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Oracle內存結構研究-PGA篇(體系架構)

編輯:更多數據庫知識

一、概述
SGA,PGA,UGA都是Oracle管理的內存區。

SGA(System Global Area),即系統全局區,Oracle中最重要的內存區。
PGA(Process Global Area),即程序全局區,一個進程的專用的內存區。
UGA(User Global Area),即用戶全局區,與特定的會話相關聯。
專用服務器連接模式,UGA在PGA中分配。
共享服務器連接模式,UGA在SGA中的Large Pool中分配。

如果采用專用服務器連接模式,PGA中包含UGA,其他區域用來排序,散列和位圖合並。
簡單來講,PGA=UGA+排序區+散列區+位圖合並區。


二、PGA的管理模式。
PGA分兩種管理模式:
1)        手動PGA內存管理,用戶指定排序區和散列區所使用的內存,每個連接使用相同的內存。
2)        自動PGA內存管理,告訴Oracle可以使用的PGA的總量,由Oraclce根據系統負載決定具體分配。

        9iR1時默認為手動PGA內存管理,9iR2以後默認為自動PGA內存管理。
        PGA內存可以動態擴大和回收。

PGA內存管理模式由WORKAREA_SIZE_POLICY控制。
1)        設為MANUAL,啟用手動內存管理。
2)        設為AUTO,並且PGA_AGGREGATE_TARGET不為0時,啟用自動內存管理。


三、手動PGA內存管理
有三個參數對PGA影響最大。
SORT_AREA_SIZE:對信息排序所用的內存總量
SORT_AREA_RETAINED_SIZE:排序後在內存中保存排序信息的內存總量。
HASH_AREA_SIZE:存儲散列列表所用的內存量。

下面對這三個參數進行說明:
1)        SORT_AREA_SIZE:
如果SORT_AREA_SIZE設為512KB,SORT_AREA_RETAINED_SIZE也為512KB,則Oracle使用512KB的內存進行排序,排序後所有數據都留在內存中。

2)        SORT_AREA_RETAINED_SIZE:
如果SORT_AREA_SIZE設為512KB,SORT_AREA_RETAINED_SIZE設為384KB,則Oracle使用512KB的內存進行排序,然後保留384KB的已排序數據,另外512KB-384KB=128KB的已排序數據會寫到臨時表空間中。
        如果SORT_AREA_RETAINED_SIZE沒有設置,則它的值為0,但是實際保留的排序數據和SORT_AREA_SIZE相同。

3)        HASH_AREA_SIZE:
一個大集合和另個集合進行連接時,會用到HASH_AREA_SIZE參數。較小的 表會放到這部分內存中作為驅動表,然後大表進行探索(PROBE)操作進行連接。如果HASH_AREA_SIZE過小會影響兩個集合(表)連接時的性能。

注意點:
1)        如果需要排序的數據量大於SORT_AREA_SIZE,Oracle會分批進行排序。把當前已排序的數據保存到臨時表空間中,然後對剩余的數據進行排序。最後,還會對這些保存在臨時表空間中的已排序數據再進行排序,因為每次保存到臨時表空間中的已排序數據只是部分數據的排序,對整體需排序的數據來說只是部分局部有序。
2)        *_AREA_SIZE只是對某個操作的限制,一個查詢可能有多個操作,每個操作都有自己的內存區。如果SORT_AREA_SIZE設為5MB,一個查詢可能會有10個排序操作,這樣一個查詢會占用50MB的排序內存。
3)        3,*_AREA_SIZE內存的分配是按需分配。如果一個查詢需要5MB內存進行排序,就算分配1G的SORT_AREA_SIZE也不會全部使用,只會使用需要的5MB的內存量。


四、自動PGA內存管理
要啟用自動PGA內存管理,設置下列參數:
1,WORKAREA_SIZE_POLICY=AUTO
2,PGA_AGGREGATE_TARGET=非零

有關PGA_AGGREGATE_TARGET:
1)        PGA_AGGREGATE_TARGET是一個目標值。連接數少的時候實際分配PGA內存會比它要小。連接數多的時候實際分配的PGA內存會比它要大,但是Oracle會努力保持總PGA保持在PGA_AGGREGATE_TARGET值內。

例如,PGA_AGGREGATE_TARGET 設為300MB。5個用戶連接時,每個用戶可能分配10MB的PGA內存,共分配50MB的PGA內存。300個用戶連接時每個用戶可能分配1.3MB的PGA內存,共分配390MB的PGA內存。當用戶連接多時,Oracle會降低每個用戶的PGA內存使用量。
2)        一個串行查詢(非並行查詢)可能包括多個排序/散列操作,每個排序/散列操作最多使用5%的PGA內存。
3)        一個並行查詢最多可用到30%的PGA內存,無論有多少並行進程。


五、手動PGA內存管理與自動PGA內存管理
自動PGA內存管理相對於手動PGA內存管理有很多優點
1,        當用戶連接少時
a)        手動PGA內存管理不管有多少可用內存都按照預設值進行分配。比如當前空閒內存為300MB,連接需要10MB的內存進行排序,而我們設定的排序區大小為5MB,導致雖然有足夠的空閒內存卻無法分配給當前連接,造成執行效率低下。
b)        自動PGA內存管理會根據當前空閒內存來進行分配。當空閒內存為300MB,當前用戶需要10MB內存進行排序,Oracle就會分配10MB內存給當前用戶。
2,        當用戶連接多時
a)        手動PGA內存管理會完全按照預設值分配內存。如果物理內存總量為1G,排序區設為5MB,當有300個用戶連接時,Oracle會分配1.5G的內存,這已經超過了我們的實際物理內存!
b)        自動PGA內存管理會根據當前連接情況進行分配。如果物理內存總量為1G,PGA_AGGREGATE_TARGET為300MB,當用戶數從10升到300時,每個用戶連接的內存會從滿足需要的10MB慢慢減少到1.3MB,雖然最後總量也會超過PGA_AGGREGATE_TARGET,但比起手動PGA內存管理要好很多了。

什麼時候使用自動PGA內存管理?什麼時候使用手動PGA內存管理?
白天系統正常運行時適合使用自動PGA內存管理,讓Oracle根據當前負載自動管理、分配PGA內存。
夜裡用戶數少、進行維護的時候可以設定當前會話使用手動PGA內存管理,讓當前的維護操作獲得盡可能多的內存,加快執行速度。

如:服務器平時運行在自動PGA內存管理模式下,夜裡有個任務要大表進行排序連接後更新,就可以在該操作session中臨時更改為手動PGA內存管理,然後分配大的SORT_AREA_SIZE和HASH_AREA_SIZE(50%甚至80%內存,要確保無其他用戶使用),這樣能大大加快系統運行速度,又不影響白天高峰期對系統造成的影響。


六、操作命令
系統級更改:
ALTER SYSTEM SET WORKAREA_SIZE_POLICY = {AUTO | MANAUL};
ALTER SYSTEM SET PGA_AGGREGATE_TARGET=100000000;
ALTER SYSTEM SET SORT_AREA_SIZE = 65536 SCOPE = SPFILE;
ALTER SYSTEM SET HASH_AREA_SIZE = 65536 SCOPE = SPFILE;

會話級更改
ALTER SESSION SET WORKAREA_SIZE_POLICY = {AUTO | MANAUL};
ALTER SESSION SET SORT_AREA_SIZE = 65536;
ALTER SESSION SET HASH_AREA_SIZE = 65536;


七、學以致用
1,排序區:
pga_aggregate_target為100MB,單個查詢能用到5%也就是5MB時排序所需時間

SQL> create table sorttable as select * from all_objects;

表已創建。

SQL> insert into sorttable (select * from sorttable);

已創建49735行。

SQL> insert into sorttable (select * from sorttable);

已創建99470行。

SQL> set timing on;
SQL> set autotrace traceonly;
SQL> select * from sorttable order by object_id;

已選擇198940行。

已用

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