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摘要：在Oracle的性能优化对业务数据库工作在最佳状态具有重要意义，通过对Oracle采用调整内存、磁盘输入输出和命中率等方法z进行优化过程进行探讨，得到比较满意的结果。
关键词：Oracle数据库；性能优化；内存调整；磁盘I/O调整；调整竞争
中图分类号：TP311文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2007)12-21504-02
Based on Oracle9i Database System Performance Optimization
ZHU Qing
(Anhui hospitals clinics, Hefei 230001,China)
Abstract:Oracle in the performance optimization of the database business in the best condition of great significance. Through the use of Oracle adjustment memory, disk input and output hits and z methods for optimization process to explore, to be quite satisfied with the results.
Key words:Oracle database; Performance optimization; Memory adjustments; Disk I / O adjustment; Competition adjustment
1 引言
目前在我国，Oracle是跨应用平台最多、应用行业范围最广的数据库管理系统。其跨平台体现在支持多种硬件平台，比如个人电脑Intel体系架构和IBM小型机Power体系架构以及Sun小型机Sparc体系架构等，跨越的操作系统包括微软Windows系列、IBM AIX 4/5系列、Linux 系列以及HP-UX 10/11和Sun Solaris 10等平台。就行业范围应用来说，Oracle以其先进的数据庫引擎和开发工具技术占领了诸如政府、医疗、金融、保险、证券、教育、电信等多个核心应用的底层数据库市场。
对于数据库管理员来说，发挥Oracle的强大特性为核心业务服务，切实增加高性能的最直接的方法就是Oracle性能优化。在优化性能的过程中可以就性能问题采用大量的参数调整和技术。性能优化主要分为两部分：一是数据库管理员通过对系统参数的调整达到优化的目的；二是开发人员通过对应用程序的优化达到调整的目的。在此，仅就系统参数的调整进行探讨，而不涉及应用程序的优化。
2 调整内存分配
系统全局区（SGA）是一个分配给ORACLE 包含ORACLE 数据库实例控制信息的内存段。SGA的大小对系统性能的影响极大，其缺省参数设置只适用于配置很低的计算机，不适应现在大多数业务系统的需要。这些参数若不作调整，会对系统资源造成巨大浪费。就某医院信息管理系统HIS的IBM p570而言，其内存16G中SGA的大小以13G左右为宜，剩下的3G内存提供操作系统以及其他的非数据库应用。
比如下面操作系统监控中，绿色框内的就是内存大致分配情况。
#topas
图1
初始化参数文件中的一些参数对SGA的大小有决定性的影响。参数DB_BLOCK_BUFFERS（SGA中存储区高速缓存的缓冲区数目），参数SHARED_POOL_SIZE（分配给共享SQL区的字节数），是SGA大小的主要影响者。
DB_BLOCK_BUFFERS参数是SGA大小和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DB_BLOCK_SIZE的大小。ORACLE数据库块以字节表示大小。以HIS为例，其采用了8G内存为DB_BLOCK_BUFFERS。
Oracle SGA共享池部分由库高速缓存、字典高速缓存及其他一些用户和服务器会话信息组成，共享池是最大的消耗成分。调整SGA区各个结构的大小，可以极大地提高系统的性能。以HIS为例，其采用了800M内存为SHARED_POOL_SIZE。
(1)调整Library Cache
库高速缓存（Library Cache）中包含私用和共享SQL区和PL/SQL区。调整SGA的重要问题是确保库高速缓存足够大，以使ORACLE能在共享池中保持分析和执行语句，提高语句分析和执行效率，降低资源消耗。通过比较Library Cache的命中率来决定它的大小。查询V$LIBRARYCACHE 数据字典视图（其中，pins表示高速缓存命中率，reloads表示高速缓存失败）
SQL>SELECT SUM(pins),SUM(reloads) FROM v$librarycache;
如果sum(reload)/sum(pins)≈0，说明Library Cache的命中率比较合适，若大于1，则需要增加共享池（SHARED－POOL－SIZE）的大小（在初始化参数文件中）。
(2)调整数据字典高速缓存（Dictionary Cache）
数据字典高速缓存包括了有关数据库的结构、用户、实体信息等。数据字典的命中率对系统有很大的影响。命中率的计算中，getmisses 表示失败次数，gets表示成功次数。
查询V$ROWCACHE表：
SQL>SELECT (1-(SUM(getmisses)/(SUM(gets)+SUM(getmisses))))*100
FROM v$rowcache;
如果该值大于90%，说明命中率合适。否则，应增大共享池的大小。 在数据库运行的任何阶段（mount或者open）状态下，都可以手动清除其内容，如下操作：
$ sqlplus '/ as sysdba'
SQL*Plus: Release 9.2.0.1.0 - Production on Fri Jun 22 16:53:51 2007
Copyright (c) 1982, 2002, Oracle Corporation.All rights reserved.
Connected to:
Oracle9i Enterprise Edition Release 9.2.0.1.0 - 64bit Production
With the Partitioning, OLAP and Oracle Data Mining options
JServer Release 9.2.0.1.0 - Production
SQL> alter system flush shared_pool;
System altered.
SQL>
可以用Toad8.53的DBA监控工具看到其变化：
图2
(3)调整数据库缓冲区高速缓存 Oracle 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ORACLE必需进行磁盘I/O。保持高速缓存失败率最小的关键是确保高速缓存的大小。初始化参数DB－BLOCK－BUFFERS控制数据库缓冲区高速缓存的大小。可通过查询V$SYSSTAT命中率，以确定是否应当增加DB－BLOCK－BUFFERS的值。
SQL>SELECT name,value
FROM V$SYSSTAT
WHERE name =any ('dbblock gets','consistent gets','physical reads'); 查询结果命中率等于
1-physical reads/(dbblock gets+consistent gets)
如果命中率<0.6～0.7，则应增大DB_BLOCK_BUFFERS。
3 调整磁盘I/O
磁盘I/O是系统性能的瓶颈，解决好磁盘I/O，可明显提高性能。通过查询V$FILESTAT可以知道每个物理文件的使用频率（phyrds表示每个数据文件读的次数，phywrts表示每个数据文件写的次数）
SQL>SELECT name,phyrds,phywrts
FROM v$datafile df,v$filestat fs
WHERE df.file# =fs.file#;
对于使用频率较高的物理文件,可以采用以下策略:
(1)将I/O尽可能平均分配在尽可能多的磁盘上，比如使用Raid5。
(2)为表和索引建立不同的表空间。
(3)将数据文件与重做日志文件以及归档日志文件分别放置在不同的磁盘上。
(4)減少不经过文件系统的磁盘I/O，比如使用裸设备。
比如表空间对应的数据文件的磁盘条带化如下：
#prtconf | grep hdisk
4 调整竞争
当多个进程对相同的资源发出申请时，产生竞争。
(1)修改process参数
该参数定义可以同时连接到oracle数据库的最大进程数，缺省值为50。注意，oracle的后台进程也包括在此数目中，建议将该值改为150至200，目前许多三层架构的应用，其连接数的控制一般有中间件配置，所以，此值不宜过大。
(2)减少调度进程的竞争
减少调度进程的竞争，通过查询v$dispatcher表来判定调度进程的竞争
SQL>SELECT network,sum(busy)/sum(busy)+sum(idle)
FROM v$dispatcher
GROUP BY network;
如果某种协议忙比率超过50%，应增加MTS－DISPATCHERS的值。
(3)减少多线程服务进程竞争
首先查询V$SYSSTAT表判定是否发生多线程服务进程竞争:
SQL>SELECT DECODE(totalq,0,'No request',wait/totalq||'hunderths of seconds')
FROM v$sysstat
WHERE type='common';
如果共享服务进程数量已达到初始化参数文件中MTS_MAX_SERVERS指定的最大值，但应用运行时，平均请求等待时间仍持续增长，那么，应加大MTS_MAX_SERVERS的值。
(4)减少重做日志缓冲区竞争
通过查询V$SYSSTAT表判定redo log 文件缓冲区是否足够。
SQL>SELECT name,value
FROM v$sysstat
WHERE name='redo log space request';
此处value的值应接近于0，否则，应增大初始化参数文件的LOG_BUFFERS的值。
(5)减少回退段竞争
回退段对性能有影响，根据事物大小来分配合适的回退段。
首先判定回退段的数量能否满足系统运行的需要：
查询V$WAITSTAT表与V$SYSSTAT表
SQL>SELECT class,count
FROM v$waitstat
WHERE class
IN ('system undo header','system undo block','undo header','undo block');
SQL>SELECT sum(value)
FROM v$sysstat
WHERE name IN ('db block gets','consistent gets');
如果任何一个class/sum(value)>;10%,那么考虑增加回退段。回退段的数量一般按如下规律设定：
用户数回退段个数
n<16
4
16 32<=n
n/4 但不超过50
(6)减少Free List竞争
当多个进程同时向一个表中插入数据时，产生Free List竞争。
SQL>SELECT class,count
FROM v$waitstat
WHERE class='free list';
SQL>SELECT sum(value)
FROM v$sysstat
WHERE name IN ('db block gets','consistent gets');
如果class/sum(value)>;1%，则应增加该表的Free List 的值。
参考文献：
[1]Rick Greenwald,Robert Stackowiak,Jonathan Stern,著,林琪,谢剑薇,译.Oracle精髓:Oracle9i,Oracle8i & Oracle8(第2版)[M],2002,392.
[2]David C. Kreines,Brian Laskey ,著,张玉英,译,张奕,审校.Oracle数据库管理[M],2003,600.
“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
关键词：Oracle数据库；性能优化；内存调整；磁盘I/O调整；调整竞争
中图分类号：TP311文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2007)12-21504-02
Based on Oracle9i Database System Performance Optimization
ZHU Qing
(Anhui hospitals clinics, Hefei 230001,China)
Abstract:Oracle in the performance optimization of the database business in the best condition of great significance. Through the use of Oracle adjustment memory, disk input and output hits and z methods for optimization process to explore, to be quite satisfied with the results.
Key words:Oracle database; Performance optimization; Memory adjustments; Disk I / O adjustment; Competition adjustment
1 引言
目前在我国，Oracle是跨应用平台最多、应用行业范围最广的数据库管理系统。其跨平台体现在支持多种硬件平台，比如个人电脑Intel体系架构和IBM小型机Power体系架构以及Sun小型机Sparc体系架构等，跨越的操作系统包括微软Windows系列、IBM AIX 4/5系列、Linux 系列以及HP-UX 10/11和Sun Solaris 10等平台。就行业范围应用来说，Oracle以其先进的数据庫引擎和开发工具技术占领了诸如政府、医疗、金融、保险、证券、教育、电信等多个核心应用的底层数据库市场。
对于数据库管理员来说，发挥Oracle的强大特性为核心业务服务，切实增加高性能的最直接的方法就是Oracle性能优化。在优化性能的过程中可以就性能问题采用大量的参数调整和技术。性能优化主要分为两部分：一是数据库管理员通过对系统参数的调整达到优化的目的；二是开发人员通过对应用程序的优化达到调整的目的。在此，仅就系统参数的调整进行探讨，而不涉及应用程序的优化。
2 调整内存分配
系统全局区（SGA）是一个分配给ORACLE 包含ORACLE 数据库实例控制信息的内存段。SGA的大小对系统性能的影响极大，其缺省参数设置只适用于配置很低的计算机，不适应现在大多数业务系统的需要。这些参数若不作调整，会对系统资源造成巨大浪费。就某医院信息管理系统HIS的IBM p570而言，其内存16G中SGA的大小以13G左右为宜，剩下的3G内存提供操作系统以及其他的非数据库应用。
比如下面操作系统监控中，绿色框内的就是内存大致分配情况。
#topas
图1
初始化参数文件中的一些参数对SGA的大小有决定性的影响。参数DB_BLOCK_BUFFERS（SGA中存储区高速缓存的缓冲区数目），参数SHARED_POOL_SIZE（分配给共享SQL区的字节数），是SGA大小的主要影响者。
DB_BLOCK_BUFFERS参数是SGA大小和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DB_BLOCK_SIZE的大小。ORACLE数据库块以字节表示大小。以HIS为例，其采用了8G内存为DB_BLOCK_BUFFERS。
Oracle SGA共享池部分由库高速缓存、字典高速缓存及其他一些用户和服务器会话信息组成，共享池是最大的消耗成分。调整SGA区各个结构的大小，可以极大地提高系统的性能。以HIS为例，其采用了800M内存为SHARED_POOL_SIZE。
(1)调整Library Cache
库高速缓存（Library Cache）中包含私用和共享SQL区和PL/SQL区。调整SGA的重要问题是确保库高速缓存足够大，以使ORACLE能在共享池中保持分析和执行语句，提高语句分析和执行效率，降低资源消耗。通过比较Library Cache的命中率来决定它的大小。查询V$LIBRARYCACHE 数据字典视图（其中，pins表示高速缓存命中率，reloads表示高速缓存失败）
SQL>SELECT SUM(pins),SUM(reloads) FROM v$librarycache;
如果sum(reload)/sum(pins)≈0，说明Library Cache的命中率比较合适，若大于1，则需要增加共享池（SHARED－POOL－SIZE）的大小（在初始化参数文件中）。
(2)调整数据字典高速缓存（Dictionary Cache）
数据字典高速缓存包括了有关数据库的结构、用户、实体信息等。数据字典的命中率对系统有很大的影响。命中率的计算中，getmisses 表示失败次数，gets表示成功次数。
查询V$ROWCACHE表：
SQL>SELECT (1-(SUM(getmisses)/(SUM(gets)+SUM(getmisses))))*100
FROM v$rowcache;
如果该值大于90%，说明命中率合适。否则，应增大共享池的大小。 在数据库运行的任何阶段（mount或者open）状态下，都可以手动清除其内容，如下操作：
$ sqlplus '/ as sysdba'
SQL*Plus: Release 9.2.0.1.0 - Production on Fri Jun 22 16:53:51 2007
Copyright (c) 1982, 2002, Oracle Corporation.All rights reserved.
Connected to:
Oracle9i Enterprise Edition Release 9.2.0.1.0 - 64bit Production
With the Partitioning, OLAP and Oracle Data Mining options
JServer Release 9.2.0.1.0 - Production
SQL> alter system flush shared_pool;
System altered.
SQL>
可以用Toad8.53的DBA监控工具看到其变化：
图2
(3)调整数据库缓冲区高速缓存 Oracle 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ORACLE必需进行磁盘I/O。保持高速缓存失败率最小的关键是确保高速缓存的大小。初始化参数DB－BLOCK－BUFFERS控制数据库缓冲区高速缓存的大小。可通过查询V$SYSSTAT命中率，以确定是否应当增加DB－BLOCK－BUFFERS的值。
SQL>SELECT name,value
FROM V$SYSSTAT
WHERE name =any ('dbblock gets','consistent gets','physical reads'); 查询结果命中率等于
1-physical reads/(dbblock gets+consistent gets)
如果命中率<0.6～0.7，则应增大DB_BLOCK_BUFFERS。
3 调整磁盘I/O
磁盘I/O是系统性能的瓶颈，解决好磁盘I/O，可明显提高性能。通过查询V$FILESTAT可以知道每个物理文件的使用频率（phyrds表示每个数据文件读的次数，phywrts表示每个数据文件写的次数）
SQL>SELECT name,phyrds,phywrts
FROM v$datafile df,v$filestat fs
WHERE df.file# =fs.file#;
对于使用频率较高的物理文件,可以采用以下策略:
(1)将I/O尽可能平均分配在尽可能多的磁盘上，比如使用Raid5。
(2)为表和索引建立不同的表空间。
(3)将数据文件与重做日志文件以及归档日志文件分别放置在不同的磁盘上。
(4)減少不经过文件系统的磁盘I/O，比如使用裸设备。
比如表空间对应的数据文件的磁盘条带化如下：
#prtconf | grep hdisk
4 调整竞争
当多个进程对相同的资源发出申请时，产生竞争。
(1)修改process参数
该参数定义可以同时连接到oracle数据库的最大进程数，缺省值为50。注意，oracle的后台进程也包括在此数目中，建议将该值改为150至200，目前许多三层架构的应用，其连接数的控制一般有中间件配置，所以，此值不宜过大。
(2)减少调度进程的竞争
减少调度进程的竞争，通过查询v$dispatcher表来判定调度进程的竞争
SQL>SELECT network,sum(busy)/sum(busy)+sum(idle)
FROM v$dispatcher
GROUP BY network;
如果某种协议忙比率超过50%，应增加MTS－DISPATCHERS的值。
(3)减少多线程服务进程竞争
首先查询V$SYSSTAT表判定是否发生多线程服务进程竞争:
SQL>SELECT DECODE(totalq,0,'No request',wait/totalq||'hunderths of seconds')
FROM v$sysstat
WHERE type='common';
如果共享服务进程数量已达到初始化参数文件中MTS_MAX_SERVERS指定的最大值，但应用运行时，平均请求等待时间仍持续增长，那么，应加大MTS_MAX_SERVERS的值。
(4)减少重做日志缓冲区竞争
通过查询V$SYSSTAT表判定redo log 文件缓冲区是否足够。
SQL>SELECT name,value
FROM v$sysstat
WHERE name='redo log space request';
此处value的值应接近于0，否则，应增大初始化参数文件的LOG_BUFFERS的值。
(5)减少回退段竞争
回退段对性能有影响，根据事物大小来分配合适的回退段。
首先判定回退段的数量能否满足系统运行的需要：
查询V$WAITSTAT表与V$SYSSTAT表
SQL>SELECT class,count
FROM v$waitstat
WHERE class
IN ('system undo header','system undo block','undo header','undo block');
SQL>SELECT sum(value)
FROM v$sysstat
WHERE name IN ('db block gets','consistent gets');
如果任何一个class/sum(value)>;10%,那么考虑增加回退段。回退段的数量一般按如下规律设定：
用户数回退段个数
n<16
4
16 32<=n
n/4 但不超过50
(6)减少Free List竞争
当多个进程同时向一个表中插入数据时，产生Free List竞争。
SQL>SELECT class,count
FROM v$waitstat
WHERE class='free list';
SQL>SELECT sum(value)
FROM v$sysstat
WHERE name IN ('db block gets','consistent gets');
如果class/sum(value)>;1%，则应增加该表的Free List 的值。
参考文献：
[1]Rick Greenwald,Robert Stackowiak,Jonathan Stern,著,林琪,谢剑薇,译.Oracle精髓:Oracle9i,Oracle8i & Oracle8(第2版)[M],2002,392.
[2]David C. Kreines,Brian Laskey ,著,张玉英,译,张奕,审校.Oracle数据库管理[M],2003,600.
“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”