Oracle資料庫提高命中率及相關最佳化

本文是關於Oracle資料庫除錯與最佳化方面的文章，主要介紹Oracle資料庫中命中率相關的問題，包括不同的演算法之間效能的比對。

　　關於Oracle中各個命中率的計算以及相關的調優

　　1)Library Cache的命中率:

　　.計算公式:Library Cache Hit Ratio = sum(pinhits) / sum(pins)

　　SQL>SELECT SUM(pinhits)/sum(pins) FROM V$LIBRARYCACHE;

　　通常在98%以上，否則，需要要考慮加大共享池，繫結變數，修改cursor_sharing等引數。

　　2)計算共享池記憶體使用率:

　　SQL>SELECT (1 - ROUND(BYTES / (&TSP_IN_M * 1024 * 1024), 2)) * 100 || '%' FROM V$SGASTAT WHERE NAME = 'free memory' AND POOL = 'shared pool';

　　其中: &TSP_IN_M是你的總的共享池的SIZE(M)

　　共享池記憶體使用率，應該穩定在75%-90%間，太小浪費記憶體，太大則記憶體不足。

　　查詢空閒的共享池記憶體:

　　SQL>SELECT * FROM V$SGASTAT WHERE NAME = 'free memory' AND POOL = 'shared pool';

　　3)db buffer cache命中率:

　　計算公式:Hit ratio = 1 - [physical reads/(block gets + consistent gets)]

　　SQL>SELECT NAME, PHYSICAL_READS, DB_BLOCK_GETS, CONSISTENT_GETS, 1 - (PHYSICAL_READS / (DB_BLOCK_GETS + CONSISTENT_GETS)) "Hit Ratio" FROM V$BUFFER_POOL_STATISTICS WHERE NAME='DEFAULT';

　　通常應在90%以上，否則，需要調整,加大DB_CACHE_SIZE

　　另外一種計算命中率的方法(摘自ORACLE官方文件<<資料庫效能最佳化>>):

　　命中率的計算公式為:

　　Hit Ratio = 1 - ((physical reads - physical reads direct - physical reads direct (lob)) / (db block gets + consistent gets - physical reads direct - physical reads direct (lob))

　　分別代入上一查詢中的結果值,就得出了Buffer cache的命中率

　　SQL>SELECT NAME, VALUE FROM V$SYSSTAT WHERE NAME IN('session logical reads', 'physical reads', 'physical reads direct', 'physical reads direct (lob)', 'db block gets', 'consistent gets');

　　4)資料緩衝區命中率：

　　SQL> select value from v$sysstat where name ='physical reads'; SQL> select value from v$sysstat where name ='physical reads direct'; SQL> select value from v$sysstat where name ='physical reads direct (lob)'; SQL> select value from v$sysstat where name ='consistent gets'; SQL> select value from v$sysstat where name = 'db block gets';

　　這裡命中率的計算應該是

　　令 x = physical reads direct + physical reads direct (lob)

　　命中率 =100 - ( physical reads - x) / (consistent gets + db block gets - x)*100

　　通常如果發現命中率低於90%,則應該調整應用可可以考慮是否增大資料緩衝區

　　5)共享池的命中率：

　　SQL> select sum(pinhits-reloads)/sum(pins)*100 "hit radio" from v$librarycache;

　　假如共享池的命中率低於95%,就要考慮調整應用(通常是沒使用bind var )或者增加記憶體

　　6)計算在記憶體中排序的比率:

　　SQL>SELECT * FROM v$sysstat t WHERE NAME='sorts (memory)';—查詢記憶體排序數 SQL>SELECT * FROM v$sysstat t WHERE NAME='sorts (disk)';—查詢磁碟排序數 --caculate sort in memory ratio SQL>SELECT round(&sort_in_memory/(&sort_in_memory+&sort_in_disk),4)*100||'%' FROM dual;

　　此比率越大越好,太小整要考慮調整,加大PGA

　　7)PGA的命中率:

　　計算公式:BP x 100 / (BP + EBP)

　　BP: bytes processed

　　EBP: extra bytes read/written

　　SQL>SELECT * FROM V$PGASTAT WHERE NAME='cache hit percentage';

　　或者從OEM的圖形介面中檢視

　　我們可以檢視一個檢視以獲取Oracle的建議值:

　　SQL>SELECT round(PGA_TARGET_FOR_ESTIMATE/1024/1024) target_mb, ESTD_PGA_CACHE_HIT_PERCENTAGE cache_hit_perc, ESTD_OVERALLOC_COUNT FROM V$PGA_TARGET_ADVICE; The output of this query might look like the following: TARGET_MB CACHE_HIT_PERC ESTD_OVERALLOC_COUNT ---------- -------------- -------------------- 63 23 367 125 24 30 250 30 3 375 39 0 500 58 0 600 59 0 700 59 0 800 60 0 900 60 0

　　在此例中:PGA至少要分配375M

　　我個人認為PGA命中率不應該低於50%

　　以下的SQL統計sql語句執行在三種模式的次數: optimal memory size, one-pass memory size, multi-pass memory size:

　　SQL>SELECT name profile, cnt, decode(total, 0, 0, round(cnt*100/total,4)) percentage FROM (SELECT name, value cnt, (sum(value) over ()) total FROM V$SYSSTAT WHERE name like 'workarea exec%');

　　8)共享區字典快取區命中率

　　計算公式：SUM(gets - getmisses - usage -fixed) / SUM(gets)

　　命中率應大於0.85

　　SQL>select sum(gets-getmisses-usage-fixed)/sum(gets) from v$rowcache;

　　9)資料快取記憶體區命中率

　　計算公式：1-(physical reads / (db block gets + consistent gets))

　　命中率應大於0.90最好

　　SQL>select name,value from v$sysstat where name in ('physical reads','db block gets','consistent gets');

　　10)共享區庫快取區命中率

　　計算公式：SUM(pins - reloads) / SUM(pins)

　　命中率應大於0.99

　　SQL>select sum(pins-reloads)/sum(pins) from v$librarycache;

　　11)檢測回滾段的爭用

　　SUM(waits)值應小於SUM(gets)值的1%

　　SQL>select sum(gets),sum(waits),sum(waits)/sum(gets) from v$rollstat;

　　12)檢測回滾段收縮次數

　　SQL>select name,shrinks from v$rollstat, v$rollname where v$rollstat.usn = v$rollname.usn; -----------------------------------------------------------------------------

　　幾個常用的檢查語句

　　1. 查詢排序最多的SQL:

　　SQL>SELECT HASH_VALUE, SQL_TEXT, SORTS, EXECUTIONS FROM V$SQLAREA ORDER BY SORTS DESC;

　　2.查詢磁碟讀寫最多的SQL:

　　SQL>SELECT * FROM (SELECT sql_text,disk_reads "total disk" , executions "total exec",disk_reads/executions "disk/exec" FROM v$sql WHERE executions>0 and is_obsolete='N' ORDER BY 4 desc) WHERE ROWNUM<11 ;

　　3.查詢工作量最大的SQL(實際上也是按磁碟讀寫來排序的):

　　SQL>select substr(to_char(s.pct, '99.00'), 2) || '%' load,s.executions executes,p.sql_text from(select address,disk_reads,executions,pct,rank() over (order by disk_reads desc) ranking from (select address,disk_reads,executions,100 * ratio_to_report(disk_reads) over () pct from sys.v_$sql where command_type != 47) where disk_reads > 50 * executions) s,sys.v_$sqltext p where s.ranking <= 5 and p.address = s.address order by 1, s.address, p.piece;

　　4. 用下列SQL工具找出低效SQL:

　　SQL>select executions,disk_reads,buffer_gets,round((buffer_gets-disk_reads)/buffer_gets,2) Hit_radio,round(disk_reads/executions,2) reads_per_run,sql_text From v$sqlarea Where executions>0 and buffer_gets >0 and (buffer_gets-disk_reads)/buffer_gets<0.8 Order by 4 desc;

　　5、根據sid檢視對應連線正在執行的sql

　　SQL>select /*+ push_subq */command_type,sql_text,sharable_mem,persistent_mem,runtime_mem,sorts,version_count,loaded_versions,open_versions,users_opening,executions,users_executing,loads,first_load_time,invalidations,parse_calls,disk_reads,buffer_gets,rows_processed,sysdate start_time,sysdate finish_time,’>’||address sql_address,’N’status From v$sqlarea Where address=(select sql_address from v$session where sid=&sid); ***************Oracle 緩衝區命中率低的分析及解決辦法******************

　　首先確定下面的查詢結果:

　　1,緩衝區命中率的查詢(是否低於90%):

　　select round((1 - sum(decode(name,'physical reads',value,0)) / (sum(decode(name,'db block gets',value,0)) + sum(decode(name,'consistent gets',value,0))) ),4) *100 || '%' chitrati from v$sysstat;

　　2,使用率的查詢(有無free狀態的資料快.):

　　select count(*), status from v$bh group by status ;

　　3,相關等待事件的查詢(是否有相關等待事件)

　　select event,total_waits from v$system_event where event in ('free buffer waits');

　　4,當前大小(是否已經很大)

　　select value/1024/1024 cache_size from v$parameter where name='db_cache_size'

　　5,top等待事件分析(Db file scatered read的比率是否大)

　　select event ,total_waits,suml from (select event,total_waits,round(total_waits/sumt*100,2)||'%' suml from (select event,total_waits from v$system_event ), (select sum(total_waits) sumt from v$system_event) order by total_waits desc) where rownum<6 and event not like 'rdbms%' and event not like 'pmon%' and event not like 'SQL*Net%' and event not like 'smon%';

　　6,db_cache_advice建議值(9i後的新特性,可以根據他更好的調整cache_size)

　　select block_size,size_for_estimate,size_factor,estd_physical_reads from v$db_cache_advice;

　　說明分析:

　　緩衝區命中率(低於90的命中率就算比較低的).

　　沒有free不一定說明需要增加,還要結合當前cache_size的大小(我們是否還可以再增大,是否有需要增加硬體,增加開銷),

　　空閒緩衝區等待說明程式找不到空閒緩衝區，並透過寫出灰緩衝區，來加速資料庫寫入器生成空閒緩衝區，當DBWn將塊寫入磁碟後，灰資料緩衝區將被釋放，以便重新使用.產生這種原因主要是:

　　1，DBWn可能跟不上寫入灰緩衝區：i/0系統較慢，儘量將檔案均勻的分佈於所有裝置，

　　2，緩衝區過小或過大。

　　3，可以增加db_writer_processes數量。

　　4,可能有很大的一個事物，或者連續的大事物

　　我們需要長期觀察這個事件是否長期存在並數值一直在增大,如果一直在增大,則說明需要增大db_cache大小.或最佳化sql.

　　資料分散讀等待,通常表現存在著與全表掃描相關的等待，邏輯讀時，在記憶體中進行的全表掃描一般是零散地，而並非連續的被分散到緩衝區的各個部分，可能有索引丟失，或被仰制索引的存在。該等待時間在資料庫會話等待多塊io讀取結束的時候產生，並把指定的塊數離散的分佈在資料緩衝區。這意味這全表掃描過多，或者io不足或爭用，

　　存在這個事件,多數都是問題的,這說明大量的全部掃描而未採用索引.

　　db_cache_advice對我們調整db_cache_size大小有一定的幫助,但這只是一個參考，不一定很精確。

　　透過上面6種情況的綜合分析,判斷是否需要增加大cache_size. 或者把常用的(小)表放到keep區。

　　但多數的時候做這些不會解決質的問題,

　　而真正的問題主要是對sql語句的最佳化(如:是否存在大量的全表掃描等)

　　索引是在不需要改變程式的情況下,對資料庫效能，sql語句提高的最實用的方法.

　　我在生產中遇到過類似的問題,200M的cache_size,命中率很低21%,但透過對sql語句的最佳化(新增索引,避免全表掃描),命中率增加到96%,程式執行時間由原來的2小時減少到不到10分鐘.

　　這就提到了怎麼定位高消耗的sql問題.全表掃描的問題,在這裡不做細緻的解說,這裡只說明方法,我會在相關的章節專門介紹怎麼使用這些工具

　　1,sql_trace跟蹤session.用tkprof 分別輸出磁碟讀,邏輯讀,執行時間長的sql進行最佳化.這些高消耗的sql一般都伴隨著全表掃描.

　　2,statspack分析.在系統繁忙時期進行時間點的統計分析,產看TOP事件是否有Db file scatered read.並檢視TOP sql語句是否存在問題等.

　　注：電腦學習網首發。

　　還要說一句：當然在硬體允許的情況下，儘量增大db_cache_size 減少磁碟讀，但並不是越大越好，一定要根據自己的庫資料量的程度來調節，因為大的db_cache_size同樣會增大資料庫管理的開銷，當然可能開銷並不會明顯的影響資料庫的效能，硬體價格也越來越低，這就需要我們具體問題具體分析了，在我看來物盡其用就最好了，儘量不要浪費，找到問題的本質。調優是一件很藝術的事。

　　***********************Oracle資料庫緩衝區命中率*****************

　　1、檢視Oracle資料庫緩衝區命中率

　　select a.value + b.value "logical_reads", c.value "phys_reads", round(100 * ((a.value+b.value)-c.value) / (a.value+b.value)) "BUFFER HIT RATIO" from v$sysstat a, v$sysstat b, v$sysstat c where a.statistic# = 40 and b.statistic# = 41 and c.statistic# = 42;

　　2、Tags: oracle

　　資料庫緩衝區命中率：

　　sql>select value from v$sysstat where name ='physical reads'; value 3714179 sql>select value from v$sysstat where name ='physical reads direct'; value 0 sql>select value from v$sysstat where name ='physical reads direct(lob)'; value 0 sql>select value from v$sysstat where name ='consistent gets'; value 856309623 sql>select value from v$sysstat where name ='db block gets'; value 19847790

　　這裡命中率的計算應該是

　　令x=physical reads direct + physical reads direct(lob)

　　命中率=100-(physical reads -x)/(consistent gets +db block gets -x)*100

　　通常如果發現命中率低於90%，則應該調整應用可以考慮是否增大資料加

　　共享池的命中率

　　sql> select sum(pinhits)/sum(pins)*100 "hit radio" from v$librarycache;

　　如果共享池的命中率低於95%就要考慮調整應用(通常是沒應用bind var)或者增加記憶體。

　　關於排序部分

　　sql> select name,value from v$sysstat where name like '%sort%';

　　如果我們發現sorts(disk)/(sorts(memory)+sorts(disk))的比例過高，則通常意味著sort_area_size部分記憶體教較小，可考慮調整相應的引數。

　　關於log_buffer

　　sql>select name,value from v$sysstat where name in ('redo entries','redo buffer allocation retries');

　　假如redo buffer allocation retries/redo entries的比例超過1%我們就可以考慮增加log_buffer.