Oracle調優(yōu)綜述

前言

在過(guò)去的十年中， Oracle 已經(jīng)成為世界上最專(zhuān)業(yè)的數據庫之一。對于 IT 專(zhuān)家來(lái)說(shuō)，就是要確保利用 Oracle 的強大特性來(lái)提高他們公司的生產(chǎn)力。最有效的方法之一是通過(guò) Oracle 調優(yōu)。它有大量的調整參數和技術(shù)來(lái)改進(jìn)你的 Oracle 數據庫的性能。

Oracle 調優(yōu)是一個(gè)復雜的主題。關(guān)于調優(yōu)可以寫(xiě)整整一本書(shū)，不過(guò)，為了改善 Oracle 數據庫的性能，有一些基本的概念是每個(gè) Oracle DBA 都應該遵從的。

在這篇簡(jiǎn)介中，我們將簡(jiǎn)要地介紹以下的 Oracle 主題：

外部調整：我們應該記住 Oracle 并不是單獨運行的。因此我們將查看一下通過(guò)調整 Oracle 服務(wù)器以得到高的性能。

Row re-sequencing 以減少磁盤(pán) I/O ：我們應該懂得 Oracle 調優(yōu)最重要的目標是減少 I/O 。

Oracle SQL 調整。 Oracle SQL 調整是 Oracle 調整中最重要的領(lǐng)域之一，只要通過(guò)一些簡(jiǎn)單的 SQL 調優(yōu)規則就可以大幅度地提升 SQL 語(yǔ)句的性能，這是一點(diǎn)都不奇怪的。

調整 Oracle 排序：排序對于 Oracle 性能也是有很大影響的。 

調整 Oracle 的競爭：表和索引的參數設置對于 UPDATE 和 INSERT 的性能有很大的影響。

我們首先從調整 Oracle 外部的環(huán)境開(kāi)始。如果內存和 CPU 的資源不足的話(huà)，任何的 Oracle 調整都是沒(méi)有幫助的。

外部的性能問(wèn)題

Oracle 并不是單獨運行的。 Oracle 數據庫的性能和外部的環(huán)境有很大的關(guān)系。這些外部的條件包括有：

． CPU--CPU 資源的不足令查詢(xún)變慢。當查詢(xún)超過(guò)了 Oracle 服務(wù)器的 CPU 性能時(shí)，你的數據庫性能就受到 CPU 的限制。 

．內存 -- 可用于 Oralce 的內存數量也會(huì )影響 SQL 的性能，特別是在數據緩沖和內存排序方面。 

．網(wǎng)絡(luò ) -- 大量的 Net8 通信令 SQL 的性能變慢。

許多新手都錯誤的認為應該首先調整 Oracle 數據庫，而不是先確認外部資源是否足夠。實(shí)際上，如果外部環(huán)境出現瓶頸，再多的 Oracle 調整都是沒(méi)有幫助的。

在檢查 Oracle 的外部環(huán)境時(shí)，有兩個(gè)方面是需要注意的：

1 、當運行隊列的數目超過(guò)服務(wù)器的 CPU 數量時(shí)，服務(wù)器的性能就會(huì )受到 CPU 的限制。補救的方法是為服務(wù)器增加額外的 CPU 或者關(guān)閉需要很多處理資源的組件，例如 Oracle Parallel Query 。

2 、內存分頁(yè)。當內存分頁(yè)時(shí)，內存容量已經(jīng)不足，而內存頁(yè)是與磁盤(pán)上的交換區進(jìn)行交互的。補救的方法是增加更多的內存，減少 Oracle SGA 的大小，或者關(guān)閉 Oracle 的多線(xiàn)程服務(wù)器。

可以使用各種標準的服務(wù)器工具來(lái)得到服務(wù)器的統計數據，例如 vmstat,glance,top 和 sar 。 DBA 的目標是確保數據庫服務(wù)器擁有足夠的 CPU 和內存資源來(lái)處理 Oracle 的請求。

以下讓我們來(lái)看一下 Oracle 的 row-resequencing 是如何能夠極大地減少磁盤(pán) I/O 的。

Row-resequencing （行的重新排序）

就象我們上面提到的，有經(jīng)驗的 Oracle DBA 都知道 I/O 是響應時(shí)間的最大組成部分。其中磁盤(pán) I/O 特別厲害，因為當 Oracle 由磁盤(pán)上的一個(gè)數據文件得到一個(gè)數據塊時(shí)，讀的進(jìn)程就必須等待物理 I/O 操作完成。磁盤(pán)操作要比數據緩沖慢 10,000 倍。因此，如果可以令 I/O 最小化，或者減少由于磁盤(pán)上的文件競爭而帶來(lái)的瓶頸，就可以大大地改善 Oracle 數據庫的性能。 

如果系統響應很慢，通過(guò)減少磁盤(pán) I/O 就可以有一個(gè)很快的改善。如果在一個(gè)事務(wù)中通過(guò)按一定的范圍搜索 primary-key 索引來(lái)訪(fǎng)問(wèn)表，那么重新以 CTAS 的方法組織表將是你減少 I/O 的首要策略。通過(guò)在物理上將行排序為和 primary-key 索引一樣的順序，就可以加快獲得數據的速度。

就象磁盤(pán)的負載平衡一樣，行的重新排序也是很簡(jiǎn)單的，而且也很快。通過(guò)與其它的 DBA 管理技巧一起使用，就可以在高 I/O 的系統中大大地減少響應的時(shí)間。 

在高容量的在線(xiàn)事務(wù)處理環(huán)境中（ online transaction processing ， OLTP ），數據是由一個(gè) primary 索引得到的，重新排序表格的行就可以令連續塊的順序和它們的 primary 索引一樣，這樣就可以在索引驅動(dòng)的表格查詢(xún)中，減少物理 I/O 并且改善響應時(shí)間。這個(gè)技巧僅在應用選擇多行的時(shí)候有用，或者在使用索引范圍搜索和應用發(fā)出多個(gè)查詢(xún)來(lái)得到連續的 key 時(shí)有效。對于隨機的唯一 primary-key （主鍵）的訪(fǎng)問(wèn)將不會(huì )由行重新排序中得到好處。

讓我們看一下它是如何工作的?？紤]以下的一個(gè) SQL 的查詢(xún)，它使用一個(gè)索引來(lái)得到 100 行：

selectsalaryfromemployeewherelast_name like 'B%';

這個(gè)查詢(xún)將會(huì )使用 last_name_index ，搜索其中的每一行來(lái)得到目標行。這個(gè)查詢(xún)將會(huì )至少使用 100 次物理磁盤(pán)的讀取，因為 employee 的行存放在不同的數據塊中。

不過(guò)，如果表中的行已經(jīng)重新排序為和 last_name_index 的一樣，同樣的查詢(xún)又會(huì )怎樣處理呢？我們可以看到這個(gè)查詢(xún)只需要三次的磁盤(pán) I/O 就讀完全部 100 個(gè)員工的資料（一次用作索引的讀取，兩次用作數據塊的讀?。?，減少了 97 次的塊讀取。

重新排序帶來(lái)的性能改善的程度在于在你開(kāi)始的時(shí)候行的亂序性如何，以及你需要由序列中訪(fǎng)問(wèn)多少行。至于一個(gè)表中的行與索引的排序鍵的匹配程度，可以查看數據字典中的 dba_indexes 和 dba_tables 視圖得到。

在 dba_indexes 的視圖中，查看 clustering_factor 列。如果 clustering_factor 的值和表中的塊數目大致一樣，那么你的表和索引的順序是一樣的。不過(guò)，如果 clustering_factor 的值接近表中的行數目，那就表明表格中的行和索引的順序是不一樣的。

行重新排序的作用是不可以小看的。在需要進(jìn)行大范圍的索引搜索的大表中，行重新排序可以令查詢(xún)的性能提高三倍。

一旦你已經(jīng)決定重新排序表中的行，你可以使用以下的工具之一來(lái)重新組織表格。

. 使用 Oracle 的 Create Table As Select (CTAS) 語(yǔ)法來(lái)拷貝表格

. Oracle9i 自帶的表格重新組織工具

以下，我們來(lái)看以下 SQL 語(yǔ)句的調優(yōu)

SQL 調優(yōu)

Oracle 的 SQL 調優(yōu)是一個(gè)復雜的主題，甚至是需要整本書(shū)來(lái)介紹 Oracle SQL 調優(yōu)的細微差別。不過(guò)有一些基本的規則是每個(gè) Oracle DBA 都需要跟從的，這些規則可以改善他們系統的性能。 SQL 調優(yōu)的目標是簡(jiǎn)單的：

. 消除不必要的大表全表搜索：不必要的全表搜索導致大量不必要的 I/O ，從而拖慢整個(gè)數據庫的性能。調優(yōu)專(zhuān)家首先會(huì )根據查詢(xún)返回的行數目來(lái)評價(jià) SQL 。在一個(gè)有序的表中，如果查詢(xún)返回少于 40% 的行，或者在一個(gè)無(wú)序的表中，返回少于 7% 的行，那么這個(gè)查詢(xún)都可以調整為使用一個(gè)索引來(lái)代替全表搜索。對于不必要的全表搜索來(lái)說(shuō)，最常見(jiàn)的調優(yōu)方法是增加索引?？梢栽诒碇屑尤霕藴实?B 樹(shù)索引，也可以加入 bitmap 和基于函數的索引。要決定是否消除一個(gè)全表搜索，你可以仔細檢查索引搜索的 I/O 開(kāi)銷(xiāo)和全表搜索的開(kāi)銷(xiāo)，它們的開(kāi)銷(xiāo)和數據塊的讀取和可能的并行執行有關(guān)，并將兩者作對比。在一些情況下，一些不必要的全表搜索的消除可以通過(guò)強制使用一個(gè) index 來(lái)達到，只需要在 SQL 語(yǔ)句中加入一個(gè)索引的提示就可以了。

. 在全表搜索是一個(gè)最快的訪(fǎng)問(wèn)方法時(shí)，將小表的全表搜索放到緩存中，調優(yōu)專(zhuān)家應該確保有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的數據緩沖用作行緩沖。在 Oracle7 中，你可以使用 alter table xxx cache 語(yǔ)句，在 Oracle8 或以上，小表可以被強制為放到 KEEP 池中緩沖。

. 確保最優(yōu)的索引使用 ：對于改善查詢(xún)的速度，這是特別重要的。有時(shí) Oracle 可以選擇多個(gè)索引來(lái)進(jìn)行查詢(xún)，調優(yōu)專(zhuān)家必須檢查每個(gè)索引并且確保 Oracle 使用正確的索引。它還包括 bitmap 和基于函數的索引的使用。

. 確保最優(yōu)的 JOIN 操作：有些查詢(xún)使用 NESTED LOOP join 快一些，有些則是 HASH join 快一些，另外一些則是 sort-merge join 更快。

這些規則看來(lái)簡(jiǎn)單，不過(guò)它們占 SQL 調優(yōu)任務(wù)的 90% ，并且它們也無(wú)需完全懂得 Oracle SQL 的內部運作。以下我們來(lái)簡(jiǎn)單概覽以下 Oracle SQL 的優(yōu)化。

我們首先簡(jiǎn)要查看 Oracle 的排序，并且看一看排序操作是如何影響性能的。

原文轉自：http://kjueaiud.com