Oracle RAC数据库缓存优化方法研究

张晗 辽宁锦州渤海大学信息科学与技术学院

Oracle RAC数据库缓存优化方法研究

张晗 辽宁锦州渤海大学信息科学与技术学院

数据库系统的主要功能是进行数据的存储，数据库系统作为应用系统以及信息系统以的重要核心。随着业务量以及数据量的快速增长，需要引入数据库相关技术从而解决系统连续运行的问题。但是将高可用性集群技术，引入到数据库系统中具有很高的研究价值。基于现有的理论技术，本文研究了Oracle RAC数据库的缓存优化方法。根据研究影响数据库性能的因素，得出了Oracle RAC数据库的数据库缓存优化和传统的存在异同。另外本文介绍了Oracle RAC数据库的相关缓存内容。

0racIe RAC 性能优化 缓存

1 选题背景及意义

Oracle RAC是Oracle公司设计的，主要是针对解决数据库中的一些问题。本文根据当并发访问量比较大的情况下，0racle RAC数据库会出现高速缓存冲突的现象出现，分析阐述了Oracle RAC数据库相关缓存优化的方法，从而使得数据库的性能可以得到一定程度的提高。在数据库行业中Oracle公司扮演着十分重要的角色，Oracle公司是全球据库厂商中的老大。

从数据库的相关技术诞生，已经取得了很大的发展，现在数据库技术的相关研究应用涉及到很多的方面。现今的社会是一个信息时代，数据库技术所充当的角色是应用系统和计算机系统的核心与基础。在存储数据的过程中，数据库起到了很大的作用，此外数据库在实现数据处理以及数据共享方面也存在很重要的作用。目前在数据库服务器方面，人们对性能以及可靠性方面有了更高的需求。因为计算机在硬件领域方面也取得突飞猛进的发展，目前现今的技术给数据库服务器提供了很好的硬件平台。

Oracle RAC是Oracle公司推行的，主要目的是用来解决高可用数据库，这是一种并行服务器形式，和其他的解决方案相比，Oracle RAC在可靠性以及可用性方面都占据着很大的优势。Oracle RAC的含义指的是Oracle真正应用集群，其中的真正应用的意思是RAC可以支持全部的商业应用程序。RAC集群能够完成数据库被多机共享的目的，因此应用的高可用性起到了保证的作用。另外能够实现负载均衡以及并行处理的功能，此外还可以恢复无断点以及恢复容错。当RAC集群里面的某个节点出现故障的时候，Oracle就会把应用向其他的节点进行转让。如果对处理能力提出了更高的要求的话，新的节点就能够容易地添加到集群。

传统意义上的操作系统的性能、内存配置、服务器硬件的性能、数据库的设计都对数据库的性能产生了影响，这种软件产品容易实现优化。同时Oracle RAC数据库和传统的单实例Oracle数据库是存在不同之处的，管理RAC数据库的时候比较繁琐，另外优化的方法也存在很大的区别。总而言之，优化Oracle RAC数据库以及调整性能有着重大的研究意义，作为优化以及性能优化中的一部分，也是很重要的。

2 概念和特点

Oracle RAC来自Oracle 8i中OPS，其是Oracle Parallel Serve O的缩写，开始设计OPS的目的是为了实现应用和系统高可用性。随着Oracle 9i进入到人们的视线中，Oracle的集群产品才出现了。RAC改进了传统的OPS，尤其是改进了节点的管理以及节点的通信，这对OPS中会出现的pin操作产生了影响。当节点中有故障出现的时候，IP地址就会转到别处的节点上，进而可以确保应用可以马上转移别处的节点中。从Oracle 10g开始的RAC在可靠性以及稳定性方面都比较高。

3 缓存优化架构

3.1 调整性能及优化

调整性能的这项活动是通过系统参数的修改、应用程序的优化、以及系统配置的改变从而实现系统性能的改变。调整性能具体的包含了配置硬件、关系型数据库以及操作系统等方面，同时包括了优化以及分析组件的应用。优化性能的含义为通过对组件进行适当地调整从而达到性能改善的目的，进而增加数据库吞吐量，减少数据的响应时间。优化数据库性能需要遵循：通过少量的磁盘访问从而得到必要的数据。从一定程度上而言，调整性能以及优化性能的这个过程是循环的，由于要实现优化性能的目的，一般情况下要对性能进行适当地调整，接着再进行结果的优化，通过多次的尝试，最终获得令人满意的效果。数据库系统生命周期主要包括了3个过程，分别是数据设计、开发以及实现成品。当处于设计阶段的时候完成优化数据库性能所投入的资金成本是最低的，同时所得到的收益是最大化的。

3.2 优化目标

系统性能与系统的所处的环境有着直接的联系，同时还与服务器、体系结构和并发活动的实际情况有着联系。性能衡量的研究对判定数据库系统性能的标准有影响。影响Oracle数据库系统的性评价的因素包括了数据库命中率、系统吞吐量、磁盘I/O量以及使用内存等，优化OracleRAC缓存性能的目的总结如下：

3.2.1 系统吞吐量的提高

吞吐量的含义为单位时间中数据库所可以执完成的SQL语句的数量，单位是tps，指每秒所具有的事务量。系统吞吐量的提高有两种方式实现：总响应时间减少和服务时间减少。

3.2.2 响应时间减少

响应时间含义为从SQL语句提交的开始，用户得到第一行结果集所花费的时间，单位是s或ms。响应时间有两种：用户等待时间和CPU时间，CPU时间指的是系统服务的时间。换言之，得到理想的用户响应时间的方法有两种：

首先是将系统服务时间减少，也就是数据库吞吐量的提高。其次是用户等待时间的减少，也就是指尽量避免当用户同时访问一个数据库资源时候，所出现的冲突。

3.2.3 数据库命中率的提高

Oracle用户进程中国获取数据来源于缓冲区高速缓存。衡量缓冲区高速缓存命中率的标准取决于内存可以是否可以满足用户获取数据需求。因为读取高速缓存中的数据开销相比于磁盘而言要小得多。所以通常情况下命中率也比较高。

4 缓存性能调整与优化

4.1 调整缓存分配

优化数据库缓冲区高速缓存以及SGA组件共享池，可以先了解Oracle数据库的内存，同时缓存区域中关于SGA的值要提前设置。

从Oracle 9i起，Oracle缓存区域的PGA的管理就已经实现了自动管理，将WORKARE—SIZES—POLICY参数调整为AUTO。从而确保了缓的性能实现高效、合理的目的，最终数据库系统性能得到提高，PGA AGGREGAT TARGET影响着其大小。

相对于PGA，SGA要繁琐些。在9i中，可以通过设置SGA的控制参数从而控制SGA组件的大小，在进行OracleSGA控制参数的设置过程中，数据库可以不用关闭。进而能够独立监控SGA中的数据库活动情况，同时按照目前的Oracle数据库需求，将区域进行改变，可以通过设置ALTER SYSTEM以及ALTER DATABASE命令实现，完成SGA缓存区域调整。即使相比较于以往的静态设置参数，在操作上便捷了许多，但是依然还要通过DBA来对这些设置进行修改以及观察。在Oracle 10g中，Oracle可以实现ASMM的功能，内存自动共享管理可以实现Oracle按照系统的需求从而进行区域的增加或者减小，自动分配内存的区域，这个发分配的过程没有人工的参与，这对于DBA而言十分便捷，可以说这个成就是划时代的成就。根据将SGA TARGET参数进行初始化，SGA的大部分内存可以通过Oracle自动管理分配。作为一种动态参数，SGA TARGET的设置要小于SGA MAX SIZE参数。但是，有的SGA组件是能够完成自动调整的，能够对内存进行自动的分配，其中的内存具体包含了Shared Pool、Buffer Cache、Large Pool以及Java Pool等，在自动管理Oracle内存中应用AMM，自动管理的范围扩展到了PGA和SGA。MEMORY TARGET参数设置好后，将AMM启动，Oracle就会对PGA以及SGA合理分配以及合理使用，从而方便DBA的管理工作。

结语：随着数据库规模的逐渐扩大，数据库可用性的要求也逐渐的提高，未来数据库领域将是Oracle RAC数据库的市场。同时对于处理多种电子事务以及网格计算中都取得了广泛的运用。相比于传统意义上的单实例数据库，Oracle RAC数据库在可靠性以及可用性方面都有着巨大的优势，Oracle RAC数据库具有繁琐的管理，同时优化的方法也是多种多样。总而言之，优化以及调整Oracle RAC数据库的性能对数据库有着很重要的意义，本文主要是介绍了缓存性能调整以及优化研究，介绍了数据库优化的三点目标，以及缓存优化架构等内容。

[1]刘小斌.基于Solaris的Oracle RAC数据库缓存优化方法研究[J].信息系统工程, 2014(3):146-146

[2]Mingyue Jiang,Tsong Yueh Chen,Fei-Ching Kuo,Dave Towey,Zuohua Ding. A Metamorphic Testing Approach for Supporting Program Repair Without the Need for a Test Oracle[J]. The Journal of Systems & Software,2016

[3]George Barmpalias,Nan Fang,Andrew Lewis-Pye. Optimal asymptotic bounds on the oracle use in computations from Chaitin's Omega[J]. Journal of Computer and System Sciences,2016

[4]Chi Tim Ng,Seungyoung Oh,Youngjo Lee. Going beyond oracle property: Selection consistency and uniqueness of local solution of the generalized linear model[J]. Statistical Methodology,2016