oracle體繫結構三部曲之記憶體結構

  還是想嘮叨一下，要想把oracle體繫結構學深學透，必須結合備份與恢複的實驗及原理去學，這個我在後續也會寫相應的blog。在這裡我在介紹記憶體結構時，只是做些基礎性的瞭解。

  我們先看兩個容易混淆的概念。SID和ORACLE_SID，其實吧，這兩個沒啥本質的區別。若真箇想分一分的話。那麼，SID是網站標識符，也即工作階段識別項，他和$ORACLE_HOME一起唯一標識了一個SGA；而ORACLE_SID則可以認為是執行個體名，通過v$instance的欄位instance_name查出。

  當DBA安裝oracle軟體時，針對os首先會辨別是32位還是64位，而這32位和64位又是代表什麼意思呢？簡單來說，就是CPU對於記憶體最大的支援範圍。32位的CPU最大支援4G記憶體。如果oracle運行在32位linux上時，其預設SGA無法超過1.7G.

  執行個體是由參數檔案建立出來的，存在於作業系統的記憶體中。linux上有兩條命令可以檢查執行個體是否開啟：
  ps -ef|grep ora_  --檢查後台進程是否開啟；
  ipcs -m|grep ora  --檢查SGA是否分配

  在我的磁碟上，有3個資料庫.任何時刻我都只有一個執行個體，但有多個資料庫，在任何時間點上只能訪問其中的一個資料庫。當一台伺服器上有多個執行個體運行時，每個執行個體都有一個自己專用的SGA。

  每個oracle執行個體都有一個被oracle進程所共用的記憶體結構，稱之為SGA。當執行個體開啟後，各個記憶體區會依照最少的需求分配所需的大小。在ora10g使用自動SGA記憶體管理（ASMM:automatic shared memory management)時，只需把SGA_TARGET參數設定為所需的大小便可，其後會根據工作負載自動擴充每個記憶體塊的大小。在SGA中，空間的最小分配單位是顆粒。它由sga_max_size決定，當sga的總和小於128m時，顆粒為4m，當sga大於128m時，顆粒為16m。

  下面我們來看看主要的SGA組件。
  database_buffer_cache

  緩衝區快取中的塊實質上在一個位置上管理，但有兩個不同的列表指向這些塊：
  髒塊列表：其中的塊需要DBWn寫入磁碟
  非髒塊列表：8.0以前的版本是LRU演算法，之後採用接觸計數演算法，如果命中緩衝中的一個塊，則會增加與之相關聯的計數器。塊緩衝區不再像以前那樣移到塊列表的最前面，而是原地留在塊列表中，只是遞增它的接觸計數。不過，一段時間，塊會在列表中“移動”。例如，髒塊由髒列表指向，過一段時間要重用塊時，如果緩衝區已滿，就要將接觸計數較小的某個塊釋放，換由非髒塊列表來指向。

  緩衝區快取允許有不同的塊大小。可以通過設定DB_nK_CACHE_SIZE參數，並重啟資料庫。但前提要注意SGA的大小。如果採用擴大的方法，比如，你的SGA大小是128m，你想再為緩衝區增加另外的64m，就必須把SGA_MAX_SIZE設定為192m或者更大。另外，你也可以採用收縮的辦法，即縮小DB_CACHE_SIZE，因為9i之後，database_buffer_cache的大小可以直接修改參數db_cache_size,那麼：
  show parameter db_cache_size; --看一下目前有多大
  alter system set db_cache_size=xxm; --將其縮小
  alter system set db_16k_cache_size=xxm; --設定16k的資料區塊大小的緩衝區快取
  這樣我在database_buffer_cache中就有兩種資料區塊大小了。這兩個緩衝是互斥的。只是為了可傳輸資料表空間。比如，OLTP和OLAP就可以共存於一個資料庫中。
 
  cache hit（快取命中）：使用者請求查詢時，oracle在緩衝區快取找到使用者所需的資料時，就直接從緩衝區返回給使用者。如果在緩衝區找不到，則稱之為cache miss（緩衝失誤）。
  database_buffer_cache命中率公式是
  cache hit ratio=1-(physical reads/(db block gets+consistent gets))
  db block gets:是指DML語句所得到的資料區塊個數
  consistent gets：是指select語句所得到的資料區塊個數
  logical reads：將db_block gets與consistent gets相加得到的資料區塊個數。
  physical reads：從硬碟上讀出的資料
  hit ratio最好大於90%

  database_buffer_cache中包含三種不同性質的緩衝：
  dirty buffer：已修改，但尚未寫入資料庫的資料
  free buffer：這裡的內容和資料檔案的內容一模一樣，也就是這些buffer已經寫入資料庫內了，隨時可以拿來覆蓋使用。
  pinned buffer：正在被使用的buffer

  可以把database_buffer_cache卻分為三種不同性質的分區：
  回收池：放在回收池的資料，只在事務還存在時才會被用到，一旦事務結束，就會被釋放掉。
  保留池：頻繁重複用到的資料
  預設池：沒有指定時，資料就會被放在預設池。

  shared pool
  設計共用池是為了重用查詢計劃.破壞共用池，最容易的辦法是不使用綁定變數。oracle提供一個參數cursor_sharing可對sql語句做強制綁定變數，其中有個參數值叫similar。在10g中，shared_pool_size參數控制了共用池的大小。裡面的主要主件是庫緩衝和字典緩衝。對於這兩個的關係，參見的我的部落格：http://blog.csdn.net/linwaterbin/article/details/7651038
  在共用池內分析sql語句可分為hard parse和soft parse，。當sql語句一進入oracle資料庫時，oracle首先會檢查一下共用池有沒有完全相同的sql語句，如果沒有，就會進行parse作業；如果有，就會跳過parse，只檢查使用者權限等。
  可以使用dbms_shared_pool.keep(兩個參數），把sql強制留在shared pool裡面。
  1）先找出sql語句的相對位置：
     select address，hash_value from v$sqlarea where sql_text='......';
  2）將位置保留在共用池內：
     exec dbms_shared_pool.keep('address','類型‘）；

  redo log buffer
  重做日誌緩衝區的預設大小由log_buffer參數控制，這個區的最小大小取決於os。將log_buffer設定為1，再重啟資料庫就可以知道最小值。重做日誌緩衝區的空間劃分為多個塊，這些塊基本上都是512k。 
  和這個區相關的概念，最重要的是檢查點機制。即：DBWn會去檢查某些redo entry是否已經寫入redo log file。檢查點機制是避免在資料庫恢複時，讀取的redo資訊太多，導致恢複的時間過長。大體的檢查點機制有以下幾個步驟：
  1）取當前的SCN號為檢查點SCN。
  2）檢查相關的redo entry是否寫入online redo log file
  3）如果寫入，則DBWn會把redo保護的dirty buffer flush到磁碟
  4）如果沒有，則DBWn會去通知LGWR來寫，然後，自己再寫
  5）CKPT更新控制檔案和資料檔案的檔案頭
  而觸發檢查點的事件有很多，比如：日誌卻，；fast_start_mttr_target等