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Oracle數據庫優化之數據庫磁盤I/O

編輯：Oracle數據庫基礎

概述

　　影響數據庫性能的因素包括：系統、數據庫、網絡。

　　數據庫的優化包括：優化數據庫磁盤I/O、優化回滾段、優化Rrdo日志、優化系統全局區、優化數據庫對象。

　　監控數據庫的性能

　　在init.ora參數文件中設置TIMED_STATISTICS=TRUE 和在你的會話層設置ALTER SESSION SET STATISTICS=TRUE 。運行svrmgrl 用 connect internal 注冊，在你的應用系統正常活動期間，運行utlbstat.sql 開始統計系統活動，達到一定的時間後，執行utlestat.sql 停止統計。統計結果將產生在report.txt 文件中。(utlbstat.sql utlestat.sql 一般存放在$Oracle_HOME/RDBMS/ADMIN 子目錄下)

　　優化數據庫磁盤I/O

　　檢查系統的I/O問題

　　在UNIX系統中工具sar-d能檢查整個系統的iOStat(IO statistics)，在NT系統上則使用性能監視器(Performance Monitor).

　　反映Oracle文件I/O的進程

　　使用V$FILESTAT確定Oracle數據文件I/O

　　SELECT NAME,PHYRDS,PHYWRTS FROM V$DATAFILE DF,V$FILESTAT FS WHERE DF.FILE#=FS.FILE# ;

　　使用分布I/O減少磁盤競爭

　　將數據文件和redo log文件分開

　　 Striping 表數據

　　分開表和索引

　　減少與Oracle無關的磁盤I/O

　　避免動態空間管理

　　在創建如表或回滾段的數據庫實體時，在數據庫中會為這些數據分配空間，該空間被稱為段。如果數據庫操作引起數據增加並超出了分配的表空間，Oracle會擴展該段，動態擴展會降低系統性能。

　　確定動態擴展

　　select name,value from v$sysstat where name=’recursive calls’ ;

　　分配分區

　　確定實體的最大大小;

　　選擇存儲參數值，使Oracle分配足夠大的分區，在創建實體時可以裝入所有數據

　　避免回滾段的動態空間管理

　　回滾段大小由其存儲參數所決定，回滾段必須能保存所有交易的回滾入口;

　　使用set transaction 命令可以為回滾段賦予交易的合適的大小;

　　對長的查詢的修改數據，應賦予大的回滾段，以保持所有的回滾入口;

　　對OLTP交易，由於頻繁交易，每個交易只修改小量的數據，因此賦予小的回滾段。

　　減少遷移和鏈接行

　　1. 使用ANALYZE 收集遷移和鏈接行的信息;

　　2. 查詢輸出表：chained_rows;

　　3. 如果有許多遷移和鏈接行，就需要消除遷移行，方法如下：

　　A. 創建與原表相同列的中間表，以保存遷移和鏈接行;

　　B. 從原表中刪除遷移和鏈接行;

　　C. 將中間表中的行插入到原表中;

　　D. 刪除中間表

　　4. 刪除第一步收集的信息;

　　5. 重新使用ANALYZE命令查詢輸出表

　　6. 在輸出表中出現的行都是鏈接行，只能通過增加數據塊的大小來清除。

　調整排序

　　內存中排序

　　使用動態表V$SYSSTAT的信息反映排序

　　SELECT NAME , VALUE FROM V$SYSSTAT WHERE NAME IN (‘SORTS(MEMORY)’,’SORTS(DISK)’) ;

　　SORTS(MEMORY)-不需要使用I/O操作而完全在內存完成的排序數;

　　SORTS(DISK)-需要使用I/O操作與磁盤臨時段才能完成數據的排序數目。

　　增大SORT_AREA_SIZE以避免磁盤排序

　　使用NOSORT創建非排序的索引

　　CREATE INDEX INDEX_NAME ON TABLE TABLE_NAME(COLUMN_NAME) NOSORT ;

　　調整Checkpoints

　　一個checkpoint是Oracle自動執行的一種操作，當檢查點操作時，數據庫中的所有緩沖區會寫回磁盤，所有數據庫的控制文件被更新。Checkpoint頻繁發生會加快數據庫的恢復，但是增加了I/O次數，會降低系統的性能。

　　調整LGWR和DBWn I/O

　　調整LGWR I/O

　　每次I/O寫的大小依賴於LOG緩沖區的大小，該大小由LOG BUFFER 所設置，緩沖區太大會延遲寫操作，太小可能導致頻繁的小的I/O操作。如果I/O操作的平均大小很大，那麼LOG文件就會成為瓶頸，可以使用STRIPE REDO LOG文件避免這個問題。

　　調整DBWN I/O

　　使用初始參數DB_WRITER_PROCESSES，可以創建多個數據庫寫進程。

　　調整競爭

　　由多個進程同時請求使用相同的資源時，就產生了競爭

　　確定競爭問題

　　視圖V$RESOURCE_LIMIT提供了一些系統資源的使用限制。

　　如果系統存在無反應的現象，檢查V$SYSTEM_EVENT，檢查最大平均等待時間的事件;

　　如果存在過量的緩沖區等待，檢查V$WAITSTAT，確定哪個類型的塊有最多的等待次數和最長的等待時間，再查詢V$SESSION_WAIT得到每個緩沖區的等待時間。

　　減少回滾段的競爭

　　通過檢查V$WAITSTAT可以確定回滾段的競爭：

　　SELECT CLASS,COUNT FROM V$WAITSTAT WHERE CLASS IN (‘SYSTEM UODO HEADER’,’SYSTEM UODO BLOCK’,’UODO HEADER’,’UODO BLOCK’) ;

減少調度進程的競爭

　　檢查調度進程的busy率

　　SELECT NETWORK”PROTOCOL”, SUM(BUSY)/(SUM(BUSY)+SUM(IDLE)) “TOTAL BUSY RATE” FROM V$DISPATCHER GROUP BY NETWORK ;

　　如果指定協議的調度進程忙的時間超過50%的有效工作時間，那麼，增加調度進程可以提高使用該協議連接到Oracle的性能。

　　檢查調度進程相應隊列的等待時間

　　SELECT NETWORK “PROTOCOL” DECODE(SUM(TOTALQ),0.’NO RESPONSES’,SUM(WAIT)/SUM(TOTALQ)||’HUNDREDTHS OF SECONDS’) “AVERAGE WAIT TIME PER RESPONSE” FROM V$QUEUE Q,V$DISPATCHER D WHERE Q.TYPE=’DISPATCHER’ AND Q.PADDR=D.PADDR GROUP BY NETWORK ;

　　增加調度進程：使用MTS_DISPATCHERS參數和ALTER_SYSTEM命令可以增加調度進程

　　減少共享服務器進程的競爭

　　共享服務器進程競爭可以由不斷增加的請求等待時間所反映，使用如下查詢：

　　select decode(totalq,0,’No Requests’, wait/totalq||’hundredths of seconds’) “Average Wait Time Per Requests” from v$queue where type=’COMMON’ ;

　　使用如下查詢可以得到當前運行的共享服務進程數：

　　select count(*) “Shared Server Processes” from V$shared_servers where status!=’QUIT’;

　　Oracle能自動增加共享服務進程，但是MTS_MAX_SERVERS的值可以更改。

　　減少redo log緩沖區latches競爭

　　在LGWR進程將redo入口從redo log緩沖區寫入redo log文件後，該入口就會被新入口覆蓋，供其他log的使用。

　　V$SYSSTAT中redo buffer allocation retrIEs 反映用戶進程等待redo log空間的次數：

　　Select name,value from v$sysstat where name=’redo buffer allocation retrIEs’ ;

　　redo buffer allocation retrIEs的值應該接近0，如果該值持續增加，那麼，說明進程需要等待緩沖區的空間。增大參數LOG_BUFFER的值可以增大redo log的大小。

　　確定redo log緩沖區latches競爭

　　redo分配latch;

　　redo復制latches。

　　一次只能有一個用戶分配緩沖區中的空間，在分配了redo入口的空間後，用戶進程將入口復制到緩沖區，其最大大小是由LOG_SMALL_ENTRY_MAX_SIZE指定。Redo復制latches的數目由參數LOG_SIMULTANEOUS_COPIES指定。

　　檢查redo log活動

　　對redo log緩沖區的頻繁訪問可能導致redo log緩沖區latches競爭，降低系統性能。Oracle在動態表V$LATCH中收集了所有LATCH的統計信息。

　　其中：表v$latch反映willing-to-wait 請求的列

　　gets-成功的willing-to-wait請求數;

　　misses-初始不成功的willing-to-wait請求數;

　　sleeps-請求不成功的等待時間;

　　表v$latch反映immediate請求的列：

　　immediate gets-成功的immediate請求數

　　immediate misses-不成功的immediate請求數

　　使用如下查詢：

　　select ln.name,gets,misses,immediate_gets,immediate_misses from v$latch l,v$latchname ln where ln.name in (‘redo allocation ’,’redo copy’) and ln.latch#=l.latch# ;

　　可以計算出各類請求的等待率。

　　減少latch競爭

　　要減少redo allocation latch競爭，必須減少單個進程占用latch的時間。要減少這個時間，可以減少該redo allocation latch的復制。減少LOG_SMALL_ENTRY_MAX_SIZE初始參數可以減少在redo allocation latch的redo入口的復制次數和大小。

　　減少redo copy Latches競爭可以用增加LOG_SIMULTANEOUS_COPIES的值來增加LATCH數，最多可以達到CPU的兩倍。

　　減少Free List競爭

　　確定Free List競爭，可以使用以下幾步：

　　1. 檢查V$WAITSTAT，確定DATA BLOCKS的競爭;

　　2. 檢查V$SYSTEM_EVENT,確定BUFFER BUSY WAITS，如果數值高，表明存在競爭;

　　3. 在這種情況下，檢查V$SESSION_WAIT查詢每個緩沖區的忙等待、FILE、BLOCK及ID;

　　4. 使用如下查詢得到實體和FREE LIST的名稱：

　　SELECT SEGMENT_NAME,SEGMENT_TYPE FROM DBA_EXTENTS WHERE FILE_ID=file AND BLOCK BETWEEN block_id AND block_id+blocks ;

　　5. 使用如下查詢找到FREE LIST:

　　SELECT SEGMENT_NAME,FREELISTS FROM DBA_SEGMENTS WHERE SEGMENT_NAME=segment AND SEGMENT_TYPE=type ;

　　增加Free List

　　要減少表的Free list的競爭，可以使用freelists參數重新創建表，方法有：