Oracle體系結(jié)構(gòu)之內(nèi)存結(jié)構(gòu)（SGA、PGA）

Oracle體系結(jié)構(gòu)之內(nèi)存結(jié)構(gòu)（SGA、PGA） 

一、內(nèi)存結(jié)構(gòu)

SGA(System Global Area)：由所有服務(wù)進(jìn)程和后臺(tái)進(jìn)程共享；
PGA(Program Global Area)：由每個(gè)服務(wù)進(jìn)程、后臺(tái)進(jìn)程專有；每個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)PGA。

二、SGA
包含實(shí)例的數(shù)據(jù)和控制信息，包含如下內(nèi)存結(jié)構(gòu)：
1）Database buffer cache：緩存了從磁盤上檢索的數(shù)據(jù)塊。
2）Redo log buffer：緩存了寫到磁盤之前的重做信息。
3）Shared pool：緩存了各用戶間可共享的各種結(jié)構(gòu)。
4）Large pool：一個(gè)可選的區(qū)域，用來緩存大的I/O請(qǐng)求，以支持并行查詢、共享服務(wù)器模式以及某些備份操作。
5）Java pool：保存java虛擬機(jī)中特定會(huì)話的數(shù)據(jù)與java代碼。
6）Streams pool：由Oracle streams使用。
7）Keep buffer cache：保存buffer cache中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，使其盡時(shí)間可能長。
8）Recycle buffer cache：保存buffer cache中即將過期的數(shù)據(jù)。
9）nK block size buffer：為與數(shù)據(jù)庫默認(rèn)數(shù)據(jù)塊大小不同的數(shù)據(jù)塊提供緩存。用來支持表空間傳輸。

database buffer cache, shared pool, large pool, streams pool與Java pool根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)庫狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)整；
keep buffer cache,recycle buffer cache,nK block size buffer可以在不關(guān)閉實(shí)例情況下，動(dòng)態(tài)修改。

三、PGA
每個(gè)服務(wù)進(jìn)程私有的內(nèi)存區(qū)域，包含如下結(jié)構(gòu)：
1）Private SQL area：包含綁定信息、運(yùn)行時(shí)的內(nèi)存結(jié)構(gòu)。每個(gè)發(fā)出sql語句的會(huì)話，都有一個(gè)private SQL area（私有SQL區(qū)）
2）Session memory：為保存會(huì)話中的變量以及其他與會(huì)話相關(guān)的信息，而分配的內(nèi)存區(qū)。


四、SGA COMPONENT
(一)、Buffer Cache
1、DB_CACHE_SIZE
　　　　通過參數(shù)DB_CACHE_SIZE可指定DB buffer cache的大小
　　　　ALTER SYSTEM SET DB_CACHE_SIZE=20M scope=both;
　　　　服務(wù)進(jìn)程從數(shù)據(jù)文件讀數(shù)據(jù)到buffer cache；DBWn從buffer cache寫數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)文件。
　　　　buffer cache的四種狀態(tài)：
　　　　　　　　1）pinned：當(dāng)前塊正在讀到cache或正寫到磁盤，其他會(huì)話等待訪問該塊。
　　　　　　　　2）clean：
　　　　　　　　3）free/unused：buffer內(nèi)為空，為實(shí)例剛啟動(dòng)時(shí)的狀態(tài)。
　　　　　　　　4）dirty：臟數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)塊被修改，需要被DBWn刷新到磁盤，才能執(zhí)行過期處理。

同一個(gè)數(shù)據(jù)庫中，支持多種大小的數(shù)據(jù)塊緩存。通過DB_nK_CACHE_SIZE參數(shù)指定，如
　　　　? DB_2K_CACHE_SIZE
　　　　? DB_4K_CACHE_SIZE
　　　　? DB_8K_CACHE_SIZE
　　　　? DB_16K_CACHE_SIZE
　　　　? DB_32K_CACHE_SIZE
標(biāo)準(zhǔn)塊緩存區(qū)大小由DB_CACHE_SIZE指定。如標(biāo)準(zhǔn)塊為nK，則不能通過DB_nK_CACHE_SIZE來指定標(biāo)準(zhǔn)塊緩存區(qū)的大小，應(yīng)由DB_CACHE_SIZE指定。
例，標(biāo)準(zhǔn)塊為8K，則數(shù)據(jù)庫可以設(shè)置的塊緩存大小的參數(shù)如下：
　　　　? DB_CACHE_SIZE （指定標(biāo)準(zhǔn)塊（這里為8K）的緩存區(qū)）
　　　　? DB_2K_CACHE_SIZE （指定塊大小為2K的緩存區(qū)）
　　　　? DB_4K_CACHE_SIZE （指定塊大小為4K的緩存區(qū)）
　　　　? DB_16K_CACHE_SIZE （指定塊大小為16K的緩存區(qū)）
　　　　? DB_32K_CACHE_SIZE （指定塊大小為32K的緩存區(qū)）

2、多種緩沖池（buffer pool）
　　　　1）Keep：通過db_keep_cache_size參數(shù)指定。
　　　　該buffer內(nèi)的數(shù)據(jù)可能被重用，以降低I/O操作。該池的大小要大于指定到該池的段的總和。
　　　　　　 讀入到keep buffer的塊不需要過期操作。
　　　　2）Recycle：通過db_recycle_cache_size參數(shù)指定。
　　　　該池中的數(shù)據(jù)被重用機(jī)會(huì)較小，該池大小要小于分配到該池的段的總和。讀入該池的塊需要經(jīng)常執(zhí)行過期處理。
　　　　3）Default：相當(dāng)于一個(gè)沒有Keep與Recycle池的實(shí)例的buffer cache，通過db_cache_size參數(shù)指定。

3、為對(duì)象明確指定buffer pool
　　　　buffer_pool子句，用來為對(duì)象指定默認(rèn)的buffer pool，是storage子句的一部分。
　　　　　　 對(duì)create與alter table、cluster、index語句有效。
　　　　如果現(xiàn)有對(duì)象沒有明確指定buffer pool，則默認(rèn)都指定為default buffer pool，大小為DB_CACHE_SIZE參數(shù)設(shè)置的值。
語法：
　　　　a.CREATE INDEX cust_idx ON tt(id) STORAGE (BUFFER_POOL KEEP);
　　　　b.ALTER TABLE oe.customers STORAGE (BUFFER_POOL RECYCLE);
　　　　c.ALTER INDEX oe.cust_lname_ix STORAGE (BUFFER_POOL KEEP);
(二)、Share Pool
1、SHARE_POOL_SIZE
　  1）Share Pool可通過SHARE_POOL_SIZE參數(shù)指定：
　　SQL> alter system set shared_pool_size=20M scope=both;
　  2）Share Pool保存的信息被多個(gè)會(huì)話共享，類型包括：
  a.Library Cache
Library Cache又包含共享SQL區(qū)與PL/SQL區(qū)：
a).共享SQL區(qū)保存了分析與編譯過的SQL語句。
b).PL/SQL區(qū)保存了分析與編譯過的PL/SQL塊（過程和函數(shù)、包、觸發(fā)器與匿名PL/SQL塊）。
  b.Data Dictionary Cache
保存了數(shù)據(jù)字典對(duì)象的定義。
  c.UGA(User Global Area)
UGA內(nèi)包含了共享服務(wù)器模式下的會(huì)話信息。
共享服務(wù)器模式時(shí)，如果large pool沒有配置，則UGA保存在Share Pool中。

(三)、Large Pool  
1）Large Pool大小通過LARGE_POOL_SIZE參數(shù)指定：
SQL> alter system set large_pool_size=20m scope=both;
2）作用:
a.為I/O服務(wù)進(jìn)程分配內(nèi)存
b.為備份與恢復(fù)操作分配內(nèi)存
c.為Oracle共享服務(wù)器模式與多個(gè)數(shù)據(jù)庫間的聯(lián)機(jī)事務(wù)分配內(nèi)存。
通過從large pool中為共享服務(wù)器模式分配會(huì)話內(nèi)存，可以減少share pool因頻繁為大對(duì)象分配和回收內(nèi)存而產(chǎn)生的碎片。將大的對(duì)象從share pool中分離出來，可以提高shared pool的使用效率，使其可以為新的請(qǐng)求提供服務(wù)或者根據(jù)需要保留現(xiàn)有的數(shù)據(jù)。

(四)、Java Pool           
1、JAVA_POOL_SIZE
   　　通過JAVA_POOL_SIZE參數(shù)指定java pool大小。
          保存了jvm中特定會(huì)話的java code和數(shù)據(jù)。
2、在編譯數(shù)據(jù)庫中的java代碼和使用數(shù)據(jù)庫中的java資源對(duì)象時(shí)，都會(huì)用到share pool。
        java的類加載程序?qū)γ總€(gè)加載的類會(huì)使用大約8K的空間。
       系統(tǒng)跟蹤運(yùn)行過程中，動(dòng)態(tài)加載的java類，也會(huì)使用到share pool。

(五)、Redo Log Buffer
1、服務(wù)進(jìn)程從用戶空間拷貝每條DML/DDL語句的redo條目到redo log buffer中。
2、redo log buffer是一個(gè)可以循環(huán)使用的buffer，服務(wù)進(jìn)程拷貝新的redo覆蓋掉redo log buffer中已通過LGWR寫入磁盤（online redo log）的條目。
3、導(dǎo)致LGWR執(zhí)行寫redo log buffer到online redo log的條件
a.用戶執(zhí)行事務(wù)提交commit
b.每3秒鐘或redo log buffer內(nèi)已達(dá)到1/3滿或包含1MB數(shù)據(jù)
c.DBWn進(jìn)程將修改的緩沖區(qū)寫入磁盤時(shí)（如果相應(yīng)的重做日志數(shù)據(jù)尚未寫入磁盤）

（六）、ASMM(Automatic Shared Memory Management)
1、SGA_TARGET
      1）SGA_TARGET默認(rèn)值為0，即ASMM被禁用。需要手動(dòng)設(shè)置SGA各中各組件的大小。
      2）當(dāng)SGA_TARGET為非0時(shí)，則啟用ASMM，自動(dòng)調(diào)整以下各組件大?。?/span>
　　　　DB buffer cache（default pool）
　　　　shared pool
　　　　large pool
　　　　streams pool
　　　　java pool
           但ASSM中， 以下參數(shù)仍需要手動(dòng)指定：
　　　　log buffer
　　　　keep、recycle、以及非標(biāo)準(zhǔn)塊緩沖區(qū)
　　　　固定SGA以及其他內(nèi)部分配。
2、啟用ASMM需要將STATISTICS_LEVEL設(shè)置成TYPICAL或ALL
3、啟用ASMM，自動(dòng)調(diào)整SGA內(nèi)部組件大小后。若手動(dòng)指定某一組件值，則該值為該組件的最小值。如
手動(dòng)設(shè)置SGA_TARGET=8G,SHARE_POOL_SIZE=1G，則ASMM在自動(dòng)調(diào)整SGA內(nèi)部組件大小時(shí)，保證share pool不會(huì)低于1G。
SQL> SELECT component, current_size/1024/1024 size_mb FROM   v$sga_dynamic_components;
4、SGA_MAX_SIZE
SGA_MAX_SIZE指定內(nèi)存中可以分配給SGA的最大值。
SGA_TARGET是一個(gè)動(dòng)態(tài)參數(shù)，其最大值為SGA_MAX_SIZE指定的值。

五、PGA

 
（一）Private SQL Area
1、保存了當(dāng)前會(huì)話的綁定信息以及運(yùn)行時(shí)內(nèi)存結(jié)構(gòu)。這些信息
2、每個(gè)執(zhí)行sql語句的會(huì)話，都有一個(gè)private sql area。
3、當(dāng)多個(gè)用戶執(zhí)行相同的sql語句，此sql語句保存在一個(gè)稱為shared sql area。此share sql area被指定給這些用戶的private sql area
4、共享服務(wù)器模式：private sql area位于SGA的share pool或large pool中
     專用服務(wù)器模式：private sql area位于PGA中
（二）Cursor、SQL Areas
（三）Work Area    
PGA的一大部分被分配給Work Area，用來執(zhí)行如下操作：
　　　　a.基于操作符的排序，group by、order by、rollup和窗口函數(shù)。
  　　　　參數(shù)為sort_area_size  
　　　　b.hash散列連接，
  　　　　參數(shù)為hash_area_size     
　　　　c.位圖合并，
  　　　　參數(shù)為bitmap_merge_area_size
　　　　d.位圖創(chuàng)建，
  　　　　參數(shù)為create_bitmap_area_size 
　　　　e.批量裝載操作使用的寫緩存
（四）Session memory
  保存了會(huì)話的變量，如登錄信息及其他與會(huì)話相關(guān)的信息，共享服務(wù)器模式下，Session memory是共享的。

（五）自動(dòng)PGA管理
設(shè)置PGA_AGGREGATE_TARGET為非0，則啟用PGA自動(dòng)管理，并忽略所有*_area_size的設(shè)置。如sort_area_size,hash_area_size等。
默認(rèn)為啟用PGA的自動(dòng)管理，Oracle根據(jù)SGA的20%來動(dòng)態(tài)調(diào)整PGA中專用與Work Area部分的內(nèi)存大小，最小為10MB。
用于實(shí)例中各活動(dòng)工作區(qū)（work area）的PGA總量，為PGA_AGGREGATE_TARGET減去其他組件分配的PGA內(nèi)存。得到的結(jié)果，按照特定需求動(dòng)態(tài)分配給對(duì)應(yīng)的工作區(qū)。
1）設(shè)置PGA_AGGREGATE_TARGET大小的步驟
a.設(shè)置PGA_AGGREGATE_TARGET為SGA的20%，對(duì)于DSS系統(tǒng)，此值可能過低。
b.運(yùn)行典型的負(fù)載，通過oracle收集的pga統(tǒng)計(jì)信息來調(diào)整PGA_AGGREGATE_TARGET的值。
c.根據(jù)oracle的pga建議調(diào)整PGA_AGGREGATE_TARGET大小。
2）禁用自動(dòng)pga管理
為向后兼容，設(shè)置PGA_AGGREGATE_TARGET為0，即禁用pga的自動(dòng)管理?？墒褂藐P(guān)聯(lián)的*_area_size參數(shù)調(diào)整對(duì)應(yīng)工作區(qū)的最大大小。
bitmap_merge_area_size
create_bitmap_area_size
hash_area_size
sort_area_size  

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