Oracle體系結構之記憶體結構（SGA、PGA） 

一、記憶體結構

SGA(System Global Area)：由所有服務程式和後臺程式共享；
PGA(Program Global Area)：由每個服務程式、後臺程式專有；每個程式都有一個PGA。

二、SGA
包含例項的資料和控制資訊，包含如下記憶體結構：
1）Database buffer cache：快取了從磁碟上檢索的資料塊。
2）Redo log buffer：快取了寫到磁碟之前的重做資訊。
3）Shared pool：快取了各使用者間可共享的各種結構。
4）Large pool：一個可選的區域，用來快取大的I/O請求，以支援並行查詢、共享伺服器模式以及某些備份操作。
5）Java pool：儲存java虛擬機器中特定會話的資料與java程式碼。
6）Streams pool：由Oracle streams使用。
7）Keep buffer cache：儲存buffer cache中儲存的資料，使其盡時間可能長。
8）Recycle buffer cache：儲存buffer cache中即將過期的資料。
9）nK block size buffer：為與資料庫預設資料塊大小不同的資料塊提供快取。用來支援表空間傳輸。

database buffer cache, shared pool, large pool, streams pool與Java pool根據當前資料庫狀態，自動調整；
keep buffer cache,recycle buffer cache,nK block size buffer可以在不關閉例項情況下，動態修改。

三、PGA
每個服務程式私有的記憶體區域，包含如下結構：
1）Private SQL area：包含繫結資訊、執行時的記憶體結構。每個發出sql語句的會話，都有一個private SQL area（私有SQL區）
2）Session memory：為儲存會話中的變數以及其他與會話相關的資訊，而分配的記憶體區。


四、SGA COMPONENT
(一)、Buffer Cache
1、DB_CACHE_SIZE
　　　　通過引數DB_CACHE_SIZE可指定DB buffer cache的大小
　　　　ALTER SYSTEM SET DB_CACHE_SIZE=20M scope=both;
　　　　服務程式從資料檔案讀資料到buffer cache；DBWn從buffer cache寫資料到資料檔案。
　　　　buffer cache的四種狀態：
　　　　　　　　1）pinned：當前塊正在讀到cache或正寫到磁碟，其他會話等待訪問該塊。
　　　　　　　　2）clean：
　　　　　　　　3）free/unused：buffer內為空，為例項剛啟動時的狀態。
　　　　　　　　4）dirty：髒資料，資料塊被修改，需要被DBWn重新整理到磁碟，才能執行過期處理。

同一個資料庫中，支援多種大小的資料塊快取。通過DB_nK_CACHE_SIZE引數指定，如
　　　　? DB_2K_CACHE_SIZE
　　　　? DB_4K_CACHE_SIZE
　　　　? DB_8K_CACHE_SIZE
　　　　? DB_16K_CACHE_SIZE
　　　　? DB_32K_CACHE_SIZE
標準塊快取區大小由DB_CACHE_SIZE指定。如標準塊為nK，則不能通過DB_nK_CACHE_SIZE來指定標準塊快取區的大小，應由DB_CACHE_SIZE指定。
例，標準塊為8K，則資料庫可以設定的塊快取大小的引數如下：
　　　　? DB_CACHE_SIZE （指定標準塊（這裡為8K）的快取區）
　　　　? DB_2K_CACHE_SIZE （指定塊大小為2K的快取區）
　　　　? DB_4K_CACHE_SIZE （指定塊大小為4K的快取區）
　　　　? DB_16K_CACHE_SIZE （指定塊大小為16K的快取區）
　　　　? DB_32K_CACHE_SIZE （指定塊大小為32K的快取區）

2、多種緩衝池（buffer pool）
　　　　1）Keep：通過db_keep_cache_size引數指定。
　　　　該buffer內的資料可能被重用，以降低I/O操作。該池的大小要大於指定到該池的段的總和。
　　　　　　 讀入到keep buffer的塊不需要過期操作。
　　　　2）Recycle：通過db_recycle_cache_size引數指定。
　　　　該池中的資料被重用機會較小，該池大小要小於分配到該池的段的總和。讀入該池的塊需要經常執行過期處理。
　　　　3）Default：相當於一個沒有Keep與Recycle池的例項的buffer cache，通過db_cache_size引數指定。

3、為物件明確指定buffer pool
　　　　buffer_pool子句，用來為物件指定預設的buffer pool，是storage子句的一部分。
　　　　　　 對create與alter table、cluster、index語句有效。
　　　　如果現有物件沒有明確指定buffer pool，則預設都指定為default buffer pool，大小為DB_CACHE_SIZE引數設定的值。
語法：
　　　　a.CREATE INDEX cust_idx ON tt(id) STORAGE (BUFFER_POOL KEEP);
　　　　b.ALTER TABLE oe.customers STORAGE (BUFFER_POOL RECYCLE);
　　　　c.ALTER INDEX oe.cust_lname_ix STORAGE (BUFFER_POOL KEEP);
(二)、Share Pool
1、SHARE_POOL_SIZE
　  1）Share Pool可通過SHARE_POOL_SIZE引數指定：
　　SQL> alter system set shared_pool_size=20M scope=both;
　  2）Share Pool儲存的資訊被多個會話共享，型別包括：
  a.Library Cache
Library Cache又包含共享SQL區與PL/SQL區：
a).共享SQL區儲存了分析與編譯過的SQL語句。
b).PL/SQL區儲存了分析與編譯過的PL/SQL塊（過程和函式、包、觸發器與匿名PL/SQL塊）。
  b.Data Dictionary Cache
儲存了資料字典物件的定義。
  c.UGA(User Global Area)
UGA內包含了共享伺服器模式下的會話資訊。
共享伺服器模式時，如果large pool沒有配置，則UGA儲存在Share Pool中。

(三)、Large Pool  
1）Large Pool大小通過LARGE_POOL_SIZE引數指定：
SQL> alter system set large_pool_size=20m scope=both;
2）作用:
a.為I/O服務程式分配記憶體
b.為備份與恢復操作分配記憶體
c.為Oracle共享伺服器模式與多個資料庫間的聯機事務分配記憶體。
通過從large pool中為共享伺服器模式分配會話記憶體，可以減少share pool因頻繁為大物件分配和回收記憶體而產生的碎片。將大的物件從share pool中分離出來，可以提高shared pool的使用效率，使其可以為新的請求提供服務或者根據需要保留現有的資料。

(四)、Java Pool           
1、JAVA_POOL_SIZE
   　　通過JAVA_POOL_SIZE引數指定java pool大小。
          儲存了jvm中特定會話的java code和資料。
2、在編譯資料庫中的java程式碼和使用資料庫中的java資源物件時，都會用到share pool。
        java的類載入程式對每個載入的類會使用大約8K的空間。
       系統跟蹤執行過程中，動態載入的java類，也會使用到share pool。

(五)、Redo Log Buffer
1、服務程式從使用者空間拷貝每條DML/DDL語句的redo條目到redo log buffer中。
2、redo log buffer是一個可以迴圈使用的buffer，服務程式拷貝新的redo覆蓋掉redo log buffer中已通過LGWR寫入磁碟（online redo log）的條目。
3、導致LGWR執行寫redo log buffer到online redo log的條件
a.使用者執行事務提交commit
b.每3秒鐘或redo log buffer內已達到1/3滿或包含1MB資料
c.DBWn程式將修改的緩衝區寫入磁碟時（如果相應的重做日誌資料尚未寫入磁碟）

（六）、ASMM(Automatic Shared Memory Management)
1、SGA_TARGET
      1）SGA_TARGET預設值為0，即ASMM被禁用。需要手動設定SGA各中各元件的大小。
      2）當SGA_TARGET為非0時，則啟用ASMM，自動調整以下各元件大小：
　　　　DB buffer cache（default pool）
　　　　shared pool
　　　　large pool
　　　　streams pool
　　　　java pool
           但ASSM中， 以下引數仍需要手動指定：
　　　　log buffer
　　　　keep、recycle、以及非標準塊緩衝區
　　　　固定SGA以及其他內部分配。
2、啟用ASMM需要將STATISTICS_LEVEL設定成TYPICAL或ALL
3、啟用ASMM，自動調整SGA內部元件大小後。若手動指定某一元件值，則該值為該元件的最小值。如
手動設定SGA_TARGET=8G,SHARE_POOL_SIZE=1G，則ASMM在自動調整SGA內部元件大小時，保證share pool不會低於1G。
SQL> SELECT component, current_size/1024/1024 size_mb FROM   v$sga_dynamic_components;
4、SGA_MAX_SIZE
SGA_MAX_SIZE指定記憶體中可以分配給SGA的最大值。
SGA_TARGET是一個動態引數，其最大值為SGA_MAX_SIZE指定的值。

五、PGA

 
（一）Private SQL Area
1、儲存了當前會話的繫結資訊以及執行時記憶體結構。這些資訊
2、每個執行sql語句的會話，都有一個private sql area。
3、當多個使用者執行相同的sql語句，此sql語句儲存在一個稱為shared sql area。此share sql area被指定給這些使用者的private sql area
4、共享伺服器模式：private sql area位於SGA的share pool或large pool中
     專用伺服器模式：private sql area位於PGA中
（二）Cursor、SQL Areas
（三）Work Area    
PGA的一大部分被分配給Work Area，用來執行如下操作：
　　　　a.基於操作符的排序，group by、order by、rollup和視窗函式。
  　　　　引數為sort_area_size  
　　　　b.hash雜湊連線，
  　　　　引數為hash_area_size     
　　　　c.點陣圖合併，
  　　　　引數為bitmap_merge_area_size
　　　　d.點陣圖建立，
  　　　　引數為create_bitmap_area_size 
　　　　e.批量裝載操作使用的寫快取
（四）Session memory
  儲存了會話的變數，如登入資訊及其他與會話相關的資訊，共享伺服器模式下，Session memory是共享的。

（五）自動PGA管理
設定PGA_AGGREGATE_TARGET為非0，則啟用PGA自動管理，並忽略所有*_area_size的設定。如sort_area_size,hash_area_size等。
預設為啟用PGA的自動管理，Oracle根據SGA的20%來動態調整PGA中專用與Work Area部分的記憶體大小，最小為10MB。
用於例項中各活動工作區（work area）的PGA總量，為PGA_AGGREGATE_TARGET減去其他元件分配的PGA記憶體。得到的結果，按照特定需求動態分配給對應的工作區。
1）設定PGA_AGGREGATE_TARGET大小的步驟
a.設定PGA_AGGREGATE_TARGET為SGA的20%，對於DSS系統，此值可能過低。
b.執行典型的負載，通過oracle收集的pga統計資訊來調整PGA_AGGREGATE_TARGET的值。
c.根據oracle的pga建議調整PGA_AGGREGATE_TARGET大小。
2）禁用自動pga管理
為向後相容，設定PGA_AGGREGATE_TARGET為0，即禁用pga的自動管理。可使用關聯的*_area_size引數調整對應工作區的最大大小。
bitmap_merge_area_size
create_bitmap_area_size
hash_area_size
sort_area_size  

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