Oracle中的Shared Pool詳解

Oracle資料庫作為一個管理資料的產品，必須能夠認出使用者所提交的管理命令（通常叫做SQL語句），從而進行響應。認出的過程叫做解析SQL語句的過程，響應的過程叫做執行SQL語句的過程。解析是一個相當複雜的過程，它要考慮各種可能的異常情況，比如SQL語句涉及的對象不存在、提交的使用者沒有許可權等。而且，還需要考慮如何執行SQL語句，採用什麼方式去擷取資料等。解析的最終結果是要產生 Oracle自 己內部的執行計畫，從而指導SQL的執行過程。可以看到，解析是一個非常消耗資源的過程。因此，Oracle在解析使用者提交的SQL 陳述式的過程 中，如果對每次出現的新的SQL語句都按照標準流程完整地從頭到尾解析一遍的話，效率太低。尤其隨著並發使用者數量的增加、 資料量的增 加，資料庫的整體效能將直線下降。

Oracle對SQL語句進行了概括和抽象，將SQL語句提煉為兩部分。一部分是SQL語句的靜態部分，也就是SQL語句本身的關鍵詞、所涉及的表名稱以及表的列名等。另一部分是SQL語句的動態部分，也就是SQL語句中的字面值（literal value，即有關表裡的資料部分，比如 where  name='hsj'中，hsj就是SQL語句中的字面值，而where name就是SQL語句中的靜態部分）。很明顯，整個資料庫中所包含的對象數量 是有限 的，而表中所包含的資料則是無限的。而正是這無限的資料導致了SQL語句的千變萬化，也就是說，在資料庫處理的所有SQL語句中 ，靜態部 分可以認為數量是有限的，而動態部分則是無限的。而實際上，動態部分對解析的影響相比於靜態部分對解析的影響來說是微乎 其微，也就 是說通常情況下，對於相同的靜態部分的SQL語句來說，不同的動態部分所產生的解析結果（執行計畫）基本都是一樣的（除非 表裡的資料 分布極其不均勻，則有可能導致不同的動態部分產生不同的執行計畫）。這也就為Oracle提高解析SQL語句的效率提供了方向。

Oracle會將使用者提交來的SQL語句都緩衝在記憶體中。每次處理新的一條SQL語句時，都會先在記憶體中查看是否有相同的SQL語句。如果相同則可以減少最重要的解析工作（也就是產生執行計畫），從而節省了大量的CPU資源；反之，如果沒有找到相同的SQL語句，則必須重新從頭到尾進行完整的解析。這部分存放SQL語句的記憶體就叫做共用池。當然，shared pool裡不僅僅是SQL語句，還包括執行計畫、PL/SQL代 碼、 PL/SQL程式的機器碼、管理shared pool的記憶體結構、控制資訊等內容。

如果SQL語句使用了綁定變數（bind variable），也就是用一個變數來替代SQL中的字面值。那麼Oracle在shared pool中尋找到相同的SQL語句的機率相對就很大。比如：

select c1 from t1 where c2=1;

select c1 from t1 where c2=2;

select c1 from t1 where c2=3;

這裡的1、2、3就是SQL中的字面值。如果寫成：

select c1 from t1 where c2=:v1;

這裡的v1就是綁定變數，用來替代上面的1、2、3。解析時使用綁定變數，而在具體執行SQL時，才將字面值傳入。這時，解析就是比較 SQL 陳述式的靜態部分。前面我們已經知道，靜態部分是有限的，很容易就能夠緩衝在記憶體裡，從而找到相同的SQL語句的機率很高。如果沒有使用綁定變數，則就是比較SQL語句的靜態部分和動態部分，而動態部分的變化是無限的，因此這樣的SQL語句很難被緩衝在shared pool 裡。 畢竟記憶體是有限的，不可能把所有的動態部分都緩衝在shared pool裡。不使用綁定變數導致的直接結果就是，找到相同的SQL語句的 機率較 低，導致必須完整地解析SQL語句，也就導致消耗更多的資源。從這裡也可以看出，只有我們使用了綁定變數，才真正遵循了Oracle 引入 shared pool的根本思路，才能夠更有效地利用shared pool。

shared pool的大小由初始化參數shared_pool_size決定。Oracle 10g以後可以不用設定該參數，而只需要指定sga_target，從而由 Oracle 自動決定shared pool的大小尺寸。

在一個很高的層次上來看，shared pool可以分為庫緩衝（library cache）和資料字典緩衝（dictionary cache）。Library cache存放了最近執行的SQL語句、預存程序、函數、解析樹以及執行計畫等。而dictionary cache則存放了在執行SQL語句過程中，所參照的資料 字典的 資訊，包括SQL語句所涉及的表名、表的列、許可權資訊等。dictionary cache裡面的資訊都是以資料行的形式存放的，而不是以資料 塊的形 式存放的，因此也叫做row cache。對於dictionary cache來說，Oracle傾向於將它們一直緩衝在shared pool裡，不會將它們交換 出記憶體， 因此我們不用對它們進行過多的關注。而library cache則是shared pool裡最重要的部分，也是在shared pool中進進出出最活躍 的部分， 需要我們仔細研究。所以，我們在說到shared pool實際上就可以認為是在指library cache

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