ORA-00604和ORA-04031导致数据库实例宕机

问题描述
某用户数据库数据库突然宕机，查看日志发现宕机前大量出现如下错误：

Errors in file /u01/oracle/admin/orcl/bdump/orcl2_smon_14347.trc:
ORA-00604: Message 604 not found; No message file for product=RDBMS, facility=ORA; arguments: [2]
ORA-04031: Message 4031 not found; No message file for product=RDBMS, facility=ORA; arguments: [32] [shared pool] [select /*+ rule */ bucket_cn...] [sql area] [tmp]
Thu Nov 12 15:43:54 2015
Errors in file /u01/oracle/admin/orcl/bdump/orcl2_smon_14347.trc:
ORA-00604: Message 604 not found; No message file for product=RDBMS, facility=ORA; arguments: [2]
ORA-04031: Message 4031 not found; No message file for product=RDBMS, facility=ORA; arguments: [32] [shared pool] [select /*+ rule */ bucket_cn...] [sql area] [tmp]
Thu Nov 12 15:43:55 2015
WARNING: inbound connection timed out (ORA-3136)
Thu Nov 12 15:43:56 2015
WARNING: inbound connection timed out (ORA-3136)
Thu Nov 12 15:43:58 2015
WARNING: inbound connection timed out (ORA-3136)
Thu Nov 12 15:43:59 2015
Errors in file /u01/oracle/admin/orcl/bdump/orcl2_smon_14347.trc:
ORA-00604: Message 604 not found; No message file for product=RDBMS, facility=ORA; arguments: [2]
ORA-04031: Message 4031 not found; No message file for product=RDBMS, facility=ORA; arguments: [32] [shared pool] [select /*+ rule */ bucket_cn...] [sql area] [tmp]
Thu Nov 12 15:44:00 2015
Errors in file /u01/oracle/admin/orcl/bdump/orcl2_smon_14347.trc:
ORA-00604: Message 604 not found; No message file for product=RDBMS, facility=ORA; arguments: [2]
ORA-04031: Message 4031 not found; No message file for product=RDBMS, facility=ORA; arguments: [32] [shared pool] [select /*+ rule */ bucket_cn...] [sql area] [tmp]
Thu Nov 12 15:44:00 2015
WARNING: inbound connection timed out (ORA-3136)
Thu Nov 12 15:44:01 2015
Errors in file /u01/oracle/admin/orcl/bdump/orcl2_smon_14347.trc:
ORA-00604: Message 604 not found; No message file for product=RDBMS, facility=ORA; arguments: [2]
ORA-04031: Message 4031 not found; No message file for product=RDBMS, facility=ORA; arguments: [32] [shared pool] [select /*+ rule */ bucket_cn...] [sql area] [tmp]
Thu Nov 12 15:44:02 2015
WARNING: inbound connection timed out (ORA-3136)
Thu Nov 12 15:44:02 2015
Errors in file /u01/oracle/admin/orcl/bdump/orcl2_smon_14347.trc:

这里 ORA-04031 很清楚地表示出来，是在向shared pool申请内存时失败。
shared pool内存申请（分配）失败，通常有如下的几种可能：

• shared pool过小，比如在SGA Manual Management方式下，shared pool设置过小。比如一套数千连接的大系统，shared pool只设置了几百M。这种情况下，要解决问题很解单，增加shared pool的大小即可。
• 应用没有使用绑定变量，硬解析非常多，导致shared pool内存碎片严重，分配大块内存时不能获得连续的内存空间。硬解析多的一个变种是虽然使用了绑定变量，但是由于某种原因，Cursor不能共享，导致 Child Cursor非常多。实际上，如果shared pool较大（比如数GB大小），这种问题还是很少出现的，并且出现也通常出现在申请大块内存时。这种情况如果使用alter system flush shared_pool可以暂时缓解问题。但是这条命令又通常不适用于shared pool较大而且比较繁忙的系统。使用绑定变量
• Cache的cursor很多，同时cursor_space_for_time这一参数设置为TRUE，可能会使shared pool碎片化严重，导致不能分配到大块的连续内存。
• Oracle的BUG导致内存泄露，比如在一些版本中查询v$segment_statistics这样的视图导致内存泄露，使shared pool内存耗光。同样的情形还有类似于“obj stat memory”,”gcs resources”,”ges resources”等。通常这类内存为perm类型（permanet），这类内存通常是在分配时就确定了固定的用途，不能用于其他用途，因此极容易产生碎片。
• Oracle从9i开始，根据shared pool的大小将shared pool分为多个子池（subpool)，每个子池有独立的free list，同时在分配时单独管理（有其独立 的shared pool latch）。Oracle的BUG或者说是内存分配策略缺陷导致某一类shared pool的内存分配只在一个子池(subpool)中，即多个子池的使用极不均衡，导致向那个使用得最多的子池申请内存时失败。报错信息中的”sga heap(3,0)”即指明是在第3个子池申请内存时失败。本文案例中的ORA-04031错误其产生的原因可以归结为Oracle对shared pool的分配/使用策略问题。
• 操作系统内存不足，这只会出现在shared pool的使用还没有达到最大值时才会出现，并且在操作系统都有swap的情况下，只有部分操作系统才可能有这种情况，比如在HP-UX下，reserved 内存过多导致swap满。
• 其他原因，多数是因为BUG。
  

解决方法
根据问题分析，可以尝试2种方式解决：1.分配更大的共享池（根据awr报告建议来设置）；2.定期刷新共享池，避免过多的碎片（可能存在解析风险）