Oracle数据库系统调优方法

数据库，简而言之可视为电子化的文件柜——存储电子文件的处所，用户可以对文件中的数据进行新增、截取、更新、删除等操作。所谓“数据库”是以一定方式储存在一起、能与多个用户共享、具有尽可能小的冗余度、与应用程序彼此独立的数据集合。

Oracle 数据库广泛应用在社会的各个领域，特别是在Client/Server模式的应用，但是应用开发者往往碰到整个系统的性能随着数据量的增大显着下降的问题，为了解决这个问题，从以下几个方面：数据库服务器、网络I/O、应用程序等对整个系统加以调整，充分发挥Oracle的效能，提高整个系统的性能。
    1 调整数据库服务器的性能
    Oracle数据库服务器是整个系统的核心，它的性能高低直接影响整个系统的性能，为了调整Oracle数据库服务器的性能，主要从以下几个方面考虑：
    1.1 调整
    操作系统以适合Oracle数据库服务器运行
    Oracle数据库服务器很大程度上依赖于运行服务器的操作系统，如果操作系统不能提供最好性能，那么无论如何调整，Oracle数据库服务器也无法发挥其应有的性能。
    1.1.1 为Oracle数据库服务器规划系统资源
    据已有计算机可用资源, 规划分配给Oracle服务器资源原则是：尽可能使Oracle服务器使用资源最大化,特别在Client/Server中尽量让服务器上所有资源都来运行Oracle服务。
    1.1.2 调整计算机系统中的内存配置
    多数操作系统都用虚存来模拟计算机上更大的内存，它实际上是硬盘上的一定的磁盘空间。当实际的内存空间不能满足应用软件的要求时，操作系统就将用这部分的磁盘空间对内存中的信息进行页面替换，这将引起大量的磁盘I/O操作，使整个服务器的性能下降。为了避免过多地使用虚存，应加大计算机的内存。
    1.1.3 为Oracle数据库服务器设置操作系统进程优先级
    不要在操作系统中调整Oracle进程的优先级，因为在Oracle数据库系统中，所有的后台和前台数据库服务器进程执行的是同等重要的工作，需要同等的优先级。所以在安装时，让所有的数据库服务器进程都使用缺省的优先级运行。
    1.2 调整内存分配
    Oracle数据库服务器保留3个基本的内存高速缓存，分别对应3种不同类型的数据：库高速缓存，字典高速缓存和缓冲区高速缓存。库高速缓存和字典高速缓存一起构成共享池，共享池再加上缓冲区高速缓存便构成了系统全程区(SGA)。SGA是对数据库数据进行快速访问的一个系统全程区，若SGA本身需要频繁地进行释放、分配，则不能达到快速访问数据的目的，因此应把SGA放在主存中，不要放在虚拟内存中。内存的调整主要是指调整组成SGA的内存结构的大小来提高系统性能，由于Oracle数据库服务器的内存结构需求与应用密切相关，所以内存结构的调整应在磁盘I/O调整之前进行。
    1.2.1 库缓冲区的调整
    库缓冲区中包含私用和共享SQL和PL/SQL区，通过比较库缓冲区的命中率决定它的大小。要调整库缓冲区，必须首先了解该库缓冲区的活动情况，库缓冲区的活动统计信息保留在动态性能表v$librarycache数据字典中，可通过查询该表来了解其活动情况，以决定如何调整。
    1.2.2 数据字典缓冲区的调整
    数据字典缓冲区包含了有关数据库的结构、用户、实体信息。数据字典的命中率，对系统性能影响极大。数据字典缓冲区的使用情况记录在动态性能表v$librarycache中，可通过查询该表来了解其活动情况，以决定如何调整。
    1.2.3 缓冲区高速缓存的调整
    用户进程所存取的所有数据都是经过缓冲区高速缓存来存取，所以该部分的命中率，对性能至关重要。缓冲区高速缓存的使用情况记录在动态性能表v$sysstat中，可通过查询该表来了解其活动情况，以决定如何调整。
    2 调整 Client/Server 模式下的网络 I/O
    Client/Server环境中的应用处理是分布在客户应用程序和数据库服务程序之间的。在 Client/Server环境中Client与Server之间的网络I/O是整个系统性能提高的瓶颈，一个客户应用程序引起的网络I/O越少，应用及整个系统的性能越好。减少网络I/O的最重要的一条原则：将应用逻辑集中在数据库服务器中。

2.1 使用Oracle数据库的完整约束性
    当为应用建表时，应当为一些有特殊要求的数据加上适当的完整性约束，这样就能实现由数据库本身而不是应用程序来约束数据符合一定的条件。数据库服务器端的完整约束的执行操作是在比SQL语句级别更低的系统机制上优化，它与客户端无关，只在服务器中运行，不需在Client 端和Server端之间传递SQL语句，有效地减轻网络I/O负担。
    2.2 使用数据库触发器
    完整约束性只能实现一些较简单的数据约束条件，对一些较复杂的事物处理规则就无能为力，这时最好不要在应用程序中实施复杂的程序控制，而是应当采用数据库触发器来实施复杂的事物规则。数据库触发器能实现由数据库本身，而不是应用程序，来约束数据符合复杂的事物处理规则，并且容易创建，便于管理，避免大量的网络I/O。
    2.3 使用存储过程、存储函数和包
    Oracle的存储过程和存储函数是命名的能完成一定功能并且存储在Server端的PL/SQL的集合。包是一种把有关的过程和函数组织封装成一个数据库程序单元的方法。它们相对于应用程序的过程、函数而言，把SQL命令存储在Server端。使用存储过程和存储函数，应用程序不必再包含多个网络操作的SQL语句去执行数据库服务器操作，而是简单调用存储过程和存储函数，在网络上传输的只是调用过程的名字和输出结果，这样就可减少大量的网络I/O。
    3 应用程序的调整
    3.1 SQL语句的优化
    SQL语句的执行速度，可以受很多因素的影响而变化。但主要的影响因素是：驱动表、执行操作的先后顺序和索引的运用。可以由很多不同的方法间接地改变这些因素，以达到最优的执行速度。这里主要探讨当对多个表进行连接查询时应遵循的优化原则：
    3.2 建立和使用视图、索引
    利用视图可以将基表中的列或行进行裁减、隐藏一部分数据，并且能够将涉及到多个表的复杂查询以视图的方式给出，使应用程序开发简洁快速。利用索引可以提高查询性能，减少磁盘 I/O，优化对数据表的查询，加速SQL语句的执行。但任何时候建立索引都能提高性能，何时建立索引应当遵循以下原则：该表常用来在索引列上查询，该表不常更新、插入、删除等操作，查询出来的结果记录数应控制在原表的2%～4%。
    3.3 使用 Oracle 的数组接口
    当一个客户应用程序插入一行或用一个查询来向服务器请求某行时，不是发送具有单个行的网络包，而是采用数组处理，即把要插入的多个行或检索出的多个行缓冲在数组中，然后通过很少的几个包就可在网上传送这些数组。例如，一个给定的Select语句返回2000行数据，每行平均大小为40个字节，数据包的大小为4kB，而数组大小参数(arraysize)设置为20 ，则需从服务器发送100个数据包到客户机。如果简单地把(arraysize)设置为2000，那么同样的操作只需要传送 20个数据包。这样就减少了网络的传输量，提高了所有应用的性能。
    4 总结
    我们在开发应用程序时，遵循上述的方法和原则，对系统进行调整，收到了令人满意的效果。但是应当指出，由于客户机、网络、服务器这3个相互依存的组成部分都必须调整和同步才能产生最佳的性能，因此还应根据系统的具体情况，具体分析和调整。

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