Buffer cache的调整与优化

    Buffer Cache是SGA的重要组成部分，主要用于缓存数据块，其大小也直接影响系统的性能。当Buffer Cache过小的时候，将会造成更多的free buffer waits事件。下面将具体描述Buffer Cache的作用、调整与优化。

一、SGA的所有组件

    从动态视图v$sga_dynamic_components获取SGA的相关信息

   

        SELECT component, current_size, min_size FROM v$sga_dynamic_components;

        COMPONENT                 CURRENT_SIZE   MIN_SIZE

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

        shared pool                   71303168   71303168

        large pool                     4194304    4194304

        java pool                      4194304    4194304

        streams pool                   4194304    4194304

        DEFAULT buffer cache         113246208  113246208

        KEEP buffer cache                    0          0

        RECYCLE buffer cache                 0          0

        DEFAULT 2K buffer cache              0          0

        DEFAULT 4K buffer cache              0          0

        DEFAULT 8K buffer cache              0          0

        DEFAULT 16K buffer cache             0          0

        DEFAULT 32K buffer cache             0          0

        ASM Buffer Cache                     0          0

 

二、Buffer cache介绍

2.1.Buffer cache

 Buffer cache类型包括以下：

    default buffer cache

    keep buffer cache

    recycle buffer cache

    nk buffer caches

    与Buffer cache打交道的后台进程为DBWn，与之对应的数据文件通常位于system 表空间，sysaux表空间，undo表空间，datafile 等。

   Buffer cache是SGA的一部分，其内容是由用户进程从数据文件读取出来的数据块，并且所有的用户共享这些数据块。通常，服务器进程为提高I/O性能，会一次性读多个数据块。对于Buffer cache中的脏数据则由DBWn进程写入到数据文件。同样为提高性能，DBWn进程也会一次写多个数据块。Buffer cache会拥有一个数据块的多个副本，当前块的最新副本仅有一份，而该数据块老的或旧的副本可能有多份，用于块的读一致性。Buffer cache采用LRU算法来淘汰掉过时的数据块。    Buffer cache中存在检查点队列以及LRU链表。 

2.2.Buffer cache的几个相关参数

Buffer cache能有由多个独立的且具有不同block size的缓冲池(buffer pool)组成。

    DB_BLOCK_SIZE：

    参数决定了数据库主块的块大小，该块的大小通常被系统表（system,sysaux)空间和主要的Buffer cache(recycle,keep,default buffer cache)所使用，决定主要的Buffer cache大小的几个参数：

    db_cache_size

    db_keep_cache_size

    db_recycle_cache_size

2.3.Buffer cache中块的四种状态

（1）pinned

    意味着多个会话在相同的时段写同一个数据块，其他的会话等待访问块。

（2）clean

    优先要淘汰掉的数据块,即不是pinned状态,也不会被再次使用的块.该块可能和磁盘上的块处于同步状态,也可能是一个读一致性块

（3）free/unused

    即Buffer cache中的块处于空闲状态或未使用状态，通常是由于实例刚刚启动。

（4）dirty

    已发生变化的数据块，且没有进程再使用该块，则在aged out之前需要立即由DBWn 写入到数据文件。

    服务器进程将数据块从数据文件填充到Buffer cache，当Buffer cache中不再需要使用到数据块的副本时，而DBWn进程则将脏数据  写入到数据文件，用于将数据块由pinned 状态变为free 状态。

2.4.参数db_block_checksum

    该参数设置为true，则一个指定的校验码被同时写入到数据块，用于防止磁盘，I/O系统损坏导致数据的丢失。 

三、客户端服务器进程从Buffer cache获取数据的过程

    1.服务器进程使用一个哈希函数来检查所需的数据块是否已经位于Buffer cache。如果在Buffer cache中找到所需的数据块，则该块根据使用的频率放置到LRU队列中特定的位置。此时的读数据块为逻辑读，且不在需要执行后续步骤。如果不在Buffer cache中，则转到下一步。

    2.服务器进程搜索LRU列表中是否存在可用的空闲空间存放新的数据块。在搜索LRU列表同时时，已经被修改的脏数据将被服务器进程放置到 检查点队列。

    3.检查点队列长度超出预设大小的阙值或服务器进程搜索空闲块操作预设的次数(由隐藏参数_db_block_max_scan_pct所指定的值，表示已经扫描的buffer header数量占整个LRU链表上的buffer header的总数量，在i中该限定值为40%)，则服务器进程通过DBWn将脏数据从

Buffer cache写出到数据文件。

    4.当可用的空闲块被找到后，服务器进程从数据文件读入块到Database Buffer cache并放置到LRU队列中。如果所得到的块不是一致性读块 ，则服务器进程从undo segment中重构一致性块。

    Buffer cache与DBWn密切相关，下面给出DBWn触发的条件

       脏缓冲列表达到指定的阙值大小

       搜索LRU空闲队列达到预设的阙值次数

       发生检查点事件

       数据库关闭时

       表空间实现热备份时

       表空间离线

       在段被删除时

        更多有关体系结构请参考：Oracle实例和Oracle数据库(Oracle体系结构)     

四、对buffer cache调优与命中率等

4.1.调整buffer cache调优规则

    调优的目标：尽可能在Buffer cache中找到数据，降低等待可用空闲块的时间

    调试方法：

        （1）wait events

        （2）cache hit ration

        （3）v$db_cache_advice view

    调整手段

        （1）降低SQL命令对数据块的请求，如避免使用select * from 语句

        （2）增加缓冲池的大小

        （3）不同访问方式使用不同的缓冲池(buffer pools)

        （4）缓存常用的表到内存

        （5）并行读或排序操作不使用cache,直接从磁盘读入到PGA及内存

4.2.决定Buffer cache的几个指标

    下面的查询中列出了涉及到buffer cache的几个重要指标数

            SELECT NAME, VALUE

            FROM   v$sysstat

            WHERE  NAME IN ('session logical reads',

                            'physical reads',

                            'physical reads direct',

                            'physical reads direct (lob) ',

                            'consistent gets',

                            'db block gets',

                            'free buffer inspected',

                            'free buffer requested',

                            'dirty buffers inspected',

                            'pinned buffers inspected');   

            NAME                                   VALUE

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

            session logical reads           139150060175

            db block gets                      274690511

            consistent gets                 139129962467

            physical reads                   21335058151

            free buffer requested            21085155516

            dirty buffers inspected               156801

            pinned buffers inspected              432841

            free buffer inspected                 968639

            physical reads direct                4995527

    Session Logical Reads

    所有的逻辑读的数据块的数量。

    Free Buffer Inspected指标

    为寻找空闲buffer之前所检查块的总数量，即跳过块的数量。如果该值接近脏数据块的数量，则表明空闲块很少，该值应尽可能小于脏块的数量。

    Free Buffer Waits:

    当session在LRU list上没有寻找到空闲可用数据块或者搜寻可用的内存数据块被暂停的时候，该发生该事件，此为等待DBWn将脏块写入到数据文件的等待数。除此之外，会话在做一致性读时，需要构造数据块在某个时刻的前映像（image），此时需要申请内  存来存放这些新构造的数据块，如果内存中无法找到这样的内存块，也会发生这个等待事件。

    Buffer Busy Waits:

    用户服务器进程已找到所需的数据块，但该块正被其它进程使用或多个进程同时要修改该块，此时需要等待的时间。

    当一个会话需要读取一个数据块，但这个数据块正在被另一个会话读取到内存中时，此时同样发生Buffer Busy Waits事件。

            SELECT event

                   ,total_waits

            FROM v$system_event

            WHERE event IN ('free buffer waits','buffer busy waits');  

            EVENT                     TOTAL_WAITS

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

            buffer busy waits            35216021  

           

        查询event事件名称

            SELECT NAME

                   ,parameter1

                   ,parameter2

                   ,parameter3

            FROM v$event_name

            WHERE NAME='buffer busy waits';

                         

    NAME              PARAMETER1           PARAMETER2           PARAMETER3

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

buffer busy waits          file#                block#               id

 

产生Buffer busy waits的几种情形

DATA BLOCK

    数据块的竞争，该情形通常是基于表段和索引段上的竞争，下面的处理办法尽可能缩小SQL语句的查询字段，查询范围，如不使用select * 查询，将like子句改为直接赋值等检查索引的合理性。如使用了sequence生成的索引，其索引键通常位于相同的块，因此可以使用反向索引避免此问题使用自动段空间管理或增加空闲列表，以避免多个进程同时插入相同的块。        查询视图v$session_wait来获得热点块的文件ID，块ID，通过这些信息来获得对象ID，进一步对该对象进行调整UNDO Header   基于UNDO段头部的竞争，如果未使用自动撤销段管理模式，则需要增加更多的回滚段。

UNDO BLOCK

    基于UNDO段块的竞争，如果未使用自动撤销段管理模式，则需为回滚段分配更大的尺寸。

产生Free Buffer waits的几种情形

    DBWn进程来不及将数据写入到数据文件，导致需要等待被释放的空间I/O系统速度过于缓慢，确保数据库文件是否分布在不同的磁盘上，或增加更高性能的磁盘  资源等待造成I/O系统过慢，如latch等待

    确保数据库文件是否分布在不同的磁盘上，或增加更高性能的磁盘

    Buffer cache太小，导致DBWn来不及将脏数据写入到数据文件需要增大buffer cache的尺寸

    Buffer cache太大，而单一的DBWn进程需要多次才能将数据写入到文件，减少buffer cache的尺寸，或增加更多的DBWn进程。     

4.3.评估Cache的命中率

    计算命中率的思想

    1-(物理读的次数-总的请求次数)

    计算命中率

        SELECT ROUND(1 - ((physical.value - direct.value - lobs.value) / logical.value),3) *100 ||'%'

                       "Buffer Cache Hit Ratio"

                FROM   v$sysstat physical,

                       v$sysstat direct,

                       v$sysstat lobs,

                       v$sysstat logical

                WHERE  physical.name = 'physical reads'

                       AND direct.name = 'physical reads direct'

                       AND lobs.name = 'physical reads direct (lob)'

                       AND logical.name = 'session logical reads';

    physical reads

    从Oracle级别来理解，从磁盘读数据块的次数，一次可以读多块,由参数db_file_multiblock_read_count来控制。此种读方式使用了db cache.

    形象示意：db_file ==> db_cache ==> pga

   physical reads direct

    有些数据块不会先从硬盘读入内存再从内存读入PGA再传给用户，而是绕过SGA直接从硬盘读入PGA。比如并行查询以及从临时表空

    间读取数据。这部分数据块由于不缓存使得hit ratio不会被提高。其在计算hit ratio时应当被扣除。

    形象示意：db_file  ==> pga

    通常，disk sort / hash , exp direct=Y ,都会有physical reads direct

            scott@ORCL>  select name from v$statname where statistic# in (54,55,56);

            NAME

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

            physical reads

            physical reads cache            --使用buffer cache

            physical reads direct           --不使用buffer cache

   physical reads direct (lob)

    对于大值对象，如LOB数据类型以及LOB段，Oracle可以绕过buffer cache而直接使用PGA，其原理等同于physical reads direct

    使用physical reads direct，physical reads direct (lob)的优点：

    对于一个大操作，需要请求大量数据块，假设又使用并行执行，且执行次数就那么一次，这个时候就适合使用direct方式，如果还是走buffer cache则需要把buffer cache里已缓存的数据库都清空，注意physical write /direct 同理。

   session logical reads

    发出的总的请求次数，此处是指从database buffer cache中请求块。对于一致性读，则这些缓冲包含来自回滚段的数据

 下面是另一种不同的计算命中率的方法，通常用在10g和11g之中

            SELECT NAME,

                   physical_reads,

                   db_block_gets,

                   consistent_gets,

                   ROUND((1 - (physical_reads / (db_block_gets + consistent_gets))) * 100) || '%' ratio

            FROM   V$BUFFER_POOL_STATISTICS

            WHERE  NAME = 'DEFAULT';

 

            SELECT (1 - (SUM(decode(NAME, 'physical reads', VALUE, 0)) /

                   (SUM(DECODE(NAME, 'db block gets', VALUE, 0)) +

                   SUM(DECODE(NAME, 'consistent gets', VALUE, 0))))) * 100 "Hit Ratio"

            FROM   v$sysstat;

   consistent gets from cache

    在回滚段Buffer中的数据构造一致性读数据块的总次数。其产生原因是由于其他会话对当前数据块进行操作，如update操作，  但是由于我们的查询是在这些修改之前调用的，所以需要使用回滚段中的数据块的前映像进行查询，来保证数据的一致性。这样就产生了一致性读。

   db block gets     

    在操作中提取的块数目，而不是在一致性读的情况下而产生的块数。

    当前块(current,相对于cosistent读而言，current总是最新的块)，从buffer cache中请求的次数。当前块意思就是在操作中正好提取的块数目，而不是在一致性读的情况下而产生的块数。通常的情况下，一个查询提取的块是在查询开始的那个时间点上存在的数据块，当前块是在这个时刻存在的数据块，而不是在这个时间点之前或者之后的数据块数目。

   physical reads cache   

    从磁盘读入到buffer cache中的总次数。

    产生的主要原因是：在数据库高速缓存中不存在这些块, 全表扫描, 磁盘排序等

 

    db_block_gets + consistent_gets两者之和作为总的请求次数，在与physical_reads相比进而得到命中率

    此方法与前面命中率计算的方法不一样，更简单直观。

 

4.4.影响命中率的因素

    全表扫描(小标尚可，对于大表而言I/O性能更差。而且全表扫描总是被置于LRU的最尾端，随时被paged out)

        不同数据定义和应用程序设计影响命中率

        大表的随机访问(非顺序)

        不均衡的cache hit

       

    命中率需要考虑的问题：

        a.对相同的大表和索引的重复扫描容易造成命中率很高的假象。定期检查频繁使用且          返回结果集很大的SQL语句，确保这些SQL语句使用了最优的执行计划。

        b.避免返回查询相同的数据，尽可能将获得的结果集缓存的客户端程序或中间件。

        c.大表的全表扫描问题，直接将其放置到LRU的尾端，容易aged out。

        (小表通常指全表扫描时占用buffer cache 20%或拥有个数据块)。

        d.对较大OLTP系统而言，表中的很多行仅仅被访问次或很少的次数，基于此，这些块     不易长时间占住buffer cache。

        f.对于并行查询或排序等，持续增加buffer cache的大小并无实际意义，优化效果并     明显。

4.5.下列情形可以考虑增加buffer cache

    一些等待事件已经被优化

    不良的SQL语句已经被优化

    操作系统级别无不良的内存页面置换

    上次增加的buffer cache有效

    基于上面的情形，且命中率很低，此时可以增加buffer cache

4.6.增加buffer cache 的步骤

    首先将db_cache_advice置于ON 状态

    检查动态性能视图v$db_cache_advice(需要考虑增加后不影响操作系统级别过多的内存页面置换)动态增加db_cache_size的值(生产数据库不建议关闭系统而使用动态调整alter system set db_cache_size=nM;)

    查看当前buffer cache的大小

        SELECT NAME,current_size,buffers FROM v$buffer_pool;

           NAME                           CURRENT_SIZE    BUFFERS

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

            DEFAULT                                3456     428760     

           

4.7.减少buffer cache 的情形

    在命中率很高的情形下，查询视图v$db_cache_advice，来权衡适度降低buffer cache size是否会使得系统I/O显剧增加，如不是，且降低buffer cache size不会影响性能的情况下，则可以适度降低buffer cache size的大小。

    使用alter system set db_cache_size来调整。

4.8.使用advisor来调整buffer cache

    buffer cache advisor 可以启用或禁用通过收集统计信息来预估buffer cache的大小，然后根据预估的大小以及工作负荷来调整buffer cache的大小。buffer cache advisor功能通过设置参数db_cache_advice 开启用或禁用，该参数仅能支持系统级别的修改。

    其参数值为:OFF,ON,READY

        OFF：禁用buffer cache advisor特性，且不为advisor分配内存

        READY：不收集数据,但是收集数据的内存已经预先分配好了.通过把参数值从off设置为ready,然后再设置为on，以避免出现错误。

        ALTER SYSTEM SET db_cache_advice = ON | READY | OFF ;

    该参数设置的前提条件为STATISTICS_LEVEL参数必须要先设置为TYPICAL或者ALL

    通过设置启用buffer cache advisor 功能后，可以查看视图v$db_cache_advice来获得不同负荷下的advisor。

    以下是该视图的几个重要列

        SIZE_FOR_ESTIMATE

        BUFFERS_FOR_ESTIMATE

        ESTD_PHYSICAL_READS

    查看缺省的buffer cache的advice

            SELECT size_for_estimate "Cache Size (MB)",

                   size_factor,

                   buffers_for_estimate    "Buffers",

                         estd_physical_read_factor est_read_factor,

                   estd_physical_reads     estd_phy_red

                   -- ,estd_physical_read_time est_phy_red_t   --此参数在i 中不可用

            FROM   v$db_cache_advice

            WHERE NAME='DEFAULT'

            AND block_size=(

                SELECT VALUE

                    FROM v$parameter

                    WHERE NAME='db_block_size'

                    AND advice_status='ON');   

                   

            Cache Size (MB) SIZE_FACTOR    Buffers EST_READ_FACTOR ESTD_PHY_RED

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

                        352       .1019      43670         15.8455   6.1906E+10

                        704       .2037      87340         58.5913   2.2891E+11

                       1056       .3056     131010         31.6149   1.2351E+11

                       1408       .4074     174680         21.5397   8.4152E+10

                       1760       .5093     218350         14.6721   5.7321E+10

                       2112       .6111     262020          8.3646   3.2679E+10

                       2464        .713     305690          3.8134   1.4898E+10

                       2816       .8148     349360          1.9615   7663197796

                       3168       .9167     393030          1.2403   4845534681

                       3456           1     428760               1   3906820053

                       3520      1.0185     436700           .9675   3779821439

                       3872      1.1204     480370           .8359   3265831355

                       4224      1.2222     524040           .7512   2934896434

                       4576      1.3241     567710           .6957   2717876216

                       4928      1.4259     611380           .6565   2564852647

                       5280      1.5278     655050           .6272   2450487527

                       5632      1.6296     698720           .6045   2361720470

                       5984      1.7315     742390           .5859   2289177246

                       6336      1.8333     786060           .5726   2236962972

                       6688      1.9352     829730           .5619   2195121418

                       7040       2.037     873400           .5521   2156817317

                   

4.9.优化Buffer cache的常用参数及视图

    表：

        db_cache_size

        db_cache_advice

        db_keep_cache_size

        db_recycle_cache_size

        db_file_multiblock_read_count

        statspace report

        v$db_cache_advice(view)

    视图

            v$buffer_pool_statistics

            v$buffer_pool

            v$db_cache_advice

            v$sysstat

            v$sesstat

            v$system_event

            v$session_wait

            v$bh

            v$cache

    Buffer cache 实际上细分为多个不同的Buffer cache，如keep pool，recycle pool，default pool，下面描述不同buffer cache的使用。

    有关Buffer cache 的总体描述，请参考：Buffer cache 的调整与优化(一)

五、不同buffer pool的应用

    一个buffer pool即对应于一个oracle 数据块，三种不同的pool实际上是针对在data buffer cache中块的访问的程度不同在通常的惯例下采取的方法。即对最热块，次热快，以及冷块存放到不同的buffer pool中。实际上这几个不同的buffer pool除了分配的大小不同之外，所采用的算法都是LRU算法，因此对块的缓存以及淘汰(aged out)算法实质一样。

    任意一个不同的buffer pool都将根据访问方式的不同而只缓存读取到的数据块，即如果是全表扫描，则缓存所有块，如果是索引快速扫描，则缓存索引的所有叶节点块。 

        keep buffer cache            --对应keep pool

        recycle buffer cache         --对应recycle pool

        nk buffer caches             --对应db_nk_cache_size

        default buffer cache         --对应dafault pool

       

keep pool：

    对于经常访问的小表将其常驻内存，即放置到keep pool。其作用是保证这部分经常访问的数据能够常驻内存而不被替换出内存，从而提高访问这些数据的速度。这个池最好能够保持99%的命中率，也就是说要保证这个池的大小能够缓存放于这个池的大部分对象。

recycle pool：

    对于不经常访问的大segment，就可以考虑将其放置到recycle pool，以尽快将其淘汰出去。

dafault pool：

    普通对象的缓冲池，那些没有在keep pool也没有在recycle pool的对象将缓冲到这里。nk buffer caches

    主要适用于不同平台传输表空间，或根据业务需要来使用非标准表空间之外的表空间。

    如磁盘上数据文件的最小I/O单元叫block一样，buffer cache的最小单元（或者说结构）叫buffer。每个buffer跟x$bh中每条记录存在一一对应关系。

注意：

default buffer cache  = db_cache_size - db_keep_cache_size - db_recycle_cache_size - db_nk_cache_size 

            sys@ORCL> select * from v$version where rownum < 2;

           BANNER

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

            Oracle Database 10g Enterprise Edition Release 10.2.0.1.0 - Prod

           sys@ORCL> select name,bytes/1024/1024 from v$sgainfo where name='Buffer Cache Size';

           NAME                      BYTES/1024/1024

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

            Buffer Cache Size                     192

            sys@ORCL> select name,current_size,buffers,block_size  FROM v$buffer_pool;

            NAME            CURRENT_SIZE    BUFFERS BLOCK_SIZE

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

            DEFAULT                  192      23952       8192

            sys@ORCL> alter system set db_recycle_cache_size=16m;

 

            sys@ORCL> alter system set db_keep_cache_size=16m;

 

            sys@ORCL> select name,current_size,buffers,block_size  FROM v$buffer_pool;

 

            NAME            CURRENT_SIZE    BUFFERS BLOCK_SIZE

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

            KEEP                      16       1996       8192

            RECYCLE                   16       1996       8192

            DEFAULT                  160      19960       8192

           sys@ORCL> alter system set db_16k_cache_size=4m;

           sys@ORCL> select name,current_size,buffers,block_size  FROM v$buffer_pool;

           NAME            CURRENT_SIZE    BUFFERS BLOCK_SIZE

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

            KEEP                      16       1996       8192

            RECYCLE                   16       1996       8192

            DEFAULT                  160      19960       8192

            DEFAULT                    4        252      16384

       

    从上面的设置可以看出，任意一个buffer pool大小的调整，不影响整个buffer_pool的大小。即任意buffer pool的增加，将使得default buffer pool的减小，反之，任意buffer pool尺寸的减少，default buffer pool的尺寸将会增加。

    其次，任意buffer pool的增加应考虑到Oracle 以及OS是否有足够的内存来进行分配。如果是使用了ASMM管理，则应考虑整个sga_target < sga_max_size。  

六、大表段、大索引段随机访问的问题

    当使用LRU算法时，对于大表段，索引段的随机访问，容易导致其他的并非最频繁访问的热点块从cache中被aged out.此外，这些随机访问  的数据块并不属于热块，也很容易随时被替换，通过下面的三种方法来避免该情况的产生：

    1.如果受影响的对象是索引，则判断是否是精确的索引选择，如果不是，则调整SQL语句。

    2.如果SQL语句已优化，则可以将被访问的大段存放到recycle cache中。

    3.可以将一些小的热点块移入到keep buffer pool，keep buffer pool能够最小化cache的丢失。

 

七、多个buffer pool的设置

       db_cache_size

        db_keep_cache_size

        db_recycle_cache_size

        db_nk_cache_size

       

    以上的参数为动态参数，使用下面的方式来调整，可以基于内存调整，也可以将参数更改到spfile。

        alter system set db_keep_cache_size=nm scope = both | memory | spfile;

        alter system set db_16k_cache_size=nm;

        alter system set db_recycle_cache_size=nm;

    闩由Oracle RDBMS来自动分配

 

    进行了上述设置之后，可以基于这些不同的缓冲池来创建对象

        create index idx_obj    storage(buffer_pool keep);

       alter table tb_obj storage(buffer_pool recycle);

       alter index idx_obj storage(buffer_pool keep);

注：

    四个池除了使用不同的名称且产生不同的作用之外，其内部算法实质是一样的，都是采用LRU算法。

    一个segment只能放入到一个buffer pool中.如果一个表或索引对象拥有多个segment，则不同的segment可以存放到不同的buffer pool.

    如何决定什么样的segment存放到何种buffer cache则根据业务需求来定。

    如果没有指定buffer_pool短语，则表示该对象进入default类型的buffer cache。

八、keep buffer pool的使用与优化

    将常用的小表对象常驻内存

    一般情况是对象的大小应当为少于default buffer pool 大小的10%。

    根据下面的方法计算对象所占用块的总数，且该块的总数大小应当小于于keep buffer pool的大小。

    计算所有将要放入到keep buffer cache对象的总块数得到一个近似值，然后将稍微大于该近似值的尺寸指定给keep buffer pool。

    可以通过查询DBA_TABLES.BLOCKS 和DBA_TABLES.EMPTY_BLOCKS 获得块的信息或者通过V$BH查看segment所占用的buffer。

    对于放入keep buffer pool中的表数据，如果对象块多于buffer pool数量，则以buffer pool数量为准进行缓存，冷块将被新块置换。

   注：如果位于keep buffer pool中的对象尺寸增大，将不会被填充到keep buffer pool。

    其次，如果有多个对象缓存到keep buffer pool，而keep buffer pool不足以缓存这些对象，按LRU算法，先前位于keep buffer pool 的对象一样会被aged out。

    首先使用包收集对象信息

            sys@ORCL> exec dbms_stats.gather_table_stats('SCOTT','BIG_KEEP');

            sys@ORCL> select table_name,blocks,empty_blocks                        

              2  from dba_tables where owner='SCOTT' and table_name='BIG_KEEP';

           TABLE_NAME                    BLOCKS EMPTY_BLOCKS

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

            BIG_KEEP                         180            0

            设定keep buffer pool的大小

        alter system set db_keep_cache_size=16m scope = both ; 

        --注意，该参数值的大小应根据实际情况设置

        将对象放置的keep buffer pool

        alter table big_keep storage(buffer_pool keep);

   

九、recycle buffer pool的使用与优化

    一旦事务被提交则这些块将从recycle buffer pool中被清除。

    对象的大小应当为多于default buffer pool 大小的两倍recycle buffer pool需要具有一个事务所需要的全部块。

    下面将big_temp 置入到recycle buffer pool

    sys@ORCL> exec dbms_stats.gather_table_stats('SCOTT','BIG_RECYCLE');

    scott@ORCL> select blocks,empty_blocks from dba_tables            

          2  where table_name='BIG_RECYCLE' and owner='SCOTT';        

       BLOCKS EMPTY_BLOCKS

        ---------- ------------

              1062            0

        alter system set db_recycle_cache_size=16m scope = both ; 

       --注意，该参数值的大小应根据实际情况设置

    scott@ORCL> alter table big_recycle  storage(buffer_pool recycle);

    使用视图v$cache，

        SELECT owner#

               ,NAME

               ,COUNT(*) blocks

        FROM v$cache

        GROUP BY owner#,NAME;

 

        SELECT s.username     --跟踪recycle buffer pool的I/O情况

               ,io.block_gets

               ,io.consistent_gets

               ,io.physical_reads

        FROM v$sess_io io,v$session s

        WHERE io.sid=s.sid;          

十、获得buffer pool中的相关信息

    视图v$bh(基于视图x$bh)显示当前位于SGA中所有块的详细信息。决定哪个段位于哪个缓冲区，所占住的块的个数等。

    1.查询buffer cache中不同对象占住块的个数(可以根据查询将不经常访问的大对象置于到recycle pool)

        SELECT o.owner, object_name, object_type, COUNT(1) buffers  --这个查询获得到经常访问的对象，可以将其放到recycle pool中

        FROM   SYS.x$bh, dba_objects o

        WHERE  (tch = 1 OR (tch = 0 AND lru_flag < 8))

               AND obj = o. object_id

               AND o.owner NOT IN ('SYSTEM', 'SYS')

        GROUP  BY o.owner, object_name, object_type

        ORDER  BY buffers;

       

        SELECT o.owner, object_name, object_type, COUNT(1) buffers   --这个查询获得到经常访问的对象，可以将其放到keep pool中

        FROM   SYS.x$bh, dba_objects o

        WHERE  tch > 10

               AND lru_flag = 8

               AND obj = o.object_id

               AND o.owner NOT IN ('SYSTEM', 'SYS')

        GROUP  BY o.owner, object_name, object_type

        ORDER  BY buffers;     

    2.查询单个对象占住buffer cache中块的总个数

        SELECT COUNT(*)

        FROM v$bh

        WHERE objd=(

        SELECT data_object_id 

          FROM Dba_Objects

        WHERE object_name=UPPER('big_table')

              AND owner='SCOTT'

              AND  status != 'free');

       

        COUNT(*)

        ----------

              4235             

    3.获得所有不同的buffer pool 当前分配块的总个数

        SELECT NAME

               ,block_size

               ,SUM(buffers)

        FROM v$buffer_pool

        GROUP BY NAME,block_size

        HAVING SUM(buffers)>0;     

 

        NAME       BLOCK_SIZE SUM(BUFFERS)

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

        DEFAULT          8192         8958

        KEEP             8192         1996

        DEFAULT         16384          252

        RECYCLE          8192         1996  

   4.获得单个对象占用buffer cache的比率 

            SELECT round(obj_cnt/totalcache_cnt*100,3)

            FROM

                (SELECT COUNT(*) AS obj_cnt

                FROM v$bh

                WHERE objd=(

                      SELECT data_object_id 

                      FROM Dba_Objects

                      WHERE object_name=UPPER('big_table')

                        AND owner='SCOTT'))a,  

                (SELECT NAME

                       ,block_size

                       ,SUM(buffers) AS totalcache_cnt

                       ,COUNT(*)

                FROM v$buffer_pool

                    WHERE NAME='DEFAULT'

                GROUP BY NAME,block_size

                HAVING SUM(buffers)>0) b;          

 

            ROUND(OBJ_CNT/TOTALCACHE_CNT*100,3)

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

                                           .015                                 

七、查询不同的buffer pool的命中率(buffer cache hit ratio)

    低ratio并不能表明增加cache size可以提高性能。高ratio有时反而会让你误认为cache size已经足够大而满足要求了。比如：重复的扫描一些大表或索引。然后大表的全表扫描往往都是物理读，会人为的降低hit ratio。因此在不同高峰时段，多次采集数据非常有必要(或使用StatsPack。

    Db_cache_size 是针对默认的db_block_size的，对于非标准的block，要特别指定DB_nK_CACHE_SIZE 参数。  

        SELECT NAME,

               block_size,

               physical_reads,

               db_block_gets,

               consistent_gets,

               (1 -(physical_reads / (DECODE(db_block_gets, 0, 1, db_block_gets) +

               DECODE(consistent_gets, 0, 1, consistent_gets)))) * 100  "Hit Ratio"

        FROM   V$BUFFER_POOL_STATISTICS

        ORDER  BY NAME;

        NAME       BLOCK_SIZE PHYSICAL_READS DB_BLOCK_GETS CONSISTENT_GETS Hit Ratio

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

        DEFAULT         16384             63             5             128    52.632

        DEFAULT          8192          21013        230479          879158    98.106

        KEEP             8192              0             0               0   100.000

        RECYCLE          8192            106             0             434    75.632

   

十一、总结

    尽管使用不同的缓冲池从某种程度上来说可以大大提高数据库系统的I/O，给予了DBA更多的选择性。然而，多个缓冲池(buffer pool)增加了管理的复杂度，其次由于不同的缓冲池不能够共享，在某种程度上来说，势必造成buffer cache大小的浪费。因此，如果default buffer pool能够满足现有的需求，尽可能的避免使用过多的缓冲池带来管理的不便。