與IO相關的等待事件troubleshooting-系列3

解決IO問題的常用方法：

        使用Statspack類似的工具對資料庫響應時間分析之後，已經表明與IO相關的等待事件限制了系統效能，有許多的方法可以判斷這種問題。

        接下來的章節會介紹排查等待事件的方法。

        有一些方法可以不用管特定的等待事件。在這個章節，會介紹和解釋每個方法背後的概念和基本原理。

通過對SQL的調優降低資料庫的IO請求：

        沒有使用者SQL使用的資料庫只會產生很少甚至不產生IO。最終由資料庫產生的IO都會直接或間接地源於使用者執行的SQL的本質和數量。

        這就意味著通過控制SQL語句產生IO的數量，有可能限制資料庫的IO請求。通過調優SQL可以達到這樣的目的，讓他們的執行計劃產生最小的IO運算元量。

        在典型的問題場景下，可能只有很少的SQL，由於他的執行計劃非最優，導致產生比常用更多的物理IO，降低資料庫的整體效能。

        從Oracle 10g開始，ADDM通過自動識別最有影響的SQL語句，可以輔助SQL調優過程。然後，SQL調優建議器能夠用來自動調整這些語句，降低IO資源消耗。(可以參考Document 262687.1  How to use the Sql Tuning Advisor)。

通過調整例項引數降低資料庫的IO請求：

1. 使用記憶體緩衝限制IO：

        資料庫需要的IO數量受記憶體緩衝量的限制，例如Buffer Cache，Log Buffer，不同的Sort Areas等。增大Buffer Cache，可以為資料庫程式(邏輯IO)產生提供更多的buffer訪問，滿足將磁碟(物理IO)讀取轉為記憶體讀取。如果有更大的記憶體排序區，那麼排序操作期間資源消耗殆盡，導致不得不使用磁碟的臨時表空間，這樣的可能性就會降低。其它快取也依照類似的概念工作。

2. 調整多塊IO(10g之前)的大小：

        獨立的多塊IO操作大小能夠通過例項引數控制。當達到極限值時，相比使用更多更小的IO，使用更少更大的IO時，多塊IO會執行得更快，例如，同樣傳輸100Mb的資料，相比每次100Kb的資料傳輸請求1000次，或者每次10Kb的資料傳輸10000次，每次1Mb的資料傳輸100次顯然要完成得更快。當達到極限值後，區別就不那麼明顯了：1Gb的資料傳輸，每次10Mb大小請求100次(如果作業系統最大IO傳輸大小限制允許)，可能和一次傳輸1Gb大小的效率一樣。究其原因，是因為一次IO處理的時間主要包括兩個元件：

IO建立時間：

對於不同的IO容量基本一致，對於小IO容量則佔據總體服務時間的大部分。

IO傳輸時間：

隨著IO容量的增長而增加，對於小IO容量，通常小於IO建立時間。

        以上的結果，在10g R2以前，通過配置DB_FILE_MULTIBLOCK_READ_COUNT引數以使資料庫可以使用更大、更少的多塊IO，來更好地配置例項。

        10g R2之後，這個引數會自動設定，不建議人為修改。可參考：Document 841444.1 How To Set DB_FILE_MULTIBLOCK_READ_COUNT in 10g。

作業系統級別的IO優化：

        充分利用IO處理能力，例如非同步IO，或具有高階功能的檔案系統，例如直接IO(繞過作業系統檔案快取)。另一種方法就是提高單次傳輸允許的最大IO容量限制(參考本文的max_io_size)。

通過使用Oracle ASM(Automatic Storage Manager)平衡資料庫IO：

        ASM在Oracle 10g中引入。他是一種檔案系統，一種卷管理器，內建於資料庫核心。他可以自動並行地進行所有磁碟驅動器的負載均衡，防止熱點與效能最大化，甚至對於有資料快速更新的環境也適用。它能防止碎片化以至於從來不需要遷移資料回收空間。所有磁碟上的資料可以很好的平衡與條帶化。細節也可以參考Document 249992.1 New Feature on ASM (Automatic Storage Manager)。

通過使用條帶化，RAID，SAN或NAS平衡資料庫IO：

        這種方法依賴於儲存技術，例如條帶化，RAID，儲存區域網路(SAN)和網路附加儲存(NAS)，他們可以在多物理磁碟之間自動地平衡資料庫IO的負載，目的就是避免磁碟爭用和IO瓶頸，因為在儲存硬體上可能還有未使用的磁碟空間。更多的技術細節可以參考："Optimal Storage Configuration Made Easy" by J. Loaiza，Document 30286.1  I/O Tuning with Different RAID Configurations。

通過在不同的檔案系統，控制器和物理裝置中手工移動資料庫檔案，重新分佈資料庫IO：

        這是在缺少高階現代儲存技術下的一種方法。目的就是為了分發資料庫IO，以至於IO請求中不會有單組磁碟或控制器處於飽和，這裡可能還有未使用的磁碟空間。與之前的方法相比，這種方法可能使用起來更困難，通常可能沒用。

        在大多資料庫中IO是肯定存在的。之前介紹的所有方法都考慮後，如果已存系統的效能仍舊不滿足，那可以考慮：

通過將舊的資料遷移，降低當前資料庫的資料卷容量。

使用更多、更快的硬體。

(未完待續)

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