Sizing the Shared Pool

Sizing the Shared Pool
 

1、Shared Pool的组成
**  library cache:存储共享的SQL和PL/SQL代码(解析和编译后的SQL和pl/sql blocks——procedures,Functions,packages,triggers和匿名的pl/sql块)使用最近最少使用算法管理 (LRU),避免语句的重复解析。
**  data dictionary cache:保存字典对象的信息
**  user global area(UGA):用于在没有设置large pool时存放共享的server connection的信息。保存在Shared模式下session的信息。

当缺少data dictionary cache或library cache的代价比缺少database buffer cache的代价更高,所以对Shared pool的tuning有更高的优先权。在tuning Shared pool时主要关心library cache提高其hit ratio又更重要些。
当Shared pool过小,server为了管理有限的空间,需要消耗更多的cpu,从而引起争用。

Shared pool从整体上可以通过参数shared_pool_size来调节。

2、library cache
在server查找是否有被缓冲的sql时,会先把statement转换为ASCII文本,再进行hash函数的计算。
1)尽可能减少重复解析的次数:尽可能使code扁平化,使用bind variables;可以适当增大library cache的大小,从而减少由于cache不足造成的已经被解析的SQL被换出而引起重新解析的可能;如果在cache中保存的被解析的SQL相关联的 schema object被修改,则该cache中的内容将不可用,所以要尽量避免这样的事件发生。
2)避免library cache的碎片产生:为较大的内存需求保留一定的内存,主要通过shared_pool_reserved_size参数设置;将常用的较大的SQL和 PL/SQL对象pinning到内存中,避免其被换出;为Oracle Shared server设置large pool;尽量少使用较大的匿名blocks,用小的PL/SQL包的方法代替;在Oracle Shared Server中测量共享进程所用的session内存。
3)在v$librarycache中保存了每类数据保存在library cache中的统计信息。其中,三个字段较为重要:gets,显示了相应item总的请求数量;pins,显示了执行的次数;reloads显示了被换出后重载的次数
4)调节library cache的诊断工具:
**  v$sgastat
**  v$librarycache
eg:sql> select namespace, gethitratio from v$librarycache; –获得命中率,在OLTP中应该高于90%,如果没有达到可以考虑以下方法:
       a)提高应用程序代码效率(通过绑定变量,避免SQL的硬解析)
       b)增加共享池的大小(增加之前先通过v$sgastat查询是free memory是否足够大,有无增加共享池必要)
**  v$sqltext:full SQL text
eg:sql> select sql_text, users_executing, executions, loads from v$sqlarea;
  sql> select * from v$sqltext where sql_text like ’select %’;
**  v$db_object_cache:缓冲的DB object,包括packages、tables或是SQL中参照的别名
**  v$sqlarea:统计了所有的共享cursor和相应的sql的前1000个字符
**  如果重载的比率大于1%,需要考虑增大shared_pool_size。
sql> select sum(pins) “executions”, sum(reloads) “cache misses”, sum(reloads)/sum(pins) from v$librarycache;
在statspack report中,library cache activity (Instance state activity)的内容也显示了此信息:parse count(total、hard、failure)
5)还需要明确的是多次的修改对象,也可能使library cache的内容被标记为invalid,从而造成reload-to-pins值增大。在v$librarycache中的invalidations 字段显示了标记为invalid的次数。注意:analyze语句可用使标记为invalid。
sql>select namespace, pins, reloads, invalidations from v$librarycache;
可以查询v$shared_pool_advice查看oracle建议使用共享内存,也可以通过oracle 的OEM查看共享内存图。

6)与缓冲的执行计划的相关的view:
**  动态性能视图v$sql_plan可用于查看缓冲了的cursor的的执行计划信息,它比plan_table表还多7个字段,两者中的相同字段的值是一 致的。此外在v$sql视图中添加了一个字段plan_hash_value,它为一个hash值,用于匹配执行计划。与v$sqltext、 v$sql_plan、v$sqlarea中的hash_value字段对应。

7)测试applications:对应已经存在的application,先分配一个较大的shared_pool_size,开启应用,计算当前使用的共享内存:
select sum(sharable_mem)
    from v$db_object_cache 
where type=’PACKAGE’ or type=’PACKAGE BODY’
    type = ‘FUNCTION’ or type = ‘PROCEDURE’;

对于相关的SQL语句,需要通过v$SQLAREA查询:
select sum(sharable_mem) from v$sqlarea where executions>5;

此外,也可以假设在每个user每打开一个cursor将增加250 bytes。这可以测试application在高峰期的shared pool的占用:
select sum(250* users_opening) from v$sqlarea;
在测试环境中,可以根据user的多少来估算打开的cursors数量。
select 250 * value bytest_per_user
     from v$sesstat s, v$statname n
     where s.statistic# = n.statistic# and n.name = ‘opened cursors current’ and s.sid=15;
这样,在理想情况下,application中将占用的library cache大约是上述的总和加上少量的动态SQL。
8)large memory的存在必要性在于满足较大的连续内存的需求,可以通过large_pool_size和 shared_pool_reservered_size来设置。一般会建议将其设置为shared_pool_size 的10%,如果设置为50%或以上,系统将报错。
通过视图v$shared_pool_reserved可以帮助tuning其大小。其中最好的目标是设置使request_misses(由于 large mem不足,通过LRU实现的flush)的长期统计结果接近0。还有一个procedure工具 dbms_shared_pool.aborted_request_threshold,用于限制shared pool在出现ORA-4031之前被flush
对于其调节:如果v$shared_pool_reserved中的request_misses值不为0并且不断增加,需要考虑增加 shared_pool_reserved_size;如果request_misses为0,并且free_memory=>50%,考虑减少 shared_pool_reserved_size;v$shared_pool_reserved中的request_failures(显示了没有 memory用于满足请求)>0并不断增加,可以适当考虑减小shared_pool_reserved_size或增大 shared_pool_size。
9)将large object保存在内存中。
通过下面的语句可以查看在内存中已经cache了那些对象:
select * from v$db_object_cache
    where sharable_mem > 10000 and (type=’PACKAGE’ or type = ‘PACKAGE BODY’ or
        type = ‘FUNCTION’ or type = ‘PROCEDURE’) and kept = ‘NO’;
需要被pin入内存中的对象主要有:常用的较大的存储对象,如standard、diutil包;编译的常用的triggers;sequences。最 好在开机时就将其pin入内存中(我以为这里可以编写适当的开机trigger)。这样,既是使用命令alter system flush shared_pool时,也不会讲这些object flush掉。
具体pin对象到内存的方法可以使用DBMS_SHARED_POOL.keep存储过程。可以用unkeep方法解除其pin状态。
10)对于匿名pl/sql块:可以先在视图v$sqlarea中找到相应的sql_text,并将其适当的改为packaged Functions来执行。
select sql_text from v$sqlarea where command_type = 47 and length(sql_text) > 500;
此外,可以适当的将这些匿名的PL/SQL blocks pin入内存,如下:
declare /* KEEP_ME */ x number;
    begin x := 5;
end;
select address, hash_value from v$sqlarea where command_type = 47 and sql_text like ‘%KEEP_ME%’;
execute dbms_shared_pool.keep(‘address, hash_value’);
11)其他影响library pool的参数
**  open_cursors:此参数定义了user进程可分配到的私有SQL area中可以引用的cursor的数量。这些私有SQL area将一直存在,直到cursor被关闭。所以应用中应该及时关闭不用的cursor。
**  cursor_space_for_time:其为Boolean值,默认为false,如果设置为true,则共享 SQL areas中将不会把其标识为过期,直到其被关闭。不要将其设置为true,除非v$librarycache中的reload始终保持0时再考虑。当应 用中使用了form或大量的动态SQL,应设置为false。
**  session_cached_cursors:此参数用于同一个user会经常解析同一个sql的情况。这会经常出现在form的应用中。当设置了该值,会将关闭的游标的解析仍然cache在内存中,用于后面的软解析。
为了验证设置是否恰当,可以查证v$sesstat中的”session cursor cache hits”和”parse count”的值,如果parses 结果的hits比较小,则考虑增加该值,但是,其增加的开支来自于memory。

3、data dictionary cache及其术语、tuning:
1)了解一些术语:
gets:对某object请求的总次数;
getmisses:显示了data请求造成cache misses的次数
当instance被刚刚startup时,dictionary cache中是空的,所以任何sql都会引起getmisses的增加,但是随着大量data被读入cache,getmisses也会减少。最终,将达到一个稳定的平衡状态。
对data dictionary的调节只能通过间接的调节shared_pool_size。
诊断data dictionary的工具有:
**  视图v$rowcache:主要需要关注的字段是parameter、gets和getmisses
**  在statspack的report中,有相关的内容,其中每个数据字典项的misses的百分比大多数应该< 2%,整个Dictionary Cache应该< 15%。report中的cache usage是cache的实体被使用的次数。
sql>select 1-sum(getmisses)/sum(gets) "dta dic hitration" from v$rowcache;
pct SGA是用于data dictionary cache的SGA的比率。
查看getmisses比gets的总比率的方法:
select parameter, gets, getmisses from v$rowcache where parameter=’dc_objects’ or parameter=’dc_synonyms’;
应尽量将该比率降低到<15%的情况。否则,考虑增加shared_pool_size。

4、UGA和Oracle shared Server
在不同的Oracle Server模式下,UGA的位置也不同,具体如下图:

 如果使用的Oracle Shared Server模式,并且没有设置large pool,则user的session data和cursor state将存储在shared pool中,而非dedicated Server模式中的PGA中。sort area和private SQL area包含在session data中。在这种模式的Server中应增加shared_pool_size,PGA将变小。
相关的查询:
select sum(value) || ‘ bytes’ “total session memory” from v$mystat, v$statname
    where v$statname.name=’session uga memory’ and v$mystat.statistic#=v$statname.statistic#;
select sum(value) || ‘ bytes’ “total session memory” from v$sesstat, v$statname
    where v$statname.name=’session uga memory’ and v$sesstat.statistic#=v$statname.statistic#;
select sum(value) || ‘ bytes’ “total session memory” from v$mystat, v$statname
    where v$statname.name=’session uga memory max’ and v$mystat.statistic#=v$statname.statistic#;

5、Large Pool
它是在shared_pool_size之外被分配的,设置它的主要好处在于:
1.它可以用于给I/O服务器进程(dbwr_io_salves,操作系统不支持异步IO,用它来模拟异步)
2.backup、resort进程提供所需的较大的内存,
3.共享服务器的会话内存
4.并行查询消息处理
从而降低shared pool产生碎片的可能及其带来的开支。
它的大小由参数large_pool_size决定。
sql>show parameter large_pool_size
它的使用情况:
sql>select * from v$sgastat where pool='large pool'

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