oracle内存结构及工作原理

oracle内存结构及工作原理：
1、内存结构（包括sga和pga两部分）
11g之前，需要手工配置sga_max_size、sga_target和pga_aggregate_target。
例如：我们配置sga最大尺寸为1024M，pga尺寸为512M，Oracle运行模式如下：
实例启动后，比如，sga需要128M内存，则操作系统会分配给sga128M，高峰期到达之后，sga需要额外增加512M，则操作系统会再给sga分配512M，但sga最大尺寸不能超过1024M，如果Oracle在一个很偶然的机会（当然这种场景是很少出现的，否则oracle的内存配置就是有问题了），sga需要1.5G的内存，操作系统也只会分配1024M，sga不足，oracle只能在sga=1024M的情况下运行，即sga<=1024M,pga<=512M。
在11g时，增加了自动内存管理技术，对应的后台进程为mman，当使用自动内存管理后，则系统会启动mman。
mman可以实现oracle内存部件的自动调配，我们只需要配置一个总的内存尺寸即可，配置在sga_max_size上；
例如：我们配置oracle总内存尺寸为1.5G，sql代码如下：alter system set sga_max_size=1.5G，
实例启动后，操作系统只分配必须的很少的内存尺寸，当sga需要128M内存，则操作系统分配给sga128M；然后有64M空闲下来后，则由mman将空闲的64M释放给操作系统；当高峰期上来后，sga需要额外增加1G内存，则操作系统额外再分配给sga1G，则当前sga使用尺寸为1G+128M，总的内存尺寸sga+pga<=1.5G；
mman相对于手工配置，优势在于sga和pga可以动态调配，实现内存部件更灵活的使用。
11、sga（系统全局区，所有用户进程共享使用缓冲区数据）
111、数据高速缓冲区
    用来保存用户最近从磁盘数据文件访问的数据块的副本，这样当再由用户访问相同的数据时，则可以直接从数据高速缓冲区读取，不用再访问磁盘（注：磁盘I/O的速率是毫米级的，而内存I/O的速率为纳秒级）
 1111、包括三个类型区
  11111、脏的区（dirty buffer）：用来保存从磁盘数据文件读取来的、已经修改过、并且还没有写入磁盘数据文件的数据。
  11112、自由区（free buffer）：没有任何数据，并且可以写入数据的空闲内存区；
  11113、保留区（pinned buffer）：用来保存正在被使用，或者明确留作将来使用的数据，主要指，从磁盘数据文件内读取到、等待服务器进程更改的数据，或者正在被更改的数据。
 1112、数据高速缓冲区可配置一个或2个或3个缓冲区池，我们在create或alter表或索引时，可以指定该表或索引属于哪个缓冲区池；
  11111、保持缓冲区池（db_keep_cache_size）：用来保存一些需要频繁访问的小表，防止这些小表的数据被LRU命中；
  11112、回收缓冲区池（db_recycle_cache_size）：用来保存一些很少使用的大表，在缓冲区处理完之后，立即清除，节省缓存空间；
  11113、默认缓冲区池（db_cache_size）：用来保存除db_keep_cache_size和db_recycle_cache_size之外的所有数据；
  11114、子高速缓存(db_nk_cache_size)：主要针对不同的oracle块尺寸来设置的，
数据高速缓冲区尺寸=db_keep_cache_size+db_recycle_cache_size+db_cache_size+db_nk_cache_size；
111、重演日志缓存（log_buffer）
    用来保存数据库内的变更，由LGWR立即写入联机重做日志文件
111、共享池（shared_pool_size）：包括库高速缓存和数据字典高速缓冲两部分
  1111、库高速缓存：主要用来保存分析过的sql代码，所谓的“分析”是指，校验用户请求sql代码的语法，并且判断sql代码涉及的表和字段在数据库内是否存在；
    调优手段：通过动态视图v$librarycache，判断公式：sum(reloads)/sum(pins)，如果结果约等于0，则证明库高速缓存命中率是合适的；如果结果>1，则需要增大共享池设置(shared_pool_size)；
  1112、数据字典高速缓存：主要用来保存服务器最近从磁盘数据字典内访问过的数据，主要包括表结构、用户、实体等信息，如果再有用户请求时，则服务器进程会首先从数据字典高速缓存内检索，在缓冲区内是否存在该请求用户的相关权限信息，如果没有的话，需要访问磁盘数据字典（注：访问磁盘数据字典是最消耗资源的，相对于访问其他磁盘文件来说）
    调优手段：通过动态视图v$rowcache，判断公式：(1-sum(getmisses)/(sum(getmiss)+sum(getmisses)))*100，如果结果>90，证明命中率是合适的，否则需要增大共享池设置；（注：oracle没有直接设置库高速缓冲和数据字典高速缓冲的地方，需要通过调整共享池尺寸实现）
111、大型池(large_pool_size)
    主要为执行一些非常复杂并且耗时很长的sql代码提供空间，例如在执行备份操作时，需要存放备份缓冲区；
111、Java池(java_pool_size)
    主要为实例化的Java对象提供的堆空间，如果数据库中存在大量的java代码，就可以使用该设置，不用占用常规的sga；
111、流池(streams_pool_size)
    oracle支持流传输，主要用来实现与不同类型数据库，或者在不同应用环境下的数据共享；
111、其他结构（包括数据控制和锁的管理）

12、pga（程序全局区）：每个用户会话都会在pga上占用一段独占的内存空间，pga上从属于该用户会话的内存空间，只允许该用户使用，其他用户不能访问。pga通过pga_size_mode可以设置自动或是手动内存配置。
    121、专有sql区域：用来保存该用户会话内的变量绑定信息和运行时区域内存结构，不允许其他用户访问。
    122、运行时区域：用来执行该用户会话内的sql代码，并且只允许该用户会话内sql代码执行。
举个简单的例子，说明sga和pga的区别：sga是共享的，pga是每个用户会话独占自己的pga。
例如，我们在酒店开房，有两种规格，一种是大床房，一种是单间。
sga就相当于大床房，大家都可以住在里边，共享大床房内的资源，该房客退房后，床位依然会保留，下一个人直接入住；
pga就相当于单间，每个用户只能占用自己的单间。如果一个房客预订了单间，酒店管理员则从资源库里，分配一个单间给该房客使用，这个单间只能给该房客使用，其他人不能进去。当该人退房时，酒店管理员收回这个单间，再有房客预订时，酒店管理员可以从资源库再分配该单间给新人。