共享池的改进与ORA-04031的变化    关闭

  我们知道,从Oracle 9i开始,Shared Pool可以被分割为多个子缓冲池(SubPool)进行管理,以提高并发性,减少竞争。

  Shared Pool的每个SubPool可以被看作是一个Mini Shared Pool,拥有自己独立的Free List、内存结构以及LRU List。同时Oracle提供多个Latch对各个子缓冲池进行管理,从而避免单个Latch的竞争(Shared Pool Reserved Area同样进行分割管理)。SubPool最多可以有7个,Shared Pool Latch也从原来的一个增加到现在的7个。如果系统有4个或4个以上的CPU,并且SHARED_POOL_SIZE大于250MB,Oracle可以把Shared Pool分割为多个子缓冲池(SubPool)进行管理,在Oracle 9i中,每个SubPool至少为128MB。

  如果你看到过类似如下信息,那就意味着你可能遇到了SubPool的问题。

  子缓冲池的数量受一个新引入的隐含参数_KGHDSIDX_COUNT影响。可以手工调整该参数(仅限于试验环境研究用),观察共享池管理的变化,可以通过如下步骤转储默认情况以及修改后的Shared Pool,再进行观察:

  以下是概要输出,注意在前者的跟踪文件中,sga heap(1,0)指共享池只存在一个子缓冲,后者则存在sga heap(1,0)以及sga heap(2,0)两个子缓冲池:

  子缓冲池分配的算法很简单:

  每个子缓冲池必须满足一定的内存约束条件;

  每4颗CPU可以分配一个子缓冲池,子缓冲池的数量最多7个。

  在Oracle 9i中,每个SubPool容量至少128MB,而在Oracle 10g中,每个子缓冲池容量至少为256MB。如前所述,SubPool的数量可以通过_KGHDSIDX_COUNT参数来控制,但是没有参数可以显式地控制SubPool的大小。

  根据以上规则,在一个12颗CPU的系统中,如果分配容量300MB的Shared Pool,Oracle 9i将创建2个SubPool,每个容量大约150MB,如果共享池容量增加到500MB,Oracle将创建3个SubPool,每个容量大约166MB。

  不管是Oracle 9i中的128MB,还是Oracle10g中的256MB,这样的SubPool在许多复杂的系统中,都可能是过小的,在这些情况下,可能要增大SubPool。可以通过控制Shared Pool大小以及SubPool的数量来改变SubPool的大小。一些Bug以及内部测试表明500MB的SubPool可能会带来更好的性能,所以从Oracle 11g开始,每个SubPool至少为512MB。

  除大小控制之外,在Oracle 10g中,Oracle仍然对共享池的管理做出了进一步改进,那就是对单个子缓冲池进行进一步的细分。现在默认Oracle 10g会将单个缓冲池分割为4个子分区进行管理(这可能是因为通常4颗CPU才分配一个SubPool),使用类似如上的方法在Oracle 10gR2中进行测试:

  分析得到的日志,当仅有一个子缓冲池时,Shared Pool被划分为sga heap(1,0)~sga heap(1,3),共4个子分区:

  通过一个内部表X$KGHLU([K]ernel [G]eneric memory [H]eap manager State of [L]R[U] Of Unpinned Recreatable chunks)可以查询这些子缓冲池的分配:

  通过这一系列的算法改进,Oracle中Shared Pool管理得以不断增强,较好地解决了大Shared Pool的性能问题;Oracle 8i中,过大Shared Pool设置可能带来的栓锁争用等性能问题在某种程度上得以解决。从Oracle 10g开始,Oracle开始提供自动共享内存管理,使用该特性,用户可以不必显示设置共享内存参数,Oracle会自动进行分配和调整,虽然Oracle为用户提供了极大的便利,但是了解自动化后面的原理对于理解Oracle的运行机制仍然是十分重要的。

  虽然多缓冲池技术使Oracle可以管理更大的共享池,但是SubPool的划分可能也会导致各分区之间的协调问题,甚至可能因为内存分散而出现ORA-04031错误。最常见的问题是某个子缓冲池(SubPool)可能出现过度使用,当新的进程仍然被分配到这个SubPool时,可能会导致内存请求失败(而此时其他SubPool可能还有很多内存空间)。

  因为子缓冲池存在的种种问题,从Oracle 10g开始,允许内存请求在不同SubPool之间进行切换(Switch),从而提高了请求成功的可能(但是显然切换不可能是无限制的,所以问题仍然可能存在)。

  以下是来自客户系统的一个实际案例,在一个Oracle9i的系统中,经常出现ORA-04031的错误,客户系统的主要配置。

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