Oracle 19c入门学习教程，从入门到精通，Oracle系统调优 —— 内存结构与参数优化详解(15）

Oracle系统调优 ------ 内存结构与参数优化详解

一、环境准备：Oracle 安装与调优前提

注意：系统调优需具备 DBA 权限，建议在测试环境（如 Oracle 21c XE）中操作。

1. 安装 Oracle Database 21c XE（简要回顾）

Windows / Linux 安装后验证：

bash 复制代码

sqlplus sys/your_password@localhost:1521/XE as sysdba

2. 调优前必备权限

确保当前用户具有以下权限（通常为 SYS 或 SYSTEM）：

sql 复制代码

GRANT ALTER SYSTEM TO your_dba_user;
-- 查看动态性能视图
GRANT SELECT ON v_$sga TO your_dba_user;
GRANT SELECT ON v_$parameter TO your_dba_user;
-- 其他常用视图：v$sgastat, v$pgastat, v$sysstat 等

💡 Oracle 21c 默认使用 自动内存管理（AMM）或自动共享内存管理（ASMM），但本章将深入手动调优细节。

二、核心语法知识点详解与案例

1. Oracle 初始化参数分类

Oracle 参数分为三类：

类型	特点	修改方式
静态参数	需重启生效	修改 `spfile` 后重启
动态参数（可立即生效）	`ALTER SYSTEM` 即时生效	`SCOPE = MEMORY`
动态参数（可持久化）	可写入 `spfile`	`SCOPE = BOTH`（默认）

✅ 推荐使用 spfile（二进制参数文件），而非 pfile（文本文件）。

查看参数当前值：

sql 复制代码

-- 查看所有参数
SHOW PARAMETER;

-- 查看特定参数（如 sga_target）
SHOW PARAMETER sga_target;

-- 查询 v$parameter 视图
SELECT name, value, isdefault, issys_modifiable 
FROM v$parameter 
WHERE name LIKE '%sga%';

2. 主要系统调优参数介绍

参数	作用	调优建议
`MEMORY_TARGET`	总内存（SGA + PGA）自动管理	Oracle 11g+ 推荐启用
`SGA_TARGET`	SGA 自动管理总大小	若不用 MEMORY_TARGET，则设此值
`PGA_AGGREGATE_TARGET`	PGA 总目标大小	控制排序、哈希等内存
`DB_CACHE_SIZE`	数据缓冲区大小	影响物理读性能
`SHARED_POOL_SIZE`	共享池大小	存储 SQL、PL/SQL、字典缓存
`LOG_BUFFER`	日志缓冲区大小	影响事务提交速度

⚠️ 若设置 MEMORY_TARGET > 0，则 SGA_TARGET 和 PGA_AGGREGATE_TARGET 由 Oracle 自动分配。

3. 系统全局区（SGA）优化

3.1 理解 SGA 内存结构

SGA 由以下主要组件构成：

Database Buffer Cache：缓存数据块
Shared Pool：缓存 SQL、执行计划、数据字典
Redo Log Buffer：缓存重做日志
Large Pool（可选）：用于 RMAN、并行查询
Java Pool（可选）：Java 存储
Streams Pool（可选）：流复制

查看 SGA 分配：

sql 复制代码

-- 查看 SGA 总体
SHOW SGA;

-- 详细各组件使用情况
SELECT * FROM v$sgastat ORDER BY pool, name;

4. 调整日志缓冲区（Redo Log Buffer）

作用：

缓存事务产生的重做记录，减少磁盘 I/O。
大小由 LOG_BUFFER 控制（静态参数，需重启）。

查看当前大小：

sql 复制代码

SHOW PARAMETER log_buffer;
-- 输出示例：log_buffer = 67108864 (约 64MB)

调整方法（需重启）：

sql 复制代码

-- 创建 pfile 临时修改（不推荐生产直接改 spfile）
CREATE PFILE='/tmp/initXE.ora' FROM SPFILE;

-- 编辑 initXE.ora，添加：
-- *.log_buffer=134217728  -- 128MB

-- 重启数据库
SHUTDOWN IMMEDIATE;
STARTUP PFILE='/tmp/initXE.ora';

-- 重建 spfile（可选）
CREATE SPFILE FROM PFILE='/tmp/initXE.ora';

✅ 一般建议：OLTP 系统可设为 100--500 MB；若频繁出现 "log buffer space" 等待事件，则需增大。

5. 调整共享池（Shared Pool）

作用：

存储 SQL 语句、执行计划、PL/SQL 代码、数据字典缓存。
过小 → 频繁硬解析（Hard Parse）→ CPU 飙升。
过大 → 内存浪费。

关键参数：

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-- 手动指定大小（若未启用 SGA_TARGET）
ALTER SYSTEM SET shared_pool_size = 512M SCOPE = BOTH;

监控共享池效率：

sql 复制代码

-- 计算软解析率（越高越好，>95% 为佳）
SELECT 
  1 - (SUM(reloads) / SUM(pins)) AS "Soft Parse Ratio"
FROM v$librarycache;
-- pins: 总访问次数，reloads: 重新加载次数（硬解析）

-- 查看共享池使用情况
SELECT 
  pool, name, bytes/1024/1024 AS mb
FROM v$sgastat 
WHERE pool = 'shared pool' AND name IN ('free memory', 'sql area', 'dictionary cache');

✅ 建议：启用 CURSOR_SHARING = FORCE（谨慎）或使用绑定变量减少硬解析。

6. 调整数据库缓冲区（DB Cache）

作用：

缓存从磁盘读取的数据块，减少物理 I/O。
由 DB_CACHE_SIZE 控制（默认块大小缓存）。

调整语法：

sql 复制代码

-- 设置默认缓冲区为 1GB
ALTER SYSTEM SET db_cache_size = 1G SCOPE = BOTH;

监控缓存命中率：

sql 复制代码

-- 计算逻辑读 vs 物理读
SELECT 
  1 - (phy.value / (cur.value + con.value)) AS "Buffer Cache Hit Ratio"
FROM v$sysstat cur, v$sysstat con, v$sysstat phy
WHERE cur.name = 'db block gets'
  AND con.name = 'consistent gets'
  AND phy.name = 'physical reads';

✅ 健康值：OLTP > 90%，DSS（数据仓库）可低至 70%。

7. SGA 调优建议

场景	建议
OLTP 系统	增大 Shared Pool（SQL 复用高），适度 DB Cache
DSS/报表系统	增大 DB Cache（全表扫描多），Shared Pool 可较小
混合负载	启用 `SGA_TARGET`，让 Oracle 自动调配
内存充足	启用 `MEMORY_TARGET`（Oracle 11g+）

启用自动 SGA 管理（推荐）：

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-- 关闭手动参数
ALTER SYSTEM RESET shared_pool_size SCOPE = SPFILE SID='*';
ALTER SYSTEM RESET db_cache_size SCOPE = SPFILE SID='*';

-- 设置 SGA_TARGET
ALTER SYSTEM SET sga_target = 2G SCOPE = SPFILE;
-- 重启生效
SHUTDOWN IMMEDIATE;
STARTUP;

🔁 Oracle 会自动在 Shared Pool、DB Cache、Large Pool 之间动态分配内存。

8. 排序区优化（PGA 相关）

8.1 排序区与其他内存区的关系

专用服务器模式（Dedicated Server） ：排序内存从 PGA 分配。
共享服务器模式（Shared Server） ：排序内存从 UGA（位于 SGA Large Pool） 分配。

✅ Oracle 9i+ 使用 PGA_AGGREGATE_TARGET 统一管理 PGA，不再使用 SORT_AREA_SIZE（已废弃）。

查看 PGA 使用：

sql 复制代码

SELECT * FROM v$pgastat;
-- 关注：aggregate PGA target parameter, total PGA allocated

调整 PGA：

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-- 设置 PGA 总目标为 1GB
ALTER SYSTEM SET pga_aggregate_target = 1G SCOPE = BOTH;

监控排序活动：

sql 复制代码

-- 查看排序相关统计
SELECT name, value 
FROM v$sysstat 
WHERE name LIKE '%sort%';

-- 关键指标：
-- sorts (memory)    → 内存排序（快）
-- sorts (disk)      → 磁盘排序（慢，应尽量避免）

✅ 健康比例：sorts (disk) / sorts (memory) < 5%

9. 专用模式 vs 共享模式下的排序区调整

模式	内存来源	调优参数
专用模式	PGA	`PGA_AGGREGATE_TARGET`
共享模式	SGA（Large Pool）	`LARGE_POOL_SIZE`

判断当前连接模式：

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-- 查看是否使用共享服务器
SHOW PARAMETER shared_servers;
-- 若 shared_servers > 0，则部分会话使用共享模式

调整 Large Pool（共享模式）：

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ALTER SYSTEM SET large_pool_size = 256M SCOPE = BOTH;

💡 共享模式下，若 LARGE_POOL_SIZE 不足，UGA 会从 Shared Pool 分配，导致 Shared Pool 碎片。

三、综合性调优案例

场景：OLTP 电商数据库性能下降

症状：

用户反馈"下单慢"
AWR 报告显示：高 CPU、大量硬解析、磁盘排序

调优步骤：

步骤 1：检查内存配置

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-- 当前内存设置
SHOW PARAMETER memory_target;     -- 0（未启用 AMM）
SHOW PARAMETER sga_target;        -- 0（未启用 ASMM）
SHOW PARAMETER pga_aggregate_target; -- 200M（太小！）

-- SGA 手动分配
SHOW PARAMETER shared_pool_size;  -- 128M
SHOW PARAMETER db_cache_size;     -- 512M

步骤 2：启用自动内存管理（假设服务器有 8GB 内存）

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-- 设置总内存为 4GB（留一半给 OS）
ALTER SYSTEM SET memory_target = 4G SCOPE = SPFILE;
ALTER SYSTEM SET memory_max_target = 4G SCOPE = SPFILE;

-- 重启数据库
SHUTDOWN IMMEDIATE;
STARTUP;

步骤 3：验证自动分配效果

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-- 查看实际分配
SELECT component, current_size/1024/1024 AS mb 
FROM v$memory_dynamic_components;

-- 输出示例：
-- SHARED POOL     1024 MB
-- DEFAULT BUFFER CACHE  2048 MB
-- PGA TARGET      1024 MB

步骤 4：监控硬解析与排序

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-- 软解析率（应 >95%）
SELECT 1 - (SUM(reloads)/SUM(pins)) FROM v$librarycache;

-- 排序磁盘比（应 <5%）
SELECT 
  disk.value AS "Disk Sorts",
  mem.value AS "Memory Sorts",
  ROUND(disk.value / NULLIF(mem.value,0) * 100, 2) AS "Disk Sort %"
FROM 
  (SELECT value FROM v$sysstat WHERE name = 'sorts (disk)') disk,
  (SELECT value FROM v$sysstat WHERE name = 'sorts (memory)') mem;

步骤 5：应用层配合（开发建议）

使用 绑定变量 替代字面量，减少硬解析：

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-- ❌ 差：每次都是新 SQL
SELECT * FROM orders WHERE user_id = 1001;
SELECT * FROM orders WHERE user_id = 1002;

-- ✅ 好：同一 SQL，不同绑定值
SELECT * FROM orders WHERE user_id = :user_id;

四、常用诊断脚本汇总

1. 内存总体视图

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-- SGA + PGA 总览
SELECT 
  'SGA' AS area, SUM(value)/1024/1024 AS mb 
FROM v$sga
UNION ALL
SELECT 
  'PGA', value/1024/1024 
FROM v$pgastat 
WHERE name = 'total PGA allocated';

2. 缓存命中率

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-- Buffer Cache Hit Ratio
SELECT 
  1 - (phy.value / (cur.value + con.value)) AS hit_ratio
FROM v$sysstat cur, v$sysstat con, v$sysstat phy
WHERE cur.name = 'db block gets'
  AND con.name = 'consistent gets'
  AND phy.name = 'physical reads';

3. 共享池健康度

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-- Free memory in Shared Pool（应 >10%）
SELECT 
  bytes/1024/1024 AS free_mb,
  (bytes / (SELECT SUM(bytes) FROM v$sgastat WHERE pool='shared pool')) * 100 AS pct_free
FROM v$sgastat 
WHERE pool = 'shared pool' AND name = 'free memory';

五、总结与最佳实践

调优方向	建议
内存管理	优先启用 `MEMORY_TARGET`（11g+）或 `SGA_TARGET` + `PGA_AGGREGATE_TARGET`
Shared Pool	避免硬解析 → 使用绑定变量，监控 `v$librarycache`
DB Cache	提高命中率 → 增大 `db_cache_size` 或启用自动管理
PGA/排序	减少磁盘排序 → 增大 `pga_aggregate_target`
日志缓冲区	OLTP 可适当增大（100--500MB），但收益递减
监控	定期生成 AWR/ASH 报告，关注 Top 5 等待事件

✅ 调优不是一次性的：需结合业务增长、数据量变化持续监控与调整。

✅ 本章覆盖 Oracle SGA/PGA 内存结构、关键参数、监控方法及实战调优流程，适用于 DBA 日常性能优化工作。