共享池的改进与ORA-04031的变化

最新推荐文章于 2019-02-07 16:00:07 发布

u010497936

最新推荐文章于 2019-02-07 16:00:07 发布

阅读量579

点赞数

分类专栏： Oracle Optimization

Oracle Optimization 专栏收录该内容

2 篇文章

订阅专栏

自Oracle9i起，共享池可通过子缓冲池(SubPool)管理，提高并发性并减少竞争。子缓冲池数量受_KGHDSIDX_COUNT参数影响，可根据CPU数量及共享池大小动态调整。在Oracle10g中引入了子分区的概念，进一步提升了内存管理效率。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

转自eygle
从Oracle 9i开始，Shared Pool可以被分割为多个子缓冲池（SubPool）进行管理，以提高并发性，减少竞争。
Shared Pool的每个SubPool可以被看作是一个Mini Shared Pool，拥有自己独立的Free List、内存结构以及LRU List。同时Oracle提供多个Latch对各个子缓冲池进行管理，从而避免单个Latch的竞争（Shared Pool Reserved Area同样进行分割管理）。SubPool最多可以有7个，Shared Pool Latch也从原来的一个增加到现在的7个。如果系统有4个或4个以上的CPU，并且SHARED_POOL_SIZE大于250MB，Oracle可以把Shared Pool分割为多个子缓冲池（SubPool）进行管理，在Oracle 9i中，每个SubPool至少为128MB。

如果你看到过类似如下信息，那就意味着你可能遇到了SubPool的问题，如下所示：
Tue Dec 11 17:14:49 2007
Errors in file /oracle/app/admin/ctais2/udump/ctais2_ora_778732.trc:
ORA-04031: unable to allocate 4216 bytes of shared memory
("shared pool","IDX_DJ_NSRXX_P_NSRMCCTAIS2","sga heap(2,0)","library cache")
ORA-04031: unable to allocate 4216 bytes of shared memory
("shared pool","IDX_DJ_NSRXX_P_NSRMCCTAIS2","sga heap(2,0)","library cache")
Tue Dec 11 17:14:51 2007
Errors in file /oracle/app/admin/ctais2/bdump/ctais2_pmon_393248.trc:
ORA-04031: unable to allocate 4216 bytes of shared memory
("shared pool","unknown object","sga heap(2,0)","library cache")

Oracle 9i中多个子缓冲池的结构如图所示。

子缓冲池的数量受一个新引入的隐含参数_KGHDSIDX_COUNT影响。可以手工调整该参数（仅限于试验环境研究用），观察共享池管理的变化，可以通过如下步骤转储默认情况以及修改后的Shared Pool，再进行观察：
alter session set events 'immediate trace name heapdump level 2';
alter system set "_kghdsidx_count"=2 scope=spfile;
startup force;
alter session set events 'immediate trace name heapdump level 2';
以下是概要输出，注意在前者的跟踪文件中，sga heap(1,0)指共享池只存在一个子缓冲，后者则存在sga heap(1,0)以及sga heap(2,0)两个子缓冲池：
[oracle@jumper udump]$ grep "sga heap" eygle_ora_25766.trc
HEAP DUMP heap name="sga heap"  desc=0x5000002c
HEAP DUMP heap name="sga heap(1,0)"  desc=0x5001ef0c
[oracle@jumper udump]$ grep "sga heap" eygle_ora_25786.trc
HEAP DUMP heap name="sga heap"  desc=0x5000002c
HEAP DUMP heap name="sga heap(1,0)"  desc=0x5001ef0c
HEAP DUMP heap name="sga heap(2,0)"  desc=0x50023c04

子缓冲池的分配的算法很简单：
l  每个子缓冲池必须满足一定的内存约束条件；
l  每4颗CPU可以分配一个子缓冲池，子缓冲池的数量最多7个。
在Oracle 9i中，每个SubPool容量至少128MB，而在Oracle 10g中，每个子缓冲池至少为256MB。如前所述，SubPool的数量可以通过_kghdsidx_count参数来控制，但是没有参数可以显式地控制SubPool的大小。
根据以上规则，在一个12颗CPU的系统中，如果分配容量为300MB的Shared Pool，Oracle 9i将创建两个SubPool，每个容量大约150MB，如果共享池容量增加到500MB，Oracle将创建3个SubPool，每个大约166MB。
不管Oracle 9i中的128MB以及Oracle10g中的256MB，这样的SubPool在许多复杂的系统中，都可能是过小的，在这些情况下，可能要增大SubPool。可以通过控制Shared Pool大小以及SubPool的数量来改变SubPool的大小。一些Bug以及内部测试表明500MB的SubPool可能会带来更好的性能，所以从Oracle 11g开始，每个SubPool至少为512MB。
除大小控制之外，在Oracle 10g中，Oracle仍然对共享池的管理做出了进一步改进，那就是对单个子缓冲池进行进一步的细分。现在默认，Oracle 10g会将单个缓冲池分割为4个子分区进行管理（这可能是因为通常4颗CPU才分配一个SubPool），使用类似如上的方法在Oracle 10gR2中进行测试：
alter session set events 'immediate trace name heapdump level 2';
alter system set "_kghdsidx_count"=2 scope=spfile;
startup force;
alter session set events 'immediate trace name heapdump level 2';
分析得到的日志，当仅有一个子缓冲池时，Shared Pool被划分为sga heap(1,0)～sga heap(1,3)共4个子分区：
 [oracle@eygle udump]$ grep "sga heap" eygle_ora_13577.trc
HEAP DUMP heap name="sga heap"  desc=0x2000002c
HEAP DUMP heap name="sga heap(1,0)"  desc=0x2001b550
HEAP DUMP heap name="sga heap(1,1)"  desc=0x2001c188
HEAP DUMP heap name="sga heap(1,2)"  desc=0x2001cdc0
HEAP DUMP heap name="sga heap(1,3)"  desc=0x2001d9f8
当使用两个子缓冲池时，Shared Pool则被划分为8个子分区进行管理如下：
 [oracle@eygle udump]$ grep "sga heap" eygle_ora_13618.trc
HEAP DUMP heap name="sga heap"  desc=0x2000002c
HEAP DUMP heap name="sga heap(1,0)"  desc=0x2001b550
HEAP DUMP heap name="sga heap(1,1)"  desc=0x2001c188
HEAP DUMP heap name="sga heap(1,2)"  desc=0x2001cdc0
HEAP DUMP heap name="sga heap(1,3)"  desc=0x2001d9f8
HEAP DUMP heap name="sga heap(2,0)"  desc=0x20020640
HEAP DUMP heap name="sga heap(2,1)"  desc=0x20021278
HEAP DUMP heap name="sga heap(2,2)"  desc=0x20021eb0
HEAP DUMP heap name="sga heap(2,3)"  desc=0x20022ae8

Oracle 10g中多缓冲池结构如图所示。

通过一个内部表X$KGHLU（[K]ernel [G]eneric memory [H]eap manager State of [L]R[U] Of Unpinned Recreatable chunks）可以查询这些子缓冲池的分配：
SQL> select addr,indx,kghluidx,kghludur,kghluops,kghlurcr from x$kghlu;

通过这一系列的算法改进，Oracle中Shared Pool管理得以不断增强，较好地解决了大Shared Pool的性能问题；Oracle 8i中，过大Shared Pool设置可能带来的栓锁争用等性能问题在某种程度上得以解决。从Oracle 10g开始，Oracle开始提供自动共享内存管理，使用该特性，用户可以不必显示设置共享内存参数，Oracle会自动进行分配和调整，虽然Oracle为用户提供了极大的便利，但是了解自动化后面的原理对于理解Oracle的运行机制仍然是十分重要的。

虽然多缓冲池技术使Oracle可以管理更大的共享池，但是SubPool的划分可能也会导致各分区之间的协调问题，甚至可能因为内存分散而出现ORA-04031错误。最常见的问题是某个子缓冲池（SubPool）可能出现过度使用，当新的进程仍然被分配到这个SubPool时，可能会导致内存请求失败（而此时其他SubPool可能还有很多内存空间）。
因为子缓冲池存在的种种问题，从Oracle 10g开始，允许内存请求在不同SubPool之间进行切换（Switch），从而提高了请求成功的可能（但是显然切换不可能是无限制的，所以问题仍然可能存在）。