Oracle數據庫優化設計分析和探討

阮正平

（四川中電啟明星信息技術有限公司，四川 成都 610000）

隨著計算機技術在人們生產生活中的不斷推廣和使用，數據的數量和種類得到了極大的增長，為了更好地利用這些數據，建立一個龐大的存放多種類型數據的“庫房”意義深遠，這種數據使用需求催生了數據庫的誕生和發展，而數據庫實質上是對數據進行承載的一種載體。數據庫的建設和發展為龐大數據信息的存放和人們對數據的查詢、使用和管理等工作的開展提供了極大的便利。作為一種結構復雜的數據庫管理系統，Oracle數據庫為人們生產生活所廣泛應用，并具有規模大和用戶多等特點。在Oracle數據庫運轉過程中，會涉及到多個環節，而這每一個環節的工作又會對整個數據庫的性能產生深遠影響。為了使Oracle數據庫的性能得到最大程度的發揮，在充分了解Oracle數據庫基本構架和工作原理的基礎上，對Oracle數據庫進行優化設計具有十分重要的影響作用。

1 Oracle數據庫簡介

我們經常使用的Oracle數據庫中的“Oracle”實際上是一種簡稱，它的英文全稱為“Oracle Database”，亦或是“Oracle RDBMS”，它屬于一種關系數據庫管理系統，由美國甲骨文公司研發并推出應用的一種性能數據管理系統，具有較強的系統適應性，可在多種微機環境中得以實踐應用，并具有較好的系統可移植性、強大的功能性和方便的操作等多種優點。Oracle數據庫從最初被推出應用，已經歷經了多個版本，其性能隨著版本的不斷推出也在不斷提升，但是每一個版本的Oracle數據庫都有其自身具有的優越性能。從當前該數據庫的實踐應用情況來看，Oracle數據庫的應用十分廣泛，其中B/S和C/S架構是最流行的。

2 OFA結構和SGA的應用

2.1 OFA結構的應用

在Oracle數據庫中，有一種結構的應用是專門針對該數據庫的邏輯配置和結構的優化而設置的，該結構便是OFA結構，OFA是一種最佳靈活體系結構。在OFA結構的影響作用下，Oracle數據庫物理結構變得更加簡潔，從而對邏輯對象的分布效率的提高起到積極的促進作用。因此，對于數據庫影響的分類是首先要做的一步，而這種分類操作主要依據2方面的內容：一方面是數據庫中的邏輯對象的使用方式，另一方面是數據庫的物理結構。這些分類工作的開展實質上是分開一些不同類型的數據，具體為分開系統數據和用戶數據、分開一般數據和索引數據以及分開低活動表和高活動表等內容。

在對數據庫的邏輯結構進行設計時，我們需要遵循以下5個原則：①要統計存儲相同方式的字段類型；②在對數據庫系統進行設計時，要嚴格遵循一定的使用標準；③設置一定的分離區域；④在最大程度上緩解表空間沖突；⑤數據字典要作分離處理。

2.2 SGA的應用

在Oracle數據庫中也有對內存進行管理的關鍵模塊，這個模塊便是SGA。SGA可以說擔當著Oracle數據庫內存分配的重要任務，因此，這也決定了整個數據庫性能的好壞在很大程度會受到SGA大小的影響。SGA主要是由數據塊緩沖區、字典緩沖區、重做日志緩沖區和SQL共享池4部分構成。其中，數據塊緩存作為高速緩存在SGA中發揮著重要的作用，并通過最近最少使用方法來管理其空間。一般情況下，訪問頻率較高的數據塊對該部分的實踐應用較為廣泛，要想對數據塊緩沖區的實際使用情況進行一定的了解，就要通過對v$sysstat動態性能表的查詢來實現。字典緩沖區包括很多內容，主要為數據文件名、字段名和用戶賬號數據等信息。該部分對空間進行管理的途徑與數據塊緩沖區的空間管理方式相同，對于字典緩沖區具體使用情況的查詢主要是通過查詢v$librarycache動態性能表來進行。重做日志緩沖區則在數據的恢復過程中發揮著重要的作用。Oracle數據庫中執行計劃的保持和SQL語句語法樹的運行是在SQL共享池部分來進行的，該部分對空間管理的方式與數據塊緩沖區和字典緩沖區的管理方式相同，而且一旦SQL的大小設置不當，有可能會降低整個數據庫的性能。

3 規范化和反規范化

3.1 規范化

對于某個級別關系模式的集合我們稱之為“范式”，我們將范式主要分為3種，即第一范式、第二范式和第三范式，它對于數據的規范化管理具有深遠的影響作用，可以有效減少因數據冗存帶來的不良影響。在對數據進行規范的過程中，要堅持逐步消除數據依賴中的不合理部分的基本處理思想，并在一定程度上嘗試對模式中關系模式的分離。

3.2 反規范化

雖然規范化對于數據庫的性能的提高具有較好的影響作用，但是，這種性能的優化設計并不是絕對的，有時候為了改善特殊情況下數據的查詢，我們需要對規范規則進行一定程度的破壞，通過反規范化實現對數據的快速查詢。

4 邏輯結構的優化設計

4.1 基本表的設計

4.1.1 以用戶為中心進行表的設計

不合理的數據模型設計會在很大程度上限制SQL功能的發揮，對于表設計的規范化處理，可以在很大程度上提升數據庫的靈活度，并對整個系統開發和運行的開銷起到良好的降低效果。對于數據庫完整性的檢查，我們可以通過2種方式來實現，其一是在數據庫即可完成，另一個是借助應用程序來實現。要想在應用程序中對數據庫的完整性進行隱藏，則需要編寫大量的管理代碼，這又會在很大程度上提升服務器的信息通信量，這直接或者間接地給整個系統的工作效率帶來了很大的不良影響。在設計數據庫邏輯結構時，如果遵循規范化的理論，那么就可以確保數據庫服務器中數據庫完整性和一致性的實現，但是如果在數據表的設計上對第三范式的要求具有過高的依賴性，會使需要拆分表的數量急劇提升，從而使得數據庫的服務器運行過程中需要多次進行表連接操作，最終對數據庫整體性能的實現帶來一定的不良影響。因此，在以用戶為中心進行表的設計的過程中，要處理好核心事務性和靈活性之間的關系，努力實現二者關系的平衡化發展。

4.1.2 數據類型的合理使用

Oracle數據庫中存儲的數據類型具有量大、種類多的特點，而我們要想對數據類型進行定義，就需要對數據類型進行明確，并且還要參考合理的數據長度，這樣不僅可以有效緩解因數據冗存帶來的不良影響，還可以對系統檢索效率的提升帶來積極的促進作用。

但是在實際數據庫的應用中，也常有一些違背這些原則的做法，諸如存儲文本時使用的BLOB型或者存儲日期數據時使用的字符串。要想更好地規避此類不良現象的出現，在對數據進行存儲時應該盡量使用專門的數據類型。除此之外，我們在對數據進行存儲時，不僅要滿足相應的要求，還要最大程度地節約占用的空間。但是，如果數據的長度不明確，一般情況下會對這類數據進行最大長度的定義。這種處理方式可以給數據庫系統的整體性能帶來極大的不良影響，在對Oracle數據庫的邏輯結構進行優化設計時，也要重視對數控類型的合理使用。

4.2 索引的優化設計

4.2.1 管理組織索引

在Oracle數據庫中通過建立索引，可以安全映射數據表中的邏輯值，使得最終的映射結果達到指定的具有較高安全性的RowID，因此，對數據的物理地址進行快速定位，對于索引的積極構建具有深遠影響。從索引的實際構建情況來看，在大型數據表中構建索引時，對于整體系統的性能會造成一定的不良影響。為此，在大型數據表中如果需要構建索引，要兼顧系統的整體性能，這時可以在大型數據表中作分區處理，然后分別建立索引。

4.2.2 聚簇

要想實現對2個或2個以上表之間的查詢連接，通常情況下對聚簇的構建可以為這種查詢連接的實現提供很大的便捷。舉個具體的例子：如果需要在通話信息表Dia（lcaller，receiver，time，length）和電話信息表 Phone（name，address，number）之間建立查詢連接，若在檢索條件中出現這句“Where receiver=‘123456’AND Dial.caller=Phone.number”頻率十分高，那么這2個表之間便可以構建聚簇，通過聚簇，對2個表之間連接效率的提升帶來積極的促進作用。

4.2.3 索引被使用的條件

索引設置的優化提升對數控庫整體性能的提高具有深遠影響，它可以進一步提高對數據庫訪問的速度。Oracle數據庫在使用索引時，至少需要滿足以下2個最基本的條件：①Where字句中的這個字段必須與索引的首個字段具有協調一致性，②在任何形式的計算中，都不應該卷入Where字句中的這個字段。

5 物理結構的優化

5.1 磁盤讀寫的并行優化

在數據庫訪問開銷中，磁盤I/O是十分重要的參考指標。在優化數據庫的物料結構時，磁盤讀寫數據的次數具有一定的客觀性，我們無法進行人為的干預，但是可以對磁盤讀寫競爭進行有效降低，這主要是以并行的方式來實現，并給系統性能的提高帶來積極的促進作用。在采用磁盤讀取并行化時，我們要遵循以下2個原則：①盡量在不同物理磁盤中存放SYSTEM、TEMP和ROLLBACK等表；②在不同的磁盤之間部署好表乃至索引之間創建好的表空間。

5.2 減少存儲的動態擴展

即使建立好數據庫，如果存儲空間不足或者增幅長度不合理，在數據庫運行的時候，存儲結構會出現動態擴展等不利現象。在存儲的動態擴展中，為了充分利用空閑空間，則需要借助SQL語句實現對數據詞典的存儲，整個過程不僅耗時較長，還極易提高數據文件和表空間值，這會對正在正常運行的數據庫系統的性能帶來很大的不良影響，會使得系統的整體性能突然降低。因此，在對Oracle數據庫物理結構的優化中，對存儲的動態擴展的減少也應該給予充分的重視。

6 結束語

Oracle數據庫管理系統應用十分廣泛，并具有較多的使用用戶，在大型數據庫工程發揮著十分重要的作用。而Oracle數據庫系統的性能在很大程度上會受到Oracle數據庫結構的影響，一般情況下，良好的Oracle數據庫結構可以在很大程度上使得Oracle數據庫的作用得到充分發揮。因此，要想對Oracle數據庫的性能進行進一步優化，我們應該將對整個數據庫性能起著基礎性影響作用的Oracle數據庫結構作為優化設計的切入點，對Oracle數據庫的邏輯結構、物理結構和索引等結構進行積極的優化設計，從而對整體數據庫的性能起到良好的提升作用。

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