ORACLE数据库的性能调整与优化_以中日合作项目林火监测系统为应用实例

1、O RACL E 数据库的性能调整与优化以中日合作项目林火监测系统为应用实例王辉( 国家林业局调查规划设计院 , 北京 100714)摘要 :以中日合作项目林火监测系统作为 ORACL E 数据库系统的应用实例 ,对 ORACL E 数据库管理系统的性能的调整方法和优化策略进行了介绍和探讨 ,这些实用方法和技术有效地解决了 ORACL E 数据库管理中的关键问题 ,提高了数据库的存储能力和运行速度 。关键词 :ORACL E 数据库系统 ;中日合作项目林火监测系统 ;数据库内存 ;逻辑存储 ;物理存储 ;快照中图分类号 : TP39 文献标识码 :B 文章编号 :1002 - 6622 (20

2、03) 06 - 0063 - 04Oracle Data ba se Perf ormance Ref in ing an d Opt imiz ing Strategies- wit h t he Sino - J apan Info r matio n Cooperative Project as a case st udyWAN G Hui( A ca de m y of Forest I n ventory a n d Pl a n ni n g , S t ate Forest ry A d m i nist rat ion , Bei ji n g 100714 , Chi na

3、)Abstract : This paper gives a brief int ro ductio n and a detail discussio n to t he o racle database systemperfo r mance refining and op timizing st rategies wit h t he Sino - J apan info r matio n cooperative p roject ti2 tled “Fo rest Fire Mo nito ring Info r matio n System”as a case st udy1 The

4、se st rategies are effective solu2 tio ns to t he key p ro blems of t he sto rage capabilit y and running speed of t he database1Key words : o racle database , Sino - J apan info r matio n cooperative p roject , fo rest fire mo nito ring info r2matio n system , database memo ry , lo gical sto rage ,

5、 p hysical sto rage , snap shotO RACL E 数据库管理系统是当今世界上功能最优秀的数据库 , 它具有强大的数据管理维护功 能 。国家林业局自 1994 年起购买了 O RACL E615 版本数据库 , 至 2002 年我局数据库应用已升级到 O RACL E8i 版 。在这 8 年的时间里 , 国家林业局信 息中心以 O RACL E 数据库为基础开发出了许多适 合林业局需要的优秀软件 , 如资源清查数据 , 图形 数据 , 网站信息等数据均存于 O RACL E 数据库中 , 如何做好 O RACL E 数据库的性能调整和优化就成为一个十分关键的问题 。

6、1 数据库调整的必要性从软件工程的角度来看 , 在一个软件系统的生 命周期内对系统进行调整 , 想利用较小的人力 、物 力而能够收到较好的收益的话 , 最好在系统的设计和开发期内进行 。如果软件已成为产品 , 此时再进 行系统调整 , 则耗费的精力最多 , 而收益最小 。同 样 , 对于数据库的性能调整和优化 , 最好的时期也收稿日期 : 2003 - 07 - 23 ; 修回日期 : 2003 - 10 - 16作者简介 : 王辉 ( 1970 - ) , 女 , 广东梅县人 , 工程师 , 在职研究生 ( 就读于北京交通大学计算机与信息技术学 院) , 从事计算机系统管理与网络维护工作 。

7、型之后再进行优化 。311 数据库内存优化O RACL E 数据库有其专属的内存区域 , O RA2CL E 使用机器的内存来存放常用信息和所有运行 在该机器上的 O RACL E 程序 。O RACL E 占用的内 存越多 , 速度就越快 , 效率就越高 , 通过对数据库 内存的监控和内存参数的调整和优化可以提高数据 库的运行速度 , 提高数据库的查询效率 。O RACL E 数据库内存参数和功能说明如表 1 所示 。2中日合作项目林火监测系统中 O RACL E 数据库的应用中日信息化合作“森林防火信息系统”项目是 建立在国家林业局信息中心计算机网络和国家林业局森林防火办公室林火监测网络基

8、础上的 , 采用client/ server 数据库技术 、WWW 技术 、地理信息 技术和遥感技术 , 具有林火火点定位 、火险预报 、 林火行为预报 、林火信息查询和信息发布功能 。本系统中信息共分为四类 , 即空间基础信息 、防火专 题信息 、防火业务信息和元数据信息等 。211空间基础信息空间基础信息包括 : 1400 万全国矢量地图数 据 , 1100 万全国矢量地图数据 , 125 万全国矢量地图数据 , 1 10 万全国水系和交通数据 , 1 100表 1 Oracle 数据库内存参数和功能说明Oracle 数据库内存参数参数意义db block buffers数据高速缓冲区SQ

9、L 共享缓冲池 重做日志缓冲区 排序区 同时连接的进程数 全局数据库名数据库块大小 , 一般应设为 8 k 同时打开的链接 用户一次可对表设定锁的最大数目 打开光标数share pool sizeLogso rtbufferareasizeProcessesglo bal names万 、125 万全国数字高程模型数据 ,射影像数据 。212防火专题信息全国 TM 正db block sizeopen linksdml locksopen curso rs防火专题信息包括 :监测热点信息 、监测雷击 dbwr io slaves 后台写进程数点信息 、火场信息 、火线信息 、1 10 万全国土

10、地利用图 、森林资源分布图 、防火隔离带 、防火公 路 、防火巡护航线 、防火行政区划 、火场遥感影像 等 。213 防火业务信息防火业务信息包括 : 扑火力量分布图 、防火设 施设备资源图 、火场态势图 、火灾分布图 、火险等 级预报图 、重点火险区图 、重点火险区预案图等 。214 元数据信息所谓元数据是对数据的描述数据 , 元数据标准 的制定 、存储管理和发布应用 , 是本系统应用的重 要数据源 , 其中空间基础地理信息元数据可参照国字标准 , 其余的各类信息的元数据内容和结构可根 据实际情况制定 。31111共享池和数据库缓存的调优Oracle 将 SQL 语句 、存储包 、对象信息和

11、很 多其 他 的 项 目 保 存 在 S GA 中 一 个 叫 做 共 享 池( Shared pool) 的地方 。共享池调优的技巧有 :a1 刷 ( Flush)为大块的内存 ;共享池可以使小块的内存合并b1 确保联机事务处理 (OL TP)变量 ( bind variables) ;c1 确保 library cache 的命中率 > 95 % , 应用 如下 SQL 语句 :selectrelo sds , pins , pinhit s , get s , get hit s f ro m v librarycache ;select sum ( reloads) / ( su

12、m (pins) + sum ( reloads) )f ro m v librarycache当命中率不能达到 95 %时 , 要增大共享池大 小以提高数据库的命中率 。31112数据库缓存调优 数据库缓存保持了从磁盘上读去的数据块的备份 , 访问过的数据都放在这一片内存区域 , 参数db block buffers 越大 , Oracle 在内存中找到相同应用使用绑定3中日合作项目林火监测系统中 O RACL E 数据库的系统性能调整和优化本系统的数据库中存储了大量的数据 , 当用户 进行图形信息的查询检索和修改时 , 如何提高数据 的运行速度是数据库调整的一个关键问题 。对于数据库的调整

13、和优化可以从以下三个方面进行 : 内存数据的可能性就越大 ,31113加锁竞争也即加快了查询速度 。日志Redo Log) 的值大 , 那么检查点 ( Check2point) 将在 O RACL E 的日志组进行切换的时候产 生 , 这正是性能良好的数据库所必须的 。c1 当把log checkpoints to altert 设为 TRU E 时 ,(插销加锁是 S GA 中保护共享数据结构的低层的串行化机制 。插销 latch 是一类可以非常快的获 得和释放的锁 。通过应用程序的操作规模和最大的 并行使用的用户数来估算系统所需要的 dml locks将把 Checkpoint 启动和停止

14、的时间记录在 AlertLo g 日志里 。这对于确定 Checkpoint 是否正以最佳 的频率发生很有帮助 。312 数据存储调整数据库如何存储数据 , 对查询性能也有一定的 影响 。一般可从物理存储和逻辑存储两方面进行 。31211 逻辑存储调整O RACL E 数据库中数据以表的形式存在于表 空间中 , 一个表空间中可以存放多张表 。在数据库 的表空间设计时 , 建议每一个表空间对应的数据物 理文件的大小应该小于 1 G 大小 , 因为许多系统的操作系统不支持大于 2 G 大小的文件 。同时 , 从数 据库的备份角度考虑 , 对小文件的备份不仅可以提 高备份的速度 , 也可以提高备份的

15、安全性 。由于创建表空间要用到数据文件 , 如果一个系统很大的话 , 就需要许多的数据文件 。该数据文件 的个数受到初始化参数或操作系统的限制 , 因此在 创建表空间时 , 应该考虑系统的限制 , 选择有效的 逻辑参数 。逻辑存储参数和意义如表 2 所示 。的值 , 如果在系统运行中经常发生表锁死的现象 ,就应该考虑加大该值 。31114重做日志缓冲的调优L GWR 将重做日志缓冲区中的重做项写到重 做日 志 文 件 中 , 用 户 进 程 可 重 做 这 些 项 。参 数“redo log space request s”的值应该接近 0 。如果此 值偏大 , 要重新设定合适的重做写日志 ,

16、 应该增加重做日志参数 ( redo log buffer) 大小 ,每 15 30 分钟进行一次重做日志的切换 。31115回滚段的调优 回滚段用于保存由那些要回滚的动作或系统需要产生一个和前面某一时间读一致的影像所产生的可取消事务。设置回滚段大小的技巧如下 :a1 最少每 4 个事务一个回滚段 ;b1 为长时间运行的大查询提供一个大回滚段 。31116临时表空间的调优 临时表空间用于保存临时对象 , 如 : 排序段 。临时表空间的调优的技巧如下 :a1 如果即使在稳定的状态下也存在很多的排 序扩展锁 ( So rt Extent Pool latch) 的竞争 , 应该表 2逻辑存储参数和

17、意义逻辑存储参数参数意义通过修改临时表空间的 Def ault值来增大扩展块的大小 ;Sto rage 子句的 next初始区间大小下一个区间大小 每个顺序盘区的几何增长系数 区间的最大数量Initial Next PctincreaseMaxextent sb1 如果存在很多的排序扩展锁( So rt ExtentPool latch) 的竞争 , 并且这种等待是由于过多的并发的排序造成的 , 应该增大 so rt area size 参数 Minext ent s 区间的最小数量的大小 , 以使更多的排序能保存在内存中 ;c1 让扩展块的大小和 so rt area size 参数相对于一

18、个 O RACL E 数据库而言 , 它的最大数目受三个方面限制 , 它们分别是 : 操作系统能够打 开的最大文件数目 , db files 的数目 , 建立数据库同 。31117检查点性能调优检查点 ( Checkpoint ) 是一个数据库事件 , 用 来同步内存和磁盘上的数据文件中的数据块 。检查 点的目的为 : 建立数据的一致性和使数据库恢复更快 。调优检查点进程有如下的技巧 :a1 C KP T 进程能够明显地提高效率来降低用 户等待一个检查点操作完毕所需的时间 ;b1 如果 lo g checkpoint interval 的值比重做时的参数 maxdatafiles 数目 。在上

19、述参数中 , 以操作系统的限制为主 , 其次为 maxdataflies , 最后为db files 。也就是说如果操作系统允许打开的文件数为 32 , 而 maxdatafiles 设置为 48 的话 , 系统认为打开的文件数目最大为 32 , 如果操作系统允许 最大的打开文件数目为 64 , maxdatafiles 数目为32 , db files 数目为 48 , 那么系统允许打开的文件最大数目为 32 , 而不是 48 。只有按适合的逻辑参31212 物理存储调整在一个数据库安装完毕之后 , 系统中已存在 S YS T EM , TOOL S , RB S , U SERS , T

20、EM P 等 表 空间 , 用户也可根据当时的系统的实际情况进行建 立新的用户表空间 , 在进行表空间的划分时 , 应使 它们尽可能分离并划分在不同的磁盘上 。在系统安装时 , 还应该考虑控制文件和可重做日志文件等这 类数据库的重要组成文件 , 要尽可能的将它们分配 在不经常使用的盘上 。3121211 表空间设计的原则表空间设计的原则为 : 把由用户创建的其余表 空间同 S YS T EM 表空间进行分离 , 把系统的数据表空间同索引表空间分离 , 把操作频繁和不经常操作的表划分在不同的表空间中 。对于表空间的设计 来说 , 大体上又可细划分为 :a1 把用户数据与数据字典数据分开 ;b1

21、把不同应用组的数据分别放在不同的表空 间中 ;然而 , 这些自由盘区并不是总能与相邻自由盘区重新结合在一起 。如果表空间的缺省 pctincrease 值不 为零 , SMON 后台进程会定期地将相邻自由盘区 和并 ; 若 pctincrease 值为零 , 表空间的相邻自由空 间将不会被数据库自动合并 ; 对于相邻的自由盘 区 , 可运用命令 alter tablespace 表空间名 coalesce ; 来强制合并 。313网络流量控制 随着数据库应用程序程度的增加 , 许多用户会通过网络对数据库进行远程访问并获取所需要的数 据 , 这时支持服务器的网络就成为发送数据给用户过程中的一个瓶

22、颈 。数据库要通过自身的调整来减 少发送数据的网络软件包的数量 , 减少网络流量提 高远程查询速度 。在一个分布式环境中 , 每一个数据段存在于一 个位置 。当发生数据请求时 , 便会通过数据库链接从一个远程数据库访问数据 。O RACL E 数据库提 供了一种方法以提高远程数据访问速度 , 即快照 ( snap shot ) 方式 。快照将主数据库中的源数据复制 到多个目标数据库中 。它同时还提供刷新工具 , 按 指定时间更新目标数据库 。快照是远程计算机数据放置在本地数据库系统上的一个只读副本 , 在远程 服务器上存储的数据一旦发生变化 , 数据变动便会 发送给本地计算机 。运用快照可以减少网络流量 , 提高了远程查询速度 。c1 为了减少输入/ 输出操作对磁盘的竞争 ,不同表空间的数据文件放在不同的硬盘上 ;把d1 分离用户数据和回滚段的数据以防止某个磁盘出现故障丢失数据 。3121212 碎片整理存储新纪录时 , 自由