Oracle之內存結構（SGA、PGA）

一、內存結構

SGA(System Global Area)：由所有服務進程和后臺進程共享；
PGA(Program Global Area)：由每個服務進程、后臺進程專有；每個進程都有一個PGA。

二、SGA
包含實例的數據和控制信息，包含如下內存結構：
1）Database buffer cache：緩存了從磁盤上檢索的數據塊。
2）Redo log buffer：緩存了寫到磁盤之前的重做信息。
3）Shared pool：緩存了各用戶間可共享的各種結構。
4）Large pool：一個可選的區域，用來緩存大的I/O請求，以支持并行查詢、共享服務器模式以及某些備份操作。
5）Java pool：保存java虛擬機中特定會話的數據與java代碼。
6）Streams pool：由Oracle streams使用。
7）Keep buffer cache：保存buffer cache中存儲的數據，使其盡時間可能長。
8）Recycle buffer cache：保存buffer cache中即將過期的數據。
9）nK block size buffer：為與數據庫默認數據塊大小不同的數據塊提供緩存。用來支持表空間傳輸。

database buffer cache, shared pool, large pool, streams pool與Java pool根據當前數據庫狀態，自動調整；
keep buffer cache,recycle buffer cache,nK block size buffer可以在不關閉實例情況下，動態修改。

三、PGA
每個服務進程私有的內存區域，包含如下結構：
1）Private SQL area：包含綁定信息、運行時的內存結構。每個發出sql語句的會話，都有一個private SQL area（私有SQL區）
2）Session memory：為保存會話中的變量以及其他與會話相關的信息，而分配的內存區。


四、SGA COMPONENT
(一)、Buffer Cache
1、DB_CACHE_SIZE
　　　　通過參數DB_CACHE_SIZE可指定DB buffer cache的大小
　　　　ALTER SYSTEM SET DB_CACHE_SIZE=20M scope=both;
　　　　服務進程從數據文件讀數據到buffer cache；DBWn從buffer cache寫數據到數據文件。
　　　　buffer cache的四種狀態：
　　　　　　　　1）pinned：當前塊正在讀到cache或正寫到磁盤，其他會話等待訪問該塊。
　　　　　　　　2）clean：
　　　　　　　　3）free/unused：buffer內為空，為實例剛啟動時的狀態。
　　　　　　　　4）dirty：臟數據，數據塊被修改，需要被DBWn刷新到磁盤，才能執行過期處理。

同一個數據庫中，支持多種大小的數據塊緩存。通過DB_nK_CACHE_SIZE參數指定，如
　　　　• DB_2K_CACHE_SIZE
　　　　• DB_4K_CACHE_SIZE
　　　　• DB_8K_CACHE_SIZE
　　　　• DB_16K_CACHE_SIZE
　　　　• DB_32K_CACHE_SIZE
標準塊緩存區大小由DB_CACHE_SIZE指定。如標準塊為nK，則不能通過DB_nK_CACHE_SIZE來指定標準塊緩存區的大小，應由DB_CACHE_SIZE指定。
例，標準塊為8K，則數據庫可以設置的塊緩存大小的參數如下：
　　　　• DB_CACHE_SIZE （指定標準塊（這里為8K）的緩存區）
　　　　• DB_2K_CACHE_SIZE （指定塊大小為2K的緩存區）
　　　　• DB_4K_CACHE_SIZE （指定塊大小為4K的緩存區）
　　　　• DB_16K_CACHE_SIZE （指定塊大小為16K的緩存區）
　　　　• DB_32K_CACHE_SIZE （指定塊大小為32K的緩存區）

2、多種緩沖池（buffer pool）
　　　　1）Keep：通過db_keep_cache_size參數指定。
　　　　該buffer內的數據可能被重用，以降低I/O操作。該池的大小要大于指定到該池的段的總和。
　　　　　　 讀入到keep buffer的塊不需要過期操作。
　　　　2）Recycle：通過db_recycle_cache_size參數指定。
　　　　該池中的數據被重用機會較小，該池大小要小于分配到該池的段的總和。讀入該池的塊需要經常執行過期處理。
　　　　3）Default：相當于一個沒有Keep與Recycle池的實例的buffer cache，通過db_cache_size參數指定。

3、為對象明確指定buffer pool
　　　　buffer_pool子句，用來為對象指定默認的buffer pool，是storage子句的一部分。
　　　　　　 對create與alter table、cluster、index語句有效。
　　　　如果現有對象沒有明確指定buffer pool，則默認都指定為default buffer pool，大小為DB_CACHE_SIZE參數設置的值。
語法：
　　　　a.CREATE INDEX cust_idx ON tt(id) STORAGE (BUFFER_POOL KEEP);
　　　　b.ALTER TABLE oe.customers STORAGE (BUFFER_POOL RECYCLE);
　　　　c.ALTER INDEX oe.cust_lname_ix STORAGE (BUFFER_POOL KEEP);
(二)、Share Pool
1、SHARE_POOL_SIZE
　  1）Share Pool可通過SHARE_POOL_SIZE參數指定：
　　SQL> alter system set shared_pool_size=20M scope=both;
　  2）Share Pool保存的信息被多個會話共享，類型包括：
 a.Library Cache
Library Cache又包含共享SQL區與PL/SQL區：
a).共享SQL區保存了分析與編譯過的SQL語句。
b).PL/SQL區保存了分析與編譯過的PL/SQL塊（過程和函數、包、觸發器與匿名PL/SQL塊）。
 b.Data Dictionary Cache
保存了數據字典對象的定義。
 c.UGA(User Global Area)
UGA內包含了共享服務器模式下的會話信息。
共享服務器模式時，如果large pool沒有配置，則UGA保存在Share Pool中。

(三)、Large Pool  
1）Large Pool大小通過LARGE_POOL_SIZE參數指定：
SQL> alter system set large_pool_size=20m scope=both;
2）作用:
a.為I/O服務進程分配內存
b.為備份與恢復操作分配內存
c.為Oracle共享服務器模式與多個數據庫間的聯機事務分配內存。
通過從large pool中為共享服務器模式分配會話內存，可以減少share pool因頻繁為大對象分配和回收內存而產生的碎片。將大的對象從share pool中分離出來，可以提高shared pool的使用效率，使其可以為新的請求提供服務或者根據需要保留現有的數據。

(四)、Java Pool           
1、JAVA_POOL_SIZE
  　　通過JAVA_POOL_SIZE參數指定java pool大小。
         保存了jvm中特定會話的java code和數據。
2、在編譯數據庫中的java代碼和使用數據庫中的java資源對象時，都會用到share pool。
       java的類加載程序對每個加載的類會使用大約8K的空間。
      系統跟蹤運行過程中，動態加載的java類，也會使用到share pool。

(五)、Redo Log Buffer
1、服務進程從用戶空間拷貝每條DML/DDL語句的redo條目到redo log buffer中。
2、redo log buffer是一個可以循環使用的buffer，服務進程拷貝新的redo覆蓋掉redo log buffer中已通過LGWR寫入磁盤（online redo log）的條目。
3、導致LGWR執行寫redo log buffer到online redo log的條件
a.用戶執行事務提交commit
b.每3秒鐘或redo log buffer內已達到1/3滿或包含1MB數據
c.DBWn進程將修改的緩沖區寫入磁盤時（如果相應的重做日志數據尚未寫入磁盤）

（六）、ASMM(Automatic Shared Memory Management)
1、SGA_TARGET
     1）SGA_TARGET默認值為0，即ASMM被禁用。需要手動設置SGA各中各組件的大小。
     2）當SGA_TARGET為非0時，則啟用ASMM，自動調整以下各組件大小：
　　　　DB buffer cache（default pool）
　　　　shared pool
　　　　large pool
　　　　streams pool
　　　　java pool
          但ASSM中， 以下參數仍需要手動指定：
　　　　log buffer
　　　　keep、recycle、以及非標準塊緩沖區
　　　　固定SGA以及其他內部分配。
2、啟用ASMM需要將STATISTICS_LEVEL設置成TYPICAL或ALL
3、啟用ASMM，自動調整SGA內部組件大小后。若手動指定某一組件值，則該值為該組件的最小值。如
手動設置SGA_TARGET=8G,SHARE_POOL_SIZE=1G，則ASMM在自動調整SGA內部組件大小時，保證share pool不會低于1G。
SQL> SELECT component, current_size/1024/1024 size_mb FROM   v$sga_dynamic_components;
4、SGA_MAX_SIZE
SGA_MAX_SIZE指定內存中可以分配給SGA的最大值。
SGA_TARGET是一個動態參數，其最大值為SGA_MAX_SIZE指定的值。

五、PGA

 
（一）Private SQL Area
1、保存了當前會話的綁定信息以及運行時內存結構。這些信息
2、每個執行sql語句的會話，都有一個private sql area。
3、當多個用戶執行相同的sql語句，此sql語句保存在一個稱為shared sql area。此share sql area被指定給這些用戶的private sql area
4、共享服務器模式：private sql area位于SGA的share pool或large pool中
    專用服務器模式：private sql area位于PGA中
（二）Cursor、SQL Areas
（三）Work Area    
PGA的一大部分被分配給Work Area，用來執行如下操作：
　　　　a.基于操作符的排序，group by、order by、rollup和窗口函數。
 　　　　參數為sort_area_size  
　　　　b.hash散列連接，
 　　　　參數為hash_area_size     
　　　　c.位圖合并，
 　　　　參數為bitmap_merge_area_size
　　　　d.位圖創建，
 　　　　參數為create_bitmap_area_size 
　　　　e.批量裝載操作使用的寫緩存
（四）Session memory
  保存了會話的變量，如登錄信息及其他與會話相關的信息，共享服務器模式下，Session memory是共享的。

（五）自動PGA管理
設置PGA_AGGREGATE_TARGET為非0，則啟用PGA自動管理，并忽略所有*_area_size的設置。如sort_area_size,hash_area_size等。
默認為啟用PGA的自動管理，Oracle根據SGA的20%來動態調整PGA中專用與Work Area部分的內存大小，最小為10MB。
用于實例中各活動工作區（work area）的PGA總量，為PGA_AGGREGATE_TARGET減去其他組件分配的PGA內存。得到的結果，按照特定需求動態分配給對應的工作區。
1）設置PGA_AGGREGATE_TARGET大小的步驟
a.設置PGA_AGGREGATE_TARGET為SGA的20%，對于DSS系統，此值可能過低。
b.運行典型的負載，通過oracle收集的pga統計信息來調整PGA_AGGREGATE_TARGET的值。
c.根據oracle的pga建議調整PGA_AGGREGATE_TARGET大小。
2）禁用自動pga管理
為向后兼容，設置PGA_AGGREGATE_TARGET為0，即禁用pga的自動管理。可使用關聯的*_area_size參數調整對應工作區的最大大小。
bitmap_merge_area_size
create_bitmap_area_size
hash_area_size
sort_area_size         

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