Oracle内存结构
Oracle内存结构
内存结构
Oracle数据库的主要内存结构包括:
- SGA(System Global Area):系统全局区域,用于存储共享的内存结构。主要包含:
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数据库缓冲区:存储数据库块。
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红色日志缓冲区:临时存储在线重做日志记录。
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共享池:存储SQL语句、数据字典等共享信息。
- PGA(Program Global Area):进程专用区域,每个后台进程或用户会话对应一个PGA,用于私有数据存储。主要包含:
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SQL工作区:执行SQL语句的私有内存。
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会话信息:会话私有数据。
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UGA(User Global Area):用户全局区域,提供大型会话专用内存,可选。
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大池:供大内存块使用,如大型PL/SQL对象。
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Java池:供Oracle数据库中的Java代码使用。
通过对这些内存结构进行适当配置和管理,可以优化Oracle数据库的内存使用与性能。
数据库缓冲区
数据库缓冲区(Database Buffer)是Oracle数据库中的一个重要内存结构,它位于SGA(System Global Area)中,用于缓存数据库数据块,提高访问数据库的速度。
数据库缓冲区的主要作用包括:
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缓存数据块 - 将经常被访问的数据块缓存在内存中,避免每次从磁盘读取。
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减少物理IO - 对同一个数据块的访问可以直接从缓冲区获取,不需要实际IO。
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实现重复读 - 同一个数据块在缓冲区中的多个副本保证了事务的重复读。
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保护数据 - 通过缓冲区对数据块访问实现一定的隔离和保护。
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脏块写回 - 修改过的数据在刷回磁盘前保存在缓冲区中。
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缓冲区高速缓存 - 使用LRU等算法管理缓冲区内容。
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多个缓冲区 - 可以创建多个缓冲区,按用途区分。
数据库缓冲区的大小直接影响数据库系统的性能,需要根据实际情况进行合理配置。
日志缓冲区
日志缓冲区(Log Buffer)是Oracle数据库中的一个内存结构,它位于SGA中,用于临时缓存生成的重做日志记录,提高日志写入的效率。
日志缓冲区的主要作用包括:
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缓存日志 - 缓存线程生成的重做日志记录,减少日志物理写的次数。
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提高日志写入效率 - 积累一定量后统一写入日志文件,减少磁盘IO。
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实现异步日志 - 允许日志生成与写入磁盘分离开来。
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支持崩溃恢复 - 缓冲区中的日志在实例失败时可以用于恢复。
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减少磁盘碎片 - 缓冲日志写入可以减少磁盘随机写。
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多个日志缓冲区 - 可以配置多个专用的日志缓冲区。
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冲刷机制 - LGWR进程负责按需将缓冲区日志刷新到日志文件。
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环形使用 - 日志缓冲区采用环形结构记录日志。
日志缓冲区的大小直接影响日志子系统的性能,需要根据数据库负载进行合理配置。
共享池
共享池(Shared Pool)是Oracle数据库中一个非常重要的内存结构,它位于SGA中,用于存储共享的SQL和PL/SQL语句、数据字典缓存等信息,以提高数据库性能。
共享池的主要组成部分包括:
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库缓存(Library Cache):缓存共享SQL语句、PL/SQL程序以供重用,避免重复解析。
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数据字典缓存:缓存数据字典信息,加速元数据访问。
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执行计划(Execution Plans):存储SQL语句的执行计划。
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控制文件记录:缓存控制文件中的信息。
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锁元素信息:记录分布式锁状态的相关内容。
共享池的优点包括:
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减少SQL解析开销
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提高SQL执行性能
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统一管理SQL执行计划
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减少字典访问开销
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跨会话共享信息
合理配置共享池大小,是优化Oracle数据库性能的重要手段。
SQL工作区
SQL工作区(SQL Work Area) 是Oracle数据库中一个session级的私有内存结构,它位于PGA(Program Global Area)中,用于执行单个SQL语句的需要。
SQL工作区的主要作用包括:
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存储SQL执行中间结果 - 用于排序、hash join、组合等操作的中间数据。
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定义SQL执行计划 - 根据优化器决定的执行计划创建对应的工作区。
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数据转换操作 - 对读取的数据进行转换处理。
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分组和聚合 - 对结果集进行GROUP BY, SUM等聚合操作。
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排序操作 - 对结果集进行排序操作。
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DML操作临时空间 - 用于INSERT/UPDATE/DELETE等DML操作的临时数据。
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递归查询的栈空间 - 存储递归查询的中间结果。
SQL工作区大小直接影响单个SQL的执行效率。可以通过修改workarea_size_policy参数进行全局控制。
会话信息
会话信息(Session Information)是Oracle数据库中存储每个用户会话相关数据的内存结构,它位于PGA(Program Global Area)中。
主要的会话信息包括:
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会话环境 - 包括会话标识,语言环境,时间ZONE等信息。
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事务信息 - 该会话当前的事务状态,Rollback Segment等。
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统计信息 - 该会话的统计信息,如解析计数,登录时间等。
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临时工作区 - 执行SQL或PL/SQL所需的临时空间。
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客户端信息 - 连接的客户端程序信息,如IP地址等。
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当前SCHEMA - 会话默认的Schema。
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系统和会话级变量 - 例如optimizer_mode, NLS_DATE_FORMAT等参数设置。
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权限信息 - 会话和对象访问权限校验相关信息。
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其他诊断信息 - 包括跟踪文件,事件信息等调试信息。
会话信息存储在PGA中,当会话结束后,相应内存会自动释放。
UGA
UGA(User Global Area)是Oracle数据库中一个可选的大型内存结构,它为单个数据库会话提供额外的私有内存区域。
UGA的主要特征包括:
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专用于大会话 - UGA只能被设定了use_uga_memory参数的大型会话使用。
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私有内存 - 每个使用UGA的会话有独立的UGA内存空间。
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可调整大小 - UGA大小可按会话需求动态调整。
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减少PGA占用 - UGA用于存储大对象,可减少PGA使用。
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手动或自动 - 可以通过hint手动指定,或由Oracle自动决定分配。
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独立管理 - UGA独立于PGA存在,由MMAN进程管理。
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可选功能 - UGA不是强制性的,仅在大会话需要时使用。
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与TMP表空间关联 - UGA用完后可利用临时表空间。
适当使用UGA可以优化大型会话对内存和临时表空间的使用,但也会增加内存管理的复杂度。
大池
大池(Large Pool)是Oracle数据库中的一个内存结构,它位于SGA中,用于提供大内存块的分配空间。
大池的主要特征包括:
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存储大内存块 - 用于存储大于128K的大内存块,比如PL/SQL执行时的大型对象等。
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手动调整大小 - 大池大小只能通过修改初始化参数explicitly指定。
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缓解共享池争用 - 将大对象放入大池可以减少共享池fragmentation。
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可防止缓冲区污染 - 降低大对象对缓冲区缓存的污染。
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专用于特定用途 - 大池无法用于通用内存分配。
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可选使用 - 如果没有大内存需求,大池可以不配置。
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减少内存碎片 - 大块内存分配可减少内存管理碎片。
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MMAN进程管理 - 大池由内存管理进程MMAN进行管理。
适当使用大池可以优化Oracle对大内存块的管理,提高内存使用效率。
Java池
Java池(Java Pool)是Oracle数据库中专门供Java代码执行所使用的内存区域,它位于SGA中。
Java池的主要作用包括:
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存储Java代码和对象 - 包括Java存储过程,触发器等代码和数据。
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加速Java执行 - 重复使用缓存的Java代码可以省去解析时间。
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管理程序状态 - 维护长时间运行的Java程序的状态。
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减少内存碎片 - 整合管理Java内存,减少碎片。
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可调参数 - Java池大小可以通过java_pool_size参数进行调整。
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防止资源争用 - 隔离Java代码对内存和CPU资源的争用。
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重入Capabilities - 支持多线程的Java代码重入执行。
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生命周期管理 - 管理缓存的Java代码的生命周期。
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监视和统计 - 提供Java使用的监视和统计信息。
合理配置Java池,可以提高Java程序在数据库中的执行性能和稳定性。
流池
流池(Stream Pool)是Oracle DATABASE RESOURCE MANAGER中的一个内存结构,用于缓存RMAN备份和恢复过程中的数据流。
流池的主要特征包括:
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提高备份速度 - 缓存RMAN生成的备份数据流,减少读取时间。
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加速恢复操作 - 缓存恢复所需的数据流。
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可配置大小 - 流池的大小可以通过STM_POOL_SIZE参数进行配置。
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内存效率 - 相比磁盘,内存中流传输可以显著提高速度。
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仅供RMAN使用 - 流池专用于RMAN的备份和恢复操作。
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分配粒度控制 - 对块大小、数量有精细控制,可防止资源争用。
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按作业分配 - 每个RMAN作业可申请独立的流池空间。
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自动清理 - RMAN作业结束时会自动释放流池空间。
合理配置流池,可以显著优化RMAN的备份和恢复性能。
