如何利用Storage foundation提高ORACLE的I/O效率

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    现在，数据库的使用已经深入到了各个行业的方方面面，然而，随着存储数据的增加，对于现在动辄T级数据量的存储，数据库的读写效率越来越成为了系统的瓶颈所在。正因为如此，如何提高数据库的读写速度，已经被越来越多的人所关注。这篇文章将的正是如何利用Veritas的storage foundation，提高保存在其VxFS上面的数据库的读写速度。

注：如果希望使用下列的特性，需要购买storage foundation for oracle的license。

 

1. Quick I/O与Cache QIO原理介绍

1.      Quick I/O的原理

        Unix系统是一个多用户的操作系统，为了保持文件的一致性，操作系统一般会在用户进行读写操作的时候为该文件加一个单写锁（single write lock），这可以保证数据文件的可靠性。然而，为了提高读写速度，Unix操作系统也为应用程序提供了异步读写（asynchronous I/O）和直接读写（direct I/O）的API，允许应用程序不加锁的写入文件。Storage foundation就是利用这个特点， 让数据库文件跳过这些单写锁，按照裸设备的读写方式写这些文件，提高数据库的读写性能。

        另外，一般数据库在读写的时候都会保存一份cache，然而文件系统在读写系统文件的时候也会生成一份cache，这样就会有冗余的数据，影响了数据库读写文件的速度。利用Quick I/O可以避免操作系统保留cache，从而在另一方面提高了数据库的读写效率。

2.      Cache QIO的原理

        众所周知，操作系统读写内存的速度远远高于读写磁盘的速度。所以storage foundation提供了cache quick IO这个特性，可以将一些数据库读写存取频繁的文件直接加载到内存中，从而提高数据库的读写速度。这是由storage foundation负责保证读出和写入这些文件，对于oracle数据库是透明的。

 

2. 如何使用Quick I/O提高oracle的读写

利用Quick I/O这个特性来读写文件，需要将VxFS文件系统的文件转换成Quick IO文件，然后storage foundation就会减少这些文件的读写的锁控制和cache的控制，方便用户的读写。 现在用一个普通的例子，来讲解一下Quick IO的用法：

1，确定目前数据库的数据文件的位置；

2，确定是否该目录属于VxFS文件系统：

3，确定是否Quick IO正在使用

# dbed_checkconfig -S $ORACLE_SID -H $ORACLE_HOME

输出中可以看到：

Examining Quick I/O settings.

10 files are not configured to use Quick I/O.

（注：使用该命令的时候，$ORACLE_SID所属的实例必须是启动的

4，获得QIO所能够转换的数据库文件的列表，生成mkqio.dat文件

（注：该命令会自动跳过temporary tablespace的文件，这是因为oracle的临时文件支持把数据写到未分配的存储区域，但是quick IO不支持，所以如果将这种文件转换成Quick IO文件，可能引起oracle的写失败）。

5，停止oracle数据库，否则数据库文件转换时会失败；

6，将VxFS类型的数据库文件转换为Quick文件

#qio_convertdbfiles_ora

7，重启oracle数据库，这样数据库的读写速度就会加快。

 

一般来说，数据库读写加快的比例和具体用户的需求有关，笔者做了两个2000行的数据更新来做了测试，速度可以提高10％。根据Veritas的说法，这个提高的比例大概在5％－20％左右，有兴趣的朋友可以自己试一试。

 

3. 如何利用Cache QIO提高oracle的读写

使用cache QIO的关键在于统计出来哪些数据库文件被频繁使用，因为内存的总数是有限的，将有限的资源利用到最需要的地方，正是我们这些数据库管理员所追求的。现在来说明一下cache QIO的用法：

1，清空QIO的统计信息；

#qiostat -r /oracle/oradata/glob_ora/*.dbf

#qiostat /oracle/oradata/glob_ora/*.dbf

2，进入数据库，做几个常见的读写操作：

3，再来查询一下哪些文件被读写过了

#qiostat /oracle/oradata/glob_ora/*.dbf

留意这一行：

说明该文件被读写的次数比较多

4，将该文件系统转为Cache QIO文件系统

#vxtunefs -o qio_cache_enable=1 /oracle

（注：关闭就是将该值设置为0）；

5，重复上面的1－3步骤。

6，之后，你可以发现，第二步的数据库读写操作对文件的读写几乎为0，那就是因为SF将你的读写记录到了内存中一个专属的地方，由Storage Foundation来负责对文件的读写，将这一步骤对普通用户屏蔽，提高了数据库用户的数据文件读写速的。其可靠性也是由storage foundation来维护的。