淺說Oracle PGA空間管理

 

Oracle例項是Oracle Server的重要組成部分，理論上包括一塊共享記憶體（Shared Memory）和一系列後臺程式（Background Process）。遠端Remote客戶端透過在伺服器端的代理Server Process與Oracle 例項進行通訊互動。在每一個Server Process上，都對應一塊私有的記憶體空間，我們稱之為Private Global Area（簡稱為PGA）空間。本篇中，我們就簡單介紹一下PGA的組成和管理細節。

 

1、PGA組成和功能

 

PGA是Server Process對應的私有空間，其中儲存的都是與會話相關的資料和相關資訊。PGA中，主要包括全域性變數、資料結構和控制資訊。比如我們常說的Session Cursor，就是在執行一個SQL的時候生成在PGA空間中，與SGA中Shared Cursor對應的SQL執行體。

 

在空間使用上，session cursor使用的PGA比較少。很多時候，Oracle的效能好壞是與PGA大小配置密切相關。在執行一些長時間執行、操作結果集合很大的SQL時，Oracle是會將處理的資料集和中間結果集合轉移到Server Process的私有空間——PGA中進行處理。在筆者過去的一些文章中，也介紹過Hash、Group by和Sort等操作對PGA的空間使用情況。在Oracle中，對PGA中這樣的空間稱之為Work Area。

 

 

Work Area的大小設定是和Oracle效能密切相關。在Work Area的具體組成上，有幾個比較需要關注的部分：hash_area、sort_area和bitmap_area。

 

 

SQL> show parameter hash_area

 

NAME                                 TYPE        VALUE

------------------------------------ ----------- ------------------------------

hash_area_size                       integer     131072

 

SQL> show parameter sort_area

 

NAME                                 TYPE        VALUE

------------------------------------ ----------- ------------------------------

sort_area_retained_size              integer     0

sort_area_size                       integer     65536

 

SQL> show parameter bitmap

 

NAME                                 TYPE        VALUE

------------------------------------ ----------- ------------------------------

bitmap_merge_area_size               integer     1048576

create_bitmap_area_size              integer     8388608

 

 

其中，hash_area是Oracle對SQL進行連線操作（主要是hash join）時，將進行hash函式計算過的bucket集合進行儲存的位置。而sort_area表示SQL中進行order by等聚集操作的結果集合場所。

 

通常情況下，我們都希望SQL執行所需要的中間結果在Work Area的特定區域中可以容納。因為PGA對應的是記憶體區域，進行資料處理和儲存的速度要遠快於磁碟處理速度。當SQL執行所需要的空間小於work area時候，SQL執行的速度就會很快。但是如果SQL需要空間大於Work Area時，Oracle就會使用Temp表空間的空間進行“置換”操作。這個過程要涉及到比較複雜的計算和儲存過程，所以一旦出現這樣的“multi-pass”過程，SQL執行的效率通常是較低，響應時間也隨之增加。

 

 

2、PGA空間管理

 

由於PGA各個組成部分，特別是work_area對SQL執行效率的影響，所以各部分的tunning是早期Oracle DBA一個比較頭疼的問題。

 

在Oracle 8i以及以前，DBA需要對系統的PGA進行仔細的調節，評估整個應用系統最佳使用情況。調節的方法主要是對Oracle初始化引數的調節，主要有sore_area_size、hash_area_size、bitmap_merge_area_size和create_bitmap_area_size等。

 

進入Oracle 9i後，一場持續Oracle多個版本的革命開始，Oracle開始提供一種自動調節PGA的功能。DBA只需要指定一個初始化引數pga_aggregate_target，作為從資料庫伺服器角度希望分配給所有Server Process的PGA總和大小。

 

 

SQL> show parameter pga

 

NAME                                 TYPE        VALUE

------------------------------------ ----------- ------------------------------

pga_aggregate_target                 big integer 194M

 

 

一旦設定了pga_aggregate_target引數，就意味著規定Oracle例項在分配給所有Server process PGA空間的時候，總分配量不要超過這個引數值。但是注意，這個引數是一個target，有一些情況下，Oracle分配的Server process PGA總和是會超過這個target值的。但是總的來說，Oracle在調整時會盡量圍繞這個規劃值進行調整。

 

此外，要開啟自動的SQL執行空間管理，還要設定workarea_size_policy初始化引數。

 

 

SQL> show parameter workarea

 

NAME                                 TYPE        VALUE

------------------------------------ ----------- ------------------------------

workarea_size_policy                 string      AUTO

 

 

當該引數被設定為auto之後，和pga_aggregate_target結合使用就起到了自動調節PGA的作用。與該auto取值對應的workarea_size_policy取值為manual，也就是過去一直使用的手工調整方法。

 

針對不同的資料庫例項情況，主要是應用負載和應用併發Server Process，可以說每個例項調整值都是不同的，都存在各自獨特的最優值。從9iR2開始，Oracle同時推出了Advisor元件功能，對一些如buffer_cache、PGA等提出了最最佳化建議，最為DBA進行實際設定時候的重要參考。

 

 

3、歷代Oracle的PGA設定變化

 

從Oracle 9i開始，PGA自動配置調整就成為Oracle PGA設定的一種主要方式。DBA不再過多關注PGA內部各個區劃分的大小問題，而是隻需要站在Database Server角度，看分配給所有PGA的記憶體空間大小就可以了。各個分割槽大小都是透過Oracle自適應的過程進行調節。

 

 

注意，在9iR2中，自動進行PGA空間調節的功能只針對獨佔連線模式（Dedicated Server Connections），對於共享連線模式（Shared Connections）來說不其效果。

 

到了10g，上面的限制被打破，自動PGA管理調節支援所有種類的連線模式。11g之後，經歷兩個版本成熟過程的Oracle將自動儲存管理（Automatic Memory Management AMM）擴充覆蓋了SGA和PGA。也就是說，DBA只要設定一個Memory_Target引數，指定Oracle Database Server一共需要使用多少的記憶體資源，剩下的分配和調節都是交給Oracle去進行。

 

不過，在11g環境下，官方推介還是對引數pga_aggregate_target設定一個較小的取值，用來保證最小的PGA總分配量。在使用Memory_Target的情況下，Oracle會依據負載和併發Server的情況將空間在PGA和SGA進行分配，很多情況下有可能出現SGA延展過大的情況，所以設定一個較小的pge取值，可以保證系統正常執行。

 

4、結論

 

Oracle PGA是例項的一個重要部分，也是我們進行調優和內部結構研究的重要組成。從Oracle 9i開始推行的AMM，很大程度上減輕了DBA的監控和調整壓力，使Oracle資料庫開始進入自適應調優時代。