库服务商未能及时的 提供补丁时( 此种情况往往有一定的时间滞后) ，数据库管理员往往只有望而生 畏；此时可利用安全事件的日志信息来进行事后的恢复和审计措施，以及在现有 的安全访问机制的基础上建立新的一层安全访问机制，在一定程度上来改变目前 数据库保护方面主要依赖于事后恢复的局面【3 】【4 】。 移动数据库已经得到了广泛的应用，而如何实现数据库同步复制，保持多个 数据副本的一致性，则是移动数据库应用必须解决的一个关键性问题；数据库的 同步复制也是移动数据库相对于传统数据库的一个重要特点。 1 2 国内外现状 进入2 0 世纪8 0 年代末，随着计算机网络和通信技术的发展，m i s 系统进入 网络化的发展时期。世界上发达的国家已经建立起完善的先进管理信息系统体 系，在社会经济发展中发挥了巨大的作用。比较成功而且使用广泛的管理信息系 统软件产品就有：i b m 公司的c o p i c s 系统、n c r 公司的讧c s - i i 系统、日本 n 丌公司的d i p s 1 系统、前苏联的a c y 系统、美国的m a c c a p 系统和 j d e d 谢s 公司的j d e 系统、0 r a c l e 公司的o r a c l e 系统、f o u n hs l l i r 公司的m s s 系统、德国s a p 公司的刚3 系统、荷兰b a a n 公司的b a a n 系统等【4 l i6 】【， 这些软件的使用明显降低了生产和服务成本、节省开支、缩短了生产周期。 世界上发达的国家已经建立起完善的先进管理信息系统体系，在社会经济发 展中发挥了巨大的作用。2 0 世纪9 0 年代，美国展开了大规模的高性能计算和通 信研究，从而掀起了全球信息化的热潮，也促使了管理信息系统的迅猛发展。 e i 心、m i 强、j i t 等先进生产管理方式和管理信息系统的结合也促进了管理信 息系统的发展，随着网络技术的发展，管理信息系统也进入网络化的发展时期。 与此同时，我国企业根据本企业的现状开发管理信息系统也是方兴未艾，为企业 的现代化发挥着应有的作用，为我国信息化起了重要作用【5 】【”。 目前市场上主流的关系数据库产品如：i b m 的d b 2 、m i c r o s o f t 的s q ls e n ，e r 和o r a c j e 的0 m c l e 系列，其中o r a c l e 数据库就使用标准的s q l 语句对数据库中 的数据进行操作，易于用户的使用。其提供的结构化的过程式p l s q l 语言，在 某种程度上弥补了其他语言对数据库操作难和效率不高的不足。随着m i s 在企 业中的地位的提升，企业对m i s 的要求也相应提升，如需要系统有更大的数据 吞吐量、更高的安全性以及更完善的灾难性数据恢复方案等问题。而对于现在多 西北_ t 业大学硕十学位论文 第一章绪论 数企业来讲，常常忽略系统应用生命周期以后产生的性能问题；在数据库的安全 方面也只依赖数据库管理系统本身提供的安全机制1 6 儿”。 在移动数据库方面，目前一些国际著名的数据库厂商也纷纷推出了自己的移 动数据库系统，具有代表性的有：s y b a 辩公司的s q la n y w h e r c ，i b m 公司的 d b 2e v e r 踊慨r e ，0 r a c l e 公司的o r a c l e8 il i t e ：但是，它们在数据库同步技术上 都分别采用各自的数据同步工具，如s y b a s e 的m o b i l i l 比i b m 的m o b i l e c o 肋吼0 l a c l c 公司的i c o 曲e c t 等；而且，它们都没有使用一个通用的数据同 步交换协议【8 】。由于各数据库厂商对自身数据充分了解，这样可以极大提高移动 数据库的综合性能。但是另一方面，由于这些厂商各树一帜，也使得移动数据库 应用的开放性受到了很大的限制。 1 3 课题来源 本课题来源于某航空修理厂飞机维修管理信息系统应用开发实例。飞机维修 管理信息系统是信息技术和现代管理相结合的产物，飞机维修过程中会产生大量 信息，而人工对这些信息当中有价值的信息的管理是很难做到完善和准确，而且 需要大量人力来完成它的管理。飞机维修信息系统的提出大大的提高了该企业信 息的管理，为企业人员进行信息查询、统计和提供决策数据提供了方便。同时也 规范了飞机维修生产，使科室和人员对自己的职责更加明确，从而提高了企业的 生产效率，加强了其在同行业中的竞争能力。然而在本系统应用于实际后，随着 系统数据库中数据吞吐量的持续增加以及用户对数据库的安全性的要求的提高， 数据库在资源分配和性能上表现出了不足和局限性。其主要表现在以下几个方 面： l 、数据库系统性能下降，需要对数据库性能进行重新调整和优化； 2 、数据的重要性的提升，需要对本系统设计一套完整的备份和恢复方案； 3 、用户对数据库的安全性的要求的提高，需要在数据库本身的安全访闯机制上 建立新的安全访问机制： 4 、移动数据库在用户中的广泛应用，需要建立移动数据库同步复制模型。 基于以上几个方面，于是本课题被提出，从而“飞机维修管理系统数据库技 术的研究与实践”便成为本文研究的课题。 1 4 研究内容与意义 飞机维修管理信息系统是信息技术和现代管理相结合的产物，飞机维修信息 系统的提出大大的提高了该企业信息的管理，为企业人员进行信息的查询、统计 西北工业人学硕士学位论文第一章绪论 和提供决策数据提供了方便f 】0 】。数据库的后期维护使得飞机维修管理信息系统 在性能上得到优化，数据安全和灾难性恢复得到保障，具体表现在以下几个方面： l 、系统性能得到优化：系统吞吐量提升，缩短系统响应时间，提高系统容错能 力缩短系统加载时间； 2 、提供备份与恢复方案：为防止数据丢失以及灾难性恢复提供保障； 3 、建立新的安全访问机制：在一定程度上来改变目前数据库保护方面主要依赖 于事后恢复的局面，同时可利用安全事件的日志信息来进行事后的恢复和审 计措施； 4 、建立移动数据库同步复制模型：为用户使用移动数据库与服务器的数据同步 做好基础。 1 5 论文章节安排 本论文各章节内容介绍如下： 第一章绪论，主要介绍了管理信息系统数据库维护技术的发展、现状以及本 课题的来源、研究内容及意义。 第二章数据库性能调整与优化，简要介绍了影响数据库性能的因素、数据库 优化内容，分别对内存、c p u 、加、s q l 语句等进行实践调整，并总结了数据 库性能调整中的关键初始参数。 第三章数据库的备份与恢复策略，介绍了数据库存储备份和恢复基本内容， 以及故障类型，实现了联机备份恢复方案和容灾备份恢复方案。 第四章数据库系统的安全技术，简要介绍了身份识别及认证、访问控制、加 密技术和操作日志等方面的安全技术，并利用触发器和口解决本系统中实际的 安全问题。 第五章移动数据库复制模型，阐述了数据库同步复制中的变化捕获、分发和 冲突检测与解决三个阶段常用的技术，并对其进行对比。构建了数据库复制模型 的方案。 第六章结束语，介绍了本文所做的工作和需要进一步研究的工作。 4 西北工业大学硕土学位论文 第一章o r a c l e 数据库性能调整与优化 第二章o r a c ie 数据库性能调整与优化 飞机维修管理信息系统在使用过程中，随着时间的迁移，系统的性能问题也 慢慢的暴露出来。用户抱怨系统运行速度太慢，系统对用户查询反映时间长，有 的页面甚至需要五六分钟才能打开；系统管理员也反映出在操作数据库过程中， 系统出现的不良反应。种种迹象表明，数据库的性能需要进行调整并进行优化， 从而改变系统出现的问题。通过对数据库性能进行一系列的优化调整措施后，用 户反应良好，以前出现的问题已经基本解决，系统性能得到实质性的变化：系统 吞吐量提升，缩短系统响应时间，提高了系统容错麓力并缩短系统加载时间。具 体实施内容，本章将详细叙述。 2 1 数据库优化概述 随着数据库在信息领域的日益广泛，数据库产品也层出不穷，其中o r a c l e 数据库产品在整个数据库应用中占据5 0 。o r a c l e 数据库系统提供了相应的应 用工具，管理人员可以方便的对o r a c l e 进行有效的管理。从而建立一个良好的 环境，使系统发挥最大的效能【1 1 】。但是，有些用户还是抱怨系统运行速度太慢， 对用户查询反应的时间长；此时对数据库进行调整问题显的非常突出。 2 1 1 影晌数据库性能的因素 影响o r a c l e 性能的因素主要分为硬件和软件两部分；其中硬件各主要组成 部分是影响数据库性能的主要因素，也是数据库调整的主要部分。下面是一些导 致系统性能下降的因素【1 2 i ： l 、内存分配的不合理：内存是计算机程序运行的场所，处于等待状态数据和请 求信息也都放在内存中；如果内存分配不合理，会减少c a c h e 的命中率，导致操 作系统频繁换页和交换，从而导致计算机系统额外的i o 开销。 2 、c p u ( 中央处理器) ：c p u 是计算机的一项重要资源，其运算能力直接决定 着系统的性能，尤其在多用户同时使用系统的情况下，c p u 的计算能力尤为重 要。如果c p u 总是在高的使用率下工作，那么将会成为系统的瓶颈。 3 、超载：计算机每秒处理的最大i o 数量是固定的，当c p u 和内存要求i o 的速度大于系统速率时，将会导致系统需要等待磁盘返回数据而降低整个系统的 速度。 5 西北1 二业人学硕上学位论文 第二章o r a c i e 数据库性能制整与优化 4 、网络：当网络负担太重时，降低数据库系统的吞吐量并延长用户响应时间。 5 、操作系统和数据库管理系统：包括对数据库的调整和对o r a c l e 所使用的操作 系统资源的调整。 2 1 2 数据库调整优化目标 1 、提高系统吞吐量：系统的吞吐量的定义为如下公式： 吞吐量= 事务量时间 上述公式指系统完成大量工作量所花的时间。在涉及系统软硬件规模和规划 系统能力时，应考虑系统在最忙碌时间段的吞吐量，而不是平均吞吐量。 2 、支持多用户操作：系统支持与其它系统或客户端的连接能力是影响数据库 性能的一个重要因素。在配置和调整系统时，必须保证系统能以一种有效的方式 支持众多用户；随着用户数量的增长，必须重新监控系统，通过提高系统能力使 系统支持更多的用户；对于那些支持大量连接所进行的系统调整而言，给在计算 机中配置额外的内存以支持用户连接是一个很有效的方法。 3 、缩短系统响应时间：系统响应施加就是终端用户为等待后台事务处理所花 费的时间，可分为系统服务时间和用户等待时间两项，即： 系统响应时间= 系统服务时间+ 用户等待时间 由上述公式可知，减少系统响应时间有两个途径：一是减少系统服务时间， 即提高数据库的吞吐量；二是减少用户等待时间，即减少用户访问同以数据库资 源的冲突率。 4 、缩短数据加载时间：系统用于加载数据的时间是有限的，在这段有限的时 间内将一定量的数据加载到系统中，可能需要为系统增加额外的硬件而导致成本 上升；因此需要为缩短数据加载时间而调整计算机的i o 子系统，但又会影响系 统其它方面的性能；此时需要对系统的数据加载性能和数据库运行性能分别进行 调整，将可能代理的影响减至最岁”】。 2 1 3 数据库优化内容 1 、调整操作系统参数：主要调整数据缓冲池大小，每个进程能使用的内存大 小，允许最大进程数等参数。 2 、调整服务器内存分配：主要是调整数据库系统全局区( s g a ) 的缓冲区缓 存、重做日志缓冲区和共享池的大小；以及程序全局区( p g a ) 的大小。内存的 优化也是本章主要讨论的。 3 、调整i ，0 ：通过调整数据库写进程( d b w r ) 增加写带宽等方法，使i o 6 西北工业大学硕士学位论文 第一章o r 牡l e 数据库性能调整与优化 达到均衡。 4 、调整应用程序：包括对应用结构的优化和使用的s q l 语句的优化，其中 s q l 硬件的优化是应用优化的核心，也是本章中另一个主要讨论的问题；此外， 调整应用程序还包括正确的使用视图和索引。 2 2 内存的优化 数据库应该执行尽可能少的物理读，利用系统全局区s g a 去共享其中一个 用户已经读取的数据。在操作系统级，为了降低全部内存冲突，必须管理两个操 作系统级的虚拟内存管理技术事件。交换空间：将整个进程从内存移出到磁盘上 去。分页：将一个进程中被选中的部分读到内存活从内存往外写。我们将交换空 间的设置为物理内存总数的2 4 倍，以分配足够的交换空间；对于系统有过多的 分页活动，可安装更多的物理内存，配置系统核心使用更少的内存，保持s g a 在单个共享内存段中。 o r a c l e 使用了两个内存区域：程序全局区( p g a ) 和系统全局区( s g a ) 。 p g a 的内容随着实例的配置不同而变化，只有在启动一个服务器进程时才会分 配p g a ，并在进程结束时释放。s g a 是在启动实例时分配的，内存参数的调整主 要指0 r a c l e 数据库的系统全局区( s g a ) 的调整。 s g a 占主存空间没有严格的要求，一般的将s g am a xs i z e ( s g a 可以动 态增长的最大内存) 设定为分配给主存空间的3 0 4 0 ；如果系统有大量用户 ( 超过3 0 0 位) 或者可用内存有限，系统会强制只能用1 5 2 0 的物理内存，若 只有少量用户( 低于l o o 位) ，则可以允许用4 o 的物理内存。s g a m a xs i z e 的大小决定了其它参数的粒度大小。如果s 0 a _ - m a x 。s i z e = 1 2 8 m b ，k s m 鲫吼u l es i z e 就会是1 6 m b 。粒度大小确定后，有些 初始参数只能定在粒度大小的整数倍；如s g a m a x s i z e 为6 4 m b 而 d bc a c 胍s i z e 被定为9 m b ，实际的d bc a c h es i z e 将舍入为1 2 m b 左右 ( 因为粒度大小为4 m b ) 。 初始化参数文件中的一些参数对s g a 的大小有决定性的影响。参数 d b b l o c k _ b u 脑s ( s g a 中存储区高速缓存的缓冲数目) ，参数s h a r e d _ p o o l s i z e ( 分 配给共享s q l 区的字节数) ，是s g a 大小的主要影响者。d a t a b a s eb u 缘i r s 参数 是s g a 大小数据库性能的最重要的决定因素。该值较高，可以提高系统的命 中率，减少i o 。每个缓冲区的大小等于参数d bb l o c ks i z e 的大小。0 r a c l e 数 掘库块以字节表示大小。o r a c l es g a 共享池由库高速缓存、字典高速缓存及其 它一些用户和服务器会话信息组成，共享池是最大的消耗部分。 西北丁业大学硕士学位论文 第一章o r a c l e 数据库性能调整与仇化 s g a 主要由共享池、缓冲区缓存、重做日志缓冲区三部分构成：调整s ( 认 各个结构的大小，可以极大的提高系统的性能。 1 、共享池由两部分组成：库缓存和数据字典缓冲区。共享池的默认大小 s h a r e dp o o ls i z e = 8 m b 。一般情况下将其设定为d b - c a c h es i z e 大小 的5 0 1 5 0 。 a ) 库缓存是存放当前使用的应用代码，在这里应用代码指包括以下内容的 s q l 语句：匿名或者存储p l s q l 块( 过程、函数、触发器和数据库) 、游标、 顺序、对象和其它代码。库缓存包含所有用于进一步执行的被分析的内存。以下 比率为判断库缓存配置是否适当： g e 砌t r 枷o 值：这个比率的阈值为9 0 。始终大于9 0 的值表示库高 缓存中的对象正在超出范围，说明s l r e dp o o l s i z e 不够大。需要注意的 是，当命名空间中没有对象的时候，这个查询可能会显示不正确的比率；这需要 我们在适当的时候才能用此比率。使用下面查询可以获得这个比率： s q l s e l e c ts 吼( g e t h i t s ) s u m ( g e t s ) l i b r a r y c a c h e - h i t t i o 丘o mv $ l i b r a r y c a c h e ； l i b r a r y c a c h eh i tm t i o 9 9 6 5 3 5 4 2 8 p i n h i t r a n 0 值：它的阈值为9 0 。若该值始终小于9 0 ，表示未在内存 中找到执行过的对象。这是s i a r e dp o o ls i z e 太小而引起的，因而需要增 加s h a r e dp o o ls i z e 的大小。使用下面查询可以获得这个比率： s q l s e l e c ts m i n l l i t s ) s u m o i n s ) h b r a r y c a c h 邮i n 删l r a t i o f 如mv $ l i b r a r y c a c h e ； l i b r a r y c a c h ep i l l sl l i tr a t i o 9 9 3 6 4 9 6 5 7 r a l o a d s 率：它的阈值是重新加载与库缓存中被缓存对象数量的比率的5 。始终较大的值表示由于清空对象而重新加载对象。清空可能是由于很少使用 该对象，或者共享池的大小设置太小而引起的。使用下面查询可以获得此比率： s q l s e l e c t ( r e l o a d o u n 怕b j e c t - c o l l l l t ) + 1 0 0r e l o a d s - r a t i o 行o m ( s e l e c ts 啪( r e l o a d s ) r e l o a d o u n t 疔o mv $ 1 i b m r y c a c h e ) ， ( s e l e c tc o u n t ( + ) o b j e c l c o 吼t 行o mv $ d b - o b j e c l c a c h e ) ； r e 】o a d sr a t i o 西北工业人学碗土学位论文 第二章o r a c l e 数据库性能调整与优化 1 0 3 2 6 6 2 1 1 d n 璐l i d a n o n s 率：它的阈值是缓存对象无效数量的1 。始终较大的无 效值表示由于数据库对象或者权限改变而使对象无效。使用下面查询可以获得此 比率： s q l s e l e c t ( 曲a l i d a t j o n - c o l l l l 怕巧e c l c o 岫t ) 幸1 0 0i n 砌i d 撕。啪t i o 丘d m ( s e l e c ts u m ( r e l o a d s ) i n v a l i d a t i o nc 0 吼t 丘o mv $ l i b r a r y c a c h e ) ， ( s e l e c tc o u n t ( + ) o b j e c t - c o 吼t 丘d mv $ d b - o b j e c t _ c a c h e ) ； i n v a l i 捌o n 瑚岫o o 2 6 5 4 7 8 1 2 砌；l o a d s 与p i n s 的比率：它的阈值是引脚数量与重新加载数量的比率的 l 。始终较高的比率表示s h a r e d _ p o o l 。s i z e 太小。使用下面查询可以获得 此比率： s q l s e l e c ts 啪( r l o a d s ) s l l m ( p i j l s ) + 1 0 0r e l o a d 曼_ p i n 曼j a t i o 丘o mv $ l i b m r y c a c h e ； r e l o a d sp i i l s r a t i o o o l 6 5 2 4 7 9 。b ) 数据字典缓冲区字典缓存区( d i c t i o n a r yc a c h e ) ，数据字典缓存区的大 小由数据库内部管理，大小由参数s h a i 也d - p o o k s i z e 来设置。数据字典高 速缓存包括有关数据库的结构、用户、实体信息等。数据字典的命中率对系统有 很大的影响。可以从视图v $ r o 、c a c h e 中基于以下查询，确定每个字典参数类型 的失败的请求百分比( 计算中，g e n n i s s e s 表示失败次数，g e t s 表示成功次数) ： s q l _ s e l e c tp a r 锄酏o r ，( s 眦( g e 砌s s e s ) s u m ( g e t s ) ) 事1 0 0g c t m i s s e 蜊i o f 啪v $ r o w c a c h e w h e r eg e t s o 辱d u p b y p a r 锄e t c r ； 丢失率为0 意味着每次系统进入数据字典缓存时，都能找到想要的东西，并 且不会再从硬盘中检索信息，如果丢失率大于1 5 时，就应该增大 s h a r e dp 0 0 ls i z e 的值。 同样的，可以得到整个结构的数据字典丢失率，查询语句如下： s q l s e l e c t ( s u m ( g e t m i s s e s ) s u m ( g e t s ) ) + lo og e t l l l i s s e s - r a t i o 6 o mv $ r o w c a c h e w h e r e g e t s o ； 9 西北工业人学硕土学位论文 第一章o r 虻l e 数据库性能调整与仇化 g e n n i s s e s _ r a t i o i o 4 上述结果为本系统整个数据字典的丢失率，该比率为l o 4 ，小于阈值。 2 、缓冲区缓存。o r a c l e 在运行期间向数据库高速缓存读写数据，高速缓存 命中表示信息已在内存中，高速缓存失败意味着o r a c l e 必须进行磁盘i o 。保持 高速缓存率最小的关键是确保高速缓存的大小。 同样的，我们引入命中率的概念，缓冲区缓存命中率百分比的公式： b u 位rc a c h e 硫m t i o = 1 一q h y s i c a lr e a d s ( b l o c kg e t s + c o l l s i s t e n tg e t s ) ) 1 0 0 通过对视图v $ s y s s 协t 的查询来计算缓冲区命中率，判断缓冲区缓存的分配 情况。具体命令如下： s q l c o l u m nr a t i oh e a d i n g “b u 虢rc a c h el l i tr a t i 0 ，f 0 曲a ta 3 0 s q l s e l e c t r o l l l l d ( ( 1 一h y v a l u e ( c u v a l u e + c o n v a l u e ) ) ) 1 0 0 ) i i m t i o 触nv $ s y s s t a tp h y ，v $ s y s s 诅tc u r ，v $ s y s s 诅tc o n w h e r e p h y n a m e = p h y s i c a lr e a d s a n dc 眦n 锄e = d b b l o c k g e 留 锄dc o n n a m e = c o n s i s t e mg e t s ； b u 丘b rc a c h eh i ti a t i o 9 6 3 上述结果是以本系统为例得到的缓冲区命中率；查询结果表明命中率为9 6 3 ，意味着数据几乎在所有时间都存在于缓冲区内。这个比率的性能阈值为9 0 。低于9 0 表示缓冲区缓存需要增加缓存；而高于9 5 则表明数据库管理员 可能过度分配缓冲区缓存；当命中率介于9 0 9 5 之间，属于适当分配缓冲 区缓存，这也是我们调整的目标。 3 、重做日志缓冲区：包含用户输入的所有数据库事务。其作用是在需要时 提供重做事务的功能，即重做用户对数据库所做的所有修改。重做日志缓冲区的 默认大小一般为操作系统的整数倍。默认值越小，对数据库性能的消极影响越大； 默认值越大，对数据库新年的积极影响越小。但重做缓冲区越大，不一定越好。 当重做缓冲区太大时将会引起重做日志缓冲区争用问题而使数据库性能大幅降 低。下面介绍重做日志缓冲区中几个相关的比率： 重做缓冲区分配重试统计：该统计表示用户进程必须等待重做日志缓冲区空 间的时间量。 s o l s e l e c tn a m e ，v a l u e 1 0 西北工业大学硕士学位论文 第二章o f a d e 数据库性能调整与优化 n 锄e 仃o mv $ s y s s t a t w h e r en 栅e = r e d ob u f f e fa u o c a t i o nr e t r i e s ： r e d 0b u f f 打a l l o c a t i o nr e t r i 铝 o 该值必须接近于0 。如果它始终大于0 ，那么它表示需要增加日志缓冲区， 或者需要控制检查点进程。 重做认真空间请求统计：该统计值表示服务器进程必须等待重做日志文件空 间的时间量。 。 s q i ) s e l c dn 锄e ，v a l u e 丘d mv $ s y s s t a t w h e r en 锄e = r e d 0l o gs p a c cr e q u e s t s ； n a m ev a l u e r c d oi o g s p a c er e q u e s t s o ，如果该值始终大于o ，那么应当控制检查点或者增加重做日志文件的大小。 重做日志空间等待时间统计：该值表示l g w r 服务器进程等待重做日志空 间请求的时间量，它用1 0 毫秒的倍数来表示。 s q l s e l e c tn 锄e ，v a l u e 矗o mv $ s y s s t a t w h e r en a m e = r c d o l o gs p a c e w a i tt i m e ； n a m ev a l u e r e d o l o g s p a c e w a i t t i m e o 与重做日志空间请求统计相似，如果值始终大于0 ，表示服务器进程正在等 待l g w r 进程完成编写操作。 日志缓冲区空间等待事件：该值表示服务器进程正在等待日志缓冲区中空闲 空间的时间量。 s q l s e l e c te v e n t ，t o t a lw a i t s f r o mv $ s y s t 锄e v e n t w h e r ce v e n tl i k e l o g ； l o gb u f ! f = e rs p a c e t o t a l j w a i t s 1 3 1 1 西北工业大学硕士学位论文 第二章o f a c l c 数据库性能调整与优化 如果该值大于o 那么需要增加日志缓冲区的大小。但如果日志缓冲区已经很 大，而查询时出现较大的值，则可能是由于i ，0 争用或者检查点太频繁造成 l g w r 当前写的不够快。 日志缓冲区请求与记录项比率：该比率提供重做日志请求与记录项数量的比 率。它的阈值应当接近于o 。 s q b s e l e c t ( r v a l u e + 5 0 0 0 ) c v a l u e ，r c d or e q u e s t s e n t r i e sr a t i o ， 丘o mv $ s ”s t a tr ，v $ s y s s t a te w h e r er n 锄e = r 。d ol o gs p a c e r e q u e s t s a n de n a m e = r e d oe n 啊e s ： i e d or e q u e s t s c n t r i e s 船t i o o 上述语句中的5 0 0 0 表示目前允许一个请求有5 0 0 0 个记录项。如果该比率始 终大于0 ，则需要增加曰志缓冲区的大小。 日志缓冲区重试与记录项比率：该比率将重试日志缓冲区空间的总次数与重 做记录的实际次数相比较。如果该比率很高，可能当前l g w r 写得速度不够快， 无法释放日志缓冲区中的空间。 s q i s c l e c tl v a l u c e v a i u e “r c d or e t r i e s e n t r i e sf a t i o ” f r o mv $ s y s s t a tr ，v $ s y s s t a _ te w h e r er - n 锄e = r e d ob u 赶e ra u o c a t i o nr e m e s a de n 锄e = r e d 0e n t r i e s ： f e d or e t r i e s e n t r i e sl a t i o 0 这个比率的阈值是百分之一。如果该值始终大于百分之一，则表示或者日志 缓冲区太小，或者重做日志文件太小。上述两种情况都造成l g r w 等待【1 4 j 【1 5 】。 2 3c p u 的优化 c u p 是服务器的一项重要资源，c p u 优化的目标是使c p u 最大限度地为用 户服务，同时将i o 等待和额外开销的c p u 影响减至最小程度。当服务器在工 作高峰时c p u 的使用率在9 0 以上，说明服务器具有良好的工作状态。当工作 高峰时c p u 使用率仍然较低，说明c p u 资源比较富裕；反之，如果空闲时问 c p u 的使用率达到了9 0 ，说