oracle体系结构三部曲之内存结构

  还是想唠叨一下，要想把oracle体系结构学深学透，必须结合备份与恢复的实验及原理去学，这个我在后续也会写相应的blog。在这里我在介绍内存结构时，只是做些基础性的了解。

  我们先看两个容易混淆的概念。SID和ORACLE_SID，其实吧，这两个没啥本质的区别。若真个想分一分的话。那么，SID是站点标识符，也即会话标识符，他和$ORACLE_HOME一起唯一标识了一个SGA；而ORACLE_SID则可以认为是实例名，通过v$instance的字段instance_name查出。

  当DBA安装oracle软件时，针对os首先会辨别是32位还是64位，而这32位和64位又是代表什么意思呢？简单来说，就是CPU对于内存最大的支持范围。32位的CPU最大支持4G内存。如果oracle运行在32位linux上时，其默认SGA无法超过1.7G.

  实例是由参数文件创建出来的，存在于操作系统的内存中。linux上有两条命令可以检查实例是否开启：
  ps -ef|grep ora_  --检查后台进程是否开启；
  ipcs -m|grep ora  --检查SGA是否分配

  在我的磁盘上，有3个数据库.任何时刻我都只有一个实例，但有多个数据库，在任何时间点上只能访问其中的一个数据库。当一台服务器上有多个实例运行时，每个实例都有一个自己专用的SGA。

  每个oracle实例都有一个被oracle进程所共享的内存结构，称之为SGA。当实例打开后，各个内存区会依照最少的需求分配所需的大小。在ora10g使用自动SGA内存管理（ASMM:automatic shared memory management)时，只需把SGA_TARGET参数设置为所需的大小便可，其后会根据工作负载自动扩展每个内存块的大小。在SGA中，空间的最小分配单位是颗粒。它由sga_max_size决定，当sga的总和小于128m时，颗粒为4m，当sga大于128m时，颗粒为16m。

  下面我们来看看主要的SGA组件。
  database_buffer_cache

  缓冲区缓存中的块实质上在一个位置上管理，但有两个不同的列表指向这些块：
  脏块列表：其中的块需要DBWn写入磁盘
  非脏块列表：8.0以前的版本是LRU算法，之后采用接触计数算法，如果命中缓存中的一个块，则会增加与之相关联的计数器。块缓冲区不再像以前那样移到块列表的最前面，而是原地留在块列表中，只是递增它的接触计数。不过，一段时间，块会在列表中“移动”。例如，脏块由脏列表指向，过一段时间要重用块时，如果缓冲区已满，就要将接触计数较小的某个块释放，换由非脏块列表来指向。

  缓冲区缓存允许有不同的块大小。可以通过设置DB_nK_CACHE_SIZE参数，并重启数据库。但前提要注意SGA的大小。如果采用扩大的方法，比如，你的SGA大小是128m，你想再为缓冲区增加另外的64m，就必须把SGA_MAX_SIZE设置为192m或者更大。另外，你也可以采用收缩的办法，即缩小DB_CACHE_SIZE，因为9i之后，database_buffer_cache的大小可以直接修改参数db_cache_size,那么：
  show parameter db_cache_size; --看一下目前有多大
  alter system set db_cache_size=xxm; --将其缩小
  alter system set db_16k_cache_size=xxm; --设置16k的数据块大小的缓冲区缓存
  这样我在database_buffer_cache中就有两种数据块大小了。这两个缓存是互斥的。只是为了可传输表空间。比如，OLTP和OLAP就可以共存于一个数据库中。
 
  cache hit（缓存命中）：用户请求查询时，oracle在缓冲区缓存找到用户所需的数据时，就直接从缓冲区返回给用户。如果在缓冲区找不到，则称之为cache miss（缓存失误）。
  database_buffer_cache命中率公式是
  cache hit ratio=1-(physical reads/(db block gets+consistent gets))
  db block gets:是指DML语句所得到的数据块个数
  consistent gets：是指select语句所得到的数据块个数
  logical reads：将db_block gets与consistent gets相加得到的数据块个数。
  physical reads：从硬盘上读出的数据
  hit ratio最好大于90%

  database_buffer_cache中包含三种不同性质的缓存：
  dirty buffer：已修改，但尚未写入数据库的数据
  free buffer：这里的内容和数据文件的内容一模一样，也就是这些buffer已经写入数据库内了，随时可以拿来覆盖使用。
  pinned buffer：正在被使用的buffer

  可以把database_buffer_cache却分为三种不同性质的分区：
  回收池：放在回收池的数据，只在事务还存在时才会被用到，一旦事务结束，就会被释放掉。
  保留池：频繁重复用到的数据
  默认池：没有指定时，数据就会被放在默认池。

  shared pool
  设计共享池是为了重用查询计划.破坏共享池，最容易的办法是不使用绑定变量。oracle提供一个参数cursor_sharing可对sql语句做强制绑定变量，其中有个参数值叫similar。在10g中，shared_pool_size参数控制了共享池的大小。里面的主要主件是库缓存和字典缓存。对于这两个的关系，参见的我的博客：http://blog.csdn.net/linwaterbin/article/details/7651038
  在共享池内分析sql语句可分为hard parse和soft parse，。当sql语句一进入oracle数据库时，oracle首先会检查一下共享池有没有完全相同的sql语句，如果没有，就会进行parse作业；如果有，就会跳过parse，只检查用户权限等。
  可以使用dbms_shared_pool.keep(两个参数），把sql强制留在shared pool里面。
  1）先找出sql语句的相对位置：
     select address，hash_value from v$sqlarea where sql_text='......';
  2）将位置保留在共享池内：
     exec dbms_shared_pool.keep('address','类型‘）；

  redo log buffer
  重做日志缓冲区的默认大小由log_buffer参数控制，这个区的最小大小取决于os。将log_buffer设置为1，再重启数据库就可以知道最小值。重做日志缓冲区的空间划分为多个块，这些块基本上都是512k。 
  和这个区相关的概念，最重要的是检查点机制。即：DBWn会去检查某些redo entry是否已经写入redo log file。检查点机制是避免在数据库恢复时，读取的redo信息太多，导致恢复的时间过长。大体的检查点机制有以下几个步骤：
  1）取当前的SCN号为检查点SCN。
  2）检查相关的redo entry是否写入online redo log file
  3）如果写入，则DBWn会把redo保护的dirty buffer flush到磁盘
  4）如果没有，则DBWn会去通知LGWR来写，然后，自己再写
  5）CKPT更新控制文件和数据文件的文件头
  而触发检查点的事件有很多，比如：日志却，；fast_start_mttr_target等