如何解决ORA-04031 错误

1.和共享池(shared pool)相关的实例参数

2.诊断ORA-04031 错误

3.解决ORA-04031 错误

        • 已知的Oracle BUG
        • 共享池碎片
        --        o V$SQLAREA 视图
        --        o X$KSMLRU 视图
        • 小的共享池尺寸
        --        o 库高速缓冲(library cache)命中率
        --        o 共享池大小的计算

4.对ORA-04031 的高级分析

诊断并解决ORA-04031 错误

对于大多数应用来说，共享池的大小对于Oracle 性能来说都是很重要的。共享池中保存数据字典高速缓冲
和完全解析或编译的的PL/SQL 块和SQL 语句。

当我们在共享池中试图分配大片的连续内存失败的时候，Oracle 首先刷新池中当前没使用的所有对象,使空
闲内存块合并。如果仍然没有足够大单个的大块内存满足请求,就会产生ORA-04031 错误。
当这个错误出现的时候你得到的错误信息如下:

Error: ORA 4031
Text: unable to allocate %s bytes of shared memory (%s,%s,%s)
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Cause: More shared memory is needed than was allocated in the shared pool.
Action: Either use the dbms_shared_pool package to pin large packages, reduce your use of
shared memory, or increase the amount of available shared memory by increasing the value of
the init.ora parameter "shared_pool_size".

1.共享池相关的实例参数

在继续之前，理解下面的实例参数是很重要的:

    • SHARED_POOL_SIZE – 这个参数指定了共享池的大小，单位是字节。可以接受数字值或者数
      字后面跟上后缀"K" 或 "M" 。"K"代表千字节, "M"代表兆字节。

    • SHARED_POOL_RESERVED_SIZE – 指定了为共享池内存保留的用于大的连续请求的共享池
      空间。当共享池碎片强制使Oracle 查找并释放大块未使用的池来满足当前的请求的时候，这个参
      数和SHARED_POOL_RESERVED_MIN_ALLOC 参数一起可以用来避免性能下降。

      这个参数理想的值应该大到足以满足任何对保留列表中内存的请求扫描而无需从共享池中刷新对
      象。既然操作系统内存可以限制共享池的大小，一般来说，你应该设定这个参数为
      SHARED_POOL_SIZE 参数的 10% 大小。

    • SHARED_POOL_RESERVED_MIN_ALLOC –这个参数的值控制保留内存的分配。如果一个足
      够尺寸的大块内存在共享池空闲列表中没能找到，内存就从保留列表中分配一块比这个值大的空
      间。默认的值对于大多数系统来说都足够了。如果你加大这个值，那么Oracle 服务器将允许从这
      个保留列表中更少的分配并且将从共享池列表中请求更多的内存。这个参数在Oracle 8i 是隐藏
      的。

2.诊断ORA-04031 错误
      ORA-04031 错误通常是因为库高速缓冲中或共享池保留空间中的碎片。 在加大共享池大小的时
      候考虑调整应用使用共享的SQL 并且调整如下的参数：

SHARED_POOL_SIZE,
SHARED_POOL_RESERVED_SIZE,
SHARED_POOL_RESERVED_MIN_ALLOC.

首先判定是否ORA-04031 错误是由共享池保留空间中的库高速缓冲的碎片产生的。提交下的查
询：

SELECT free_space, avg_free_size,used_space,
avg_used_size,request_failures, last_failure_size
FROM v$shared_pool_reserved;

如果:
REQUEST_FAILURES > 0 并且
LAST_FAILURE_SIZE > SHARED_POOL_RESERVED_MIN_ALLOC

那么ORA-04031 错误就是因为共享池保留空间缺少连续空间所致。
要解决这个问题,可以考虑加大SHARED_POOL_RESERVED_MIN_ALLOC 来降低缓冲进共
享池保留空间的对象数目,并增大 SHARED_POOL_RESERVED_SIZE 和
SHARED_POOL_SIZE 来加大共享池保留空间的可用内存。

如果：
REQUEST_FAILURES > 0 并且
LAST_FAILURE_SIZE < SHARED_POOL_RESERVED_MIN_ALLOC
或者
REQUEST_FAILURES 等于0 并且
LAST_FAILURE_SIZE < SHARED_POOL_RESERVED_MIN_ALLOC

那么是因为在库高速缓冲缺少连续空间导致ORA-04031 错误。

第一步应该考虑降低SHARED_POOL_RESERVED_MIN_ALLOC 以放入更多的对象到共享池
保留空间中并且加大SHARED_POOL_SIZE。


3.解决ORA-04031 错误

• ORACLE BUG
要解决这个错误(如果可以称得上错误的话）,进行的诊断的第一步是在你的平台上使用最新的补丁集。
大多数的ORA-04031错误都和BUG 相关，可以通过使用这些补丁来避免。

下面表中总结和和这个错误相关的最常见的BUG，可能的环境和修补这个问题的补丁。
PHP code:--------------------------------------------------------------------------------
BUG-----------------描述-------------------------------－Workaround-----------------Fixed

<Bug:1397603>       ORA-4031 / SGA memory leak of       _db_handles_cached = 0      8.1.7.2
                    PERMANENT memory occurs for                                     901
                    buffer handles.
            
<Bug:1640583>       ORA-4031 due to leak / cache buffer Not available               8171/901
                    chain contention from AND-EQUAL
                    access

<Bug:1318267>       INSERT AS SELECT statements may     _SQLEXEC_PROGRESSION_COST=0 8171,8200
                    not be shared when they should be
                    if TIMED_STATISTICS. It can lead
                    to ORA-4031


<Bug:1193003>       Cursors may not be shared in 8.1    Not available                8162,8170,901
                    when they should be.--------------------------------------------------------------------------------
共享池结构中的一些BUG 会引起这个错误，不过通常大量的共享的SQL/PLSQL 语句也会引起
这个错误。一旦打过了最新的补丁，在遇到这个问题的时候我们强烈推荐调整数据库和应用。

要得到已知的BUG 的完整信息，可以参考：<Note:62143.1>: Main issues affecting the Shared
Pool on Oracle 7 , Oracle8 and Oracle8i。


• 共享池碎片
  每一次，需要被执行的SQL 或者PL/SQL 语句的解析形式载入共享池中都需要一块特定的连续
  的空间。数据库要扫描的第一个资源就是共享池中的空闲可用内存。一旦空闲内存耗尽，数据库
  要查找一块已经分配但还没使用的内存准备重用。如果这样的确切尺寸的大块内存不可用，就继
  续按照如下标准寻找：

◇ 大块(chunk)大小比请求的大小大
◇ 空间是连续的
◇ 大块内存是可用的(而不是正在使用的)

这样大块的内存被分开，剩余的添加到相应的空闲空间列表中。当数据库以这种方式操作一段时
间之后，共享池结构就会出现碎片。

当共享池存在碎片的问题,分配一片空闲的空间就会花费更多的时间,数据库性能也会下降(整个操
作的过程中，"chunk allocation"被一个叫做"shared pool latch" 的闩所控制) 或者是出现
ORA-04031 错误errors (在数据库不能找到一个连续的空闲内存块的时候)。

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参考 <Note:61623.1>: 可以得到关于共享池碎片的详细讨论。
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如果SHARED_POOL_SIZE 足够大，大多数的 ORA-04031 错误都是由共享池中的动态SQL
碎片导致的。可能的原因如下：

◇非共享的SQL
◇生成不必要的解析调用 (软解析)
◇没有使用绑定变量

要减少碎片的产生你需要确定是前面描叙的几种可能的因素。可以采取如下的一些方法，当然不
只局限于这几种: 应用调整、数据库调整或者实例参数调整。

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请参考 <Note:62143.1>，描述了所有的这些细节内容。这个注释还包括了共享池如何工作的细节。
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下面的视图有助于你标明共享池中非共享的SQL/PLSQL：

• V$SQLAREA 视图

这个视图保存了在数据库中执行的SQL 语句和PL/SQL 块的信息。下面的SQL 语句可以
显示给你带有literal 的语句或者是带有绑定变量的语句：

SELECT substr(sql_text,1,40) "SQL", count(*) , sum(executions) "TotExecs"
FROM v$sqlarea
WHERE executions < 5
GROUP BY substr(sql_text,1,40)
HAVING count(*) > 30
ORDER BY 2;

注意: 语句Having 中的 "30"数值可以根据需要调整以得到更为详细的信息。

• X$KSMLRU 视图
有一个固定表x$ksmlru 跟踪共享池中导致其它对象换出(age out)的应用。这个固定表可
以用来标记是什么导致了大的应用。

如果很多对象在共享池中都被阶段性的刷新可能导致响应时间问题并且有可能在对象重载
入共享池中的时候导致库高速缓冲闩竞争问题。

关于这个x$ksmlru 表的一个不寻常的地方就是如果有人从表中选取内容这个表的内容就
会被擦除。这样这个固定表只存储曾经发生的最大的分配。这个值在选择后被重新设定这
样接下来的大的分配可以被标记，即使它们不如先前的分配过的大。因为这样的重置，在
查询提交后的结果不可以再次得到，从表中的输出的结果应该小心的保存。
监视这个固定表运行如下操作：

SELECT * FROM X$KSMLRU WHERE ksmlrsiz > 0;

在Oracle8i 中这个表不能被SYS用户之外的用户所选取。

• 小的共享池尺寸

最后,一个小的共享池可以导致ORA-04031 错误, 不过在碎片真正的是个问题的时候增大
共享池的大小的时候要小心。在错误发现的时候通常有延迟现象，不过当在大的共享池的
碎片中找到一片空闲的内存会加大对性能的影响。

下面的信息将有助于你调整共享池的大小：

库高速缓冲命中率
命中率有助于你衡量共享池的使用，基于多少次SQL/PLSQL 需要被解析而不是
重用。下面的SQL 语句有助于你计算库高速缓冲的命中率：

SELECT SUM(PINS) "EXECUTIONS",
SUM(RELOADS) "CACHE MISSES WHILE EXECUTING"
FROM V$LIBRARYCACHE;

如果misses 比上executions 大于1%, 那就应该尝试着通过加大共享池来减少库高速缓冲
的丢失。

Shared Pool Size Calculation
要计算最适合当前工作负荷的共享池大小，参考：
<Note:1012046.6>: HOW TO CALCULATE YOUR SHARED POOL SIZE.

4.对ORA-04031 的高级分析

如果使用如上的解决办法，这个错误仍然出现，在initSID.ora 文件中设定如下的事件并重新启
动实例：

event = "4031 trace name errorstack level 3"

会在下一次错误发生的时候产生一个跟踪文件。