Oracle RAC數據庫緩存優化方法研究

張晗 遼寧錦州渤海大學信息科學與技術學院

Oracle RAC數據庫緩存優化方法研究

張晗 遼寧錦州渤海大學信息科學與技術學院

數據庫系統的主要功能是進行數據的存儲，數據庫系統作為應用系統以及信息系統以的重要核心。隨著業務量以及數據量的快速增長，需要引入數據庫相關技術從而解決系統連續運行的問題。但是將高可用性集群技術，引入到數據庫系統中具有很高的研究價值。基于現有的理論技術，本文研究了Oracle RAC數據庫的緩存優化方法。根據研究影響數據庫性能的因素，得出了Oracle RAC數據庫的數據庫緩存優化和傳統的存在異同。另外本文介紹了Oracle RAC數據庫的相關緩存內容。

0racIe RAC 性能優化 緩存

1 選題背景及意義

Oracle RAC是Oracle公司設計的，主要是針對解決數據庫中的一些問題。本文根據當并發訪問量比較大的情況下，0racle RAC數據庫會出現高速緩存沖突的現象出現，分析闡述了Oracle RAC數據庫相關緩存優化的方法，從而使得數據庫的性能可以得到一定程度的提高。在數據庫行業中Oracle公司扮演著十分重要的角色，Oracle公司是全球據庫廠商中的老大。

從數據庫的相關技術誕生，已經取得了很大的發展，現在數據庫技術的相關研究應用涉及到很多的方面。現今的社會是一個信息時代，數據庫技術所充當的角色是應用系統和計算機系統的核心與基礎。在存儲數據的過程中，數據庫起到了很大的作用，此外數據庫在實現數據處理以及數據共享方面也存在很重要的作用。目前在數據庫服務器方面，人們對性能以及可靠性方面有了更高的需求。因為計算機在硬件領域方面也取得突飛猛進的發展，目前現今的技術給數據庫服務器提供了很好的硬件平臺。

Oracle RAC是Oracle公司推行的，主要目的是用來解決高可用數據庫，這是一種并行服務器形式，和其他的解決方案相比，Oracle RAC在可靠性以及可用性方面都占據著很大的優勢。Oracle RAC的含義指的是Oracle真正應用集群，其中的真正應用的意思是RAC可以支持全部的商業應用程序。RAC集群能夠完成數據庫被多機共享的目的，因此應用的高可用性起到了保證的作用。另外能夠實現負載均衡以及并行處理的功能，此外還可以恢復無斷點以及恢復容錯。當RAC集群里面的某個節點出現故障的時候，Oracle就會把應用向其他的節點進行轉讓。如果對處理能力提出了更高的要求的話，新的節點就能夠容易地添加到集群。

傳統意義上的操作系統的性能、內存配置、服務器硬件的性能、數據庫的設計都對數據庫的性能產生了影響，這種軟件產品容易實現優化。同時Oracle RAC數據庫和傳統的單實例Oracle數據庫是存在不同之處的，管理RAC數據庫的時候比較繁瑣，另外優化的方法也存在很大的區別。總而言之，優化Oracle RAC數據庫以及調整性能有著重大的研究意義，作為優化以及性能優化中的一部分，也是很重要的。

2 概念和特點

Oracle RAC來自Oracle 8i中OPS，其是Oracle Parallel Serve O的縮寫，開始設計OPS的目的是為了實現應用和系統高可用性。隨著Oracle 9i進入到人們的視線中，Oracle的集群產品才出現了。RAC改進了傳統的OPS，尤其是改進了節點的管理以及節點的通信，這對OPS中會出現的pin操作產生了影響。當節點中有故障出現的時候，IP地址就會轉到別處的節點上，進而可以確保應用可以馬上轉移別處的節點中。從Oracle 10g開始的RAC在可靠性以及穩定性方面都比較高。

3 緩存優化架構

3.1 調整性能及優化

調整性能的這項活動是通過系統參數的修改、應用程序的優化、以及系統配置的改變從而實現系統性能的改變。調整性能具體的包含了配置硬件、關系型數據庫以及操作系統等方面，同時包括了優化以及分析組件的應用。優化性能的含義為通過對組件進行適當地調整從而達到性能改善的目的，進而增加數據庫吞吐量，減少數據的響應時間。優化數據庫性能需要遵循：通過少量的磁盤訪問從而得到必要的數據。從一定程度上而言，調整性能以及優化性能的這個過程是循環的，由于要實現優化性能的目的，一般情況下要對性能進行適當地調整，接著再進行結果的優化，通過多次的嘗試，最終獲得令人滿意的效果。數據庫系統生命周期主要包括了3個過程，分別是數據設計、開發以及實現成品。當處于設計階段的時候完成優化數據庫性能所投入的資金成本是最低的，同時所得到的收益是最大化的。

3.2 優化目標

系統性能與系統的所處的環境有著直接的聯系，同時還與服務器、體系結構和并發活動的實際情況有著聯系。性能衡量的研究對判定數據庫系統性能的標準有影響。影響Oracle數據庫系統的性評價的因素包括了數據庫命中率、系統吞吐量、磁盤I/O量以及使用內存等，優化OracleRAC緩存性能的目的總結如下：

3.2.1 系統吞吐量的提高

吞吐量的含義為單位時間中數據庫所可以執完成的SQL語句的數量，單位是tps，指每秒所具有的事務量。系統吞吐量的提高有兩種方式實現：總響應時間減少和服務時間減少。

3.2.2 響應時間減少

響應時間含義為從SQL語句提交的開始，用戶得到第一行結果集所花費的時間，單位是s或ms。響應時間有兩種：用戶等待時間和CPU時間，CPU時間指的是系統服務的時間。換言之，得到理想的用戶響應時間的方法有兩種：

首先是將系統服務時間減少，也就是數據庫吞吐量的提高。其次是用戶等待時間的減少，也就是指盡量避免當用戶同時訪問一個數據庫資源時候，所出現的沖突。

3.2.3 數據庫命中率的提高

Oracle用戶進程中國獲取數據來源于緩沖區高速緩存。衡量緩沖區高速緩存命中率的標準取決于內存可以是否可以滿足用戶獲取數據需求。因為讀取高速緩存中的數據開銷相比于磁盤而言要小得多。所以通常情況下命中率也比較高。

4 緩存性能調整與優化

4.1 調整緩存分配

優化數據庫緩沖區高速緩存以及SGA組件共享池，可以先了解Oracle數據庫的內存，同時緩存區域中關于SGA的值要提前設置。

從Oracle 9i起，Oracle緩存區域的PGA的管理就已經實現了自動管理，將WORKARE—SIZES—POLICY參數調整為AUTO。從而確保了緩的性能實現高效、合理的目的，最終數據庫系統性能得到提高，PGA AGGREGAT TARGET影響著其大小。

相對于PGA，SGA要繁瑣些。在9i中，可以通過設置SGA的控制參數從而控制SGA組件的大小，在進行OracleSGA控制參數的設置過程中，數據庫可以不用關閉。進而能夠獨立監控SGA中的數據庫活動情況，同時按照目前的Oracle數據庫需求，將區域進行改變，可以通過設置ALTER SYSTEM以及ALTER DATABASE命令實現，完成SGA緩存區域調整。即使相比較于以往的靜態設置參數，在操作上便捷了許多，但是依然還要通過DBA來對這些設置進行修改以及觀察。在Oracle 10g中，Oracle可以實現ASMM的功能，內存自動共享管理可以實現Oracle按照系統的需求從而進行區域的增加或者減小，自動分配內存的區域，這個發分配的過程沒有人工的參與，這對于DBA而言十分便捷，可以說這個成就是劃時代的成就。根據將SGA TARGET參數進行初始化，SGA的大部分內存可以通過Oracle自動管理分配。作為一種動態參數，SGA TARGET的設置要小于SGA MAX SIZE參數。但是，有的SGA組件是能夠完成自動調整的，能夠對內存進行自動的分配，其中的內存具體包含了Shared Pool、Buffer Cache、Large Pool以及Java Pool等，在自動管理Oracle內存中應用AMM，自動管理的范圍擴展到了PGA和SGA。MEMORY TARGET參數設置好后，將AMM啟動，Oracle就會對PGA以及SGA合理分配以及合理使用，從而方便DBA的管理工作。

結語：隨著數據庫規模的逐漸擴大，數據庫可用性的要求也逐漸的提高，未來數據庫領域將是Oracle RAC數據庫的市場。同時對于處理多種電子事務以及網格計算中都取得了廣泛的運用。相比于傳統意義上的單實例數據庫，Oracle RAC數據庫在可靠性以及可用性方面都有著巨大的優勢，Oracle RAC數據庫具有繁瑣的管理，同時優化的方法也是多種多樣。總而言之，優化以及調整Oracle RAC數據庫的性能對數據庫有著很重要的意義，本文主要是介紹了緩存性能調整以及優化研究，介紹了數據庫優化的三點目標，以及緩存優化架構等內容。

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