教你如何成为Oracle 10g OCP - 第五章 内存组件与Oracle进程

5.1 用于与Oracle 数据库服务器建立连接

数据库连接方式： 专用连接(Dedicated)和共享连接(Shared Server , MTS)

专用连接：  用户在客户端启动一个ap,于是在客户端本地启动了一个用户进程。 与Oracle服务器成功建立连接
以后，就会在数据库服务器端生成一个对应的服务器进程， 该服务器进程作为用户进程的代理进程，也叫影子进程，代
替客户端用户进程去执行各种命令并将结果返回。 用户进程是不能直接访问数据库的。 这种模式下，用户进程和服务器
进程是一一对应的， 用户进程终止，对应的服务器进程也随之终止。

共享连接：  在这种模式下，DBA可以定义服务器进程的个数。 在启动数据库时， Oracle会预先在实例中建立指定个数
的服务器进程， 这时用户进程不再与服务器产生一对一的关系， 而是一对多的关系， 一个用户进程可以对应多个服务器
进程， 多个服务器进程都可以处理同一个用户发出的不同命令。 比较少用 。

当用户成功建立连接后， 会在服务器端生成对应的服务器进程， 同时创建一个session, 所谓session（会话），就是
一段内存空间， 这个空间记录了用户采用什么应用程序连接到数据库，客户端机器名称，以及哪个用户名登录 等信息。

容易混淆的概念：  connection & session 

连接：  物理概念，是客户端到服务器端的通信通道，有本机，C/S,B/S三种结构。

 

 

5.2 深入shared pool

用户端发出SQL请求，解析SQL语句，执行SQL语句

解析SQL语句：  检查数据对象存在性，用户操作权限， 产生Oracle内部的执行计划，指导SQL的执行过程， 解析是一个非常
消耗内存的过程，如果每次新的SQL都需要从头到尾解析一遍的话，效率会非常低 。  

Oracle将SQL语句提炼成两个部分， 一部分是SQL中的关键词，表名及列名等 ； 另一个部分是SQL语句的动态部分，字面值value部分。
在处理的SQL语句中， 静态部分可以认为是有限的， 但是动态部分由于字面值的变化而变得无限。 动态部分对解析的影响相对于静态部分对
解析的影响是微乎其微， 对于相同静态部分的SQL语句来说， 不同的动态部分所产生的解析结果(执行计划)基本都是一样的(除非表里的数据
分布极其不均匀)

0racle将用户发出的SQL语句缓存在内存中，每次处理新的一条SQL时，都会先在内存中查看是否有相同的SQL语句，如果相同则减少最重要的
解析工作(也就是生成执行计划)，可以节省大量的CPU资源，反之如果没有找到，必须从头到尾进行完整的解析，这部分存放SQL语句的内存部分
就叫做共享池(shared pool).

共享池中存放的还有： SQL,PL/SQL代码，执行计划，PL/SQL程序的机器码，管理shared pool的内存结构，控制信息等 。

绑定变量(bind variable)： 也就是用一个变量来代替SQL中的字面值，那么Oracle在shared pool中查找到相同的SQL语句的
概率就很大 。 eg:  select * from t1 from c1=:v1 ; v1是变量，具体执行SQL时，才将字面值传入。 因为静态部分是有限
的， 同样静态部分的SQL因为绑定变量的使用变成了有限的一条SQL语句， 动态部分也变成有限(1条)，从而很容易缓存在内存中。  不使用
绑定变量导致SQL因为动态部分(字面值)的变化而变成无限，很难被缓存到内存中。  只有使用了bind variable 才真正遵循了Oracle
引入shared pool 的根本思路，才能更有效的利用shared pool .

10g以前由于参数shared_pool_size决定共享池大小，10g或以后设置sga_target 来自动决定shared pool的大小。

Shared pool结构：  库缓存(library cache)和数据字典缓存(dictionary cache) .

Library Cache:      存放最近执行的SQL语句，存储过程，函数，解析树以及执行计划 等
Dictionary Cache :  存放SQL需要使用的数据字典信息，包括表，列，权限等，以数据行形式存在，而不是数据块，也叫做row cache.
对于数据字典信息，Oracle倾向于一直存在在shared pool里面，不会将他们交换出内存。可以不用特别关注。

Library Cache是shared pool最重要的部分， 也是进进出出最活跃的部分 。

 

 

5.2.1 shared pool的内存结构

物理层面：  shared pool由许多内存块组成，这些内存块通常称为chunk, 是shared pool中内存分配的最小单位，一个chunk中
所有的内存都是连续的 。

chunk可用的时候，它既不属于library cache, 也不属于dictionary cache,如果该chunk被用于存放SQL相关的数据时， 就
属于library cache, 同样如果该chunk被用于存放数据字典信息时，该chunk属于dictionary cache .

这些Chunk的分类：  free/recr/freeabl/perm

free:  这种chunk不包含有效对象，可以不受限制的被分配。
recr:  recreatable , 这种类型的chunk中包含的对象可以在需要的时候被临时移走，并且在需要的时候重新创建，比如对于很多共享
SQL语句的chunk就是recreatable的。
freeabl:  这种chunk包含的对象都是曾经被session使用过的，并且随后会被完全或部分释放，这种类型的chunk不能临时从内存移走，
因为他们是在处理过程中间产生的，如果移走的话就无法被重建。
perm :   permanent, 这种类型的chunk包含永久的对象，大型的permanent类型的chunk也可能含有可用空间，这部分可用空间可以
在需要的时候释放回shared pool里 。

在shared pool里，可用的chunk(free类型)会被串起来成为可用链表(free list),或者也可以叫做bucket. 

小结：
连续的内存(Mem) --&gt 组成chunk --&gt 可用(free)的chunk --&gt 串联起来 --&gt 成为可用链表(free list)，或称为bucket

当某个进程需要shared pool中的一个chunk时，该进程首先到符合所需空间大小的bucket上去扫描，以找到一个尺寸最合适的chunk,扫描
持续到bucket的最末端， 直到找到完全符合尺寸的chunk为止。 如果找到的尺寸比需要的尺寸要大， 这该chunk会被拆分成两个chunk,一个
chunk被用来存放数据， 而另外一个则成为free类型的chunk, 并被挂到当前的该bucket上 。

如果该bucket 上不含有任何需要大小的尺寸的chunk, 那么就从下一个非空的bucket上获得一个最小的chunk, 如果在剩下的所有bucket
上都找不到合适可用的chunk, 则需要扫描已经使用的 recreatable 类型的chunk链表(free list)， 从该链表上释放一部分的chunk,
注意， 只有recreatable类型的 chunk 才是可以被临时移出内存的。

当某个chunk正在被使用时，该chunk不能被移出内存， 比如某个SQL正在执行，这个SQL语句所使用的chunk是不能被移出内存的，该SQL所使用的
表，索引等对象所占用的chunk也是不能被移出内存的。

当shared pool中无法找到足够大小的连续内存(注: 连续内存才能组成chunk),就会报出ora-04031的错误信息，可能是内存碎片 。
事实上，在Oracle报出ora-04031之前， 已经释放了不少recreatable类型的chunk了，会产生不少可用内存，但没有一个chunk能够以连续
的物理内存提供所需的内存空间。
也就是说， 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首先清除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。

Shared pool latch :
latch就是轻量级的锁，底层对象，用来保护对某个内存块的并发访问。 每个进程向内存块中写数据之前必须获得latch,
写完以后释放latch, latch的获取是串行话的， 一次只能一个进程能获得latch, 获取和释放都很快 。

 

从逻辑层面来看，shared pool由 library cache和dictionary cache组成 。

组件关系：  当SQL语句进入library cache时， Oracle会先到dictionary cache中去找与SQL中表有关的数据字典信息，比如表名，表的列，用户权限等信息，如果dictionary cache中没有这些信息，则会将system表空间里的数据字典信息调入buffer cache内存中，读取内存数据块里的数据字典内容， 然后将这些读取出来的数据字典内容按照行的形式放入dictionary cache里，从而在dictionary cache中构造出dc_tables，dc_segments,dc_columns 之类的对象。  然后再从dictionary cache的行数据中取出有关的列信息放入library cache中。 

对于非常大的对象，可以让Oracle为他们单独从保留区域里分配空间，而不是从chunk链表中来分配空间，通过shared_pool_reserved_size
设置，一般是shared_pool_size大小的 5%， 保留区域的可用chunk不会挂在bucket上 。

 

5.2.2 Library cache

library cache用于存放用户发出的SQL语句，解析树，执行计划，PL/SQL程序块，以及他们转换后能被Oracle执行的代码 等。
为了对这些内存结构进行管理， library cache还存放了很多控制结构，包括lock,pin,dependency table 等。 library
cache 也存放了很多数据库对象的信息，包括表，索引等， 都是从数据字典缓存中取得的， 如果用户对对象信息进行了修改，比如加了一个字段，那么这些修改会返回到dictionary cache中 。

在Library cache中存放的所有信息单元都叫做对象,分为两类： 存储对象和过渡对象。 存储对象包括表，视图，索引，包等； 过渡对象即用户发出的sql语句或pl/sql匿名程序块 。

 

来自 “ ITPUB博客 ” ，链接：http://blog.itpub.net/35489/viewspace-663460/，如需转载，请注明出处，否则将追究法律责任。

转载于:http://blog.itpub.net/35489/viewspace-663460/