oracle中Shared pool深入分析及性能調整

摘要：本文首先詳細介紹了oracle中shared pool的概念以及所包含的內存結構。然後深入介紹了oracle對於shared pool的管理機制。最後全面介紹了有關buffer cache監控以及調優的實用方法。

1. shared pool的概念

oracle數據庫作為一個管理數據的產品，必須能夠認出用戶所提交的管理命令（通常叫做SQL語句），從而進行響應。認出的過程叫做解析SQL語句的過程，響應的過程叫做執行SQL語句的過程。解析的過程是一個相當復雜的過程，它要考慮各種可能的異常情況，比如SQL語句涉及到的對象不存在、提交的用戶沒有權限等等。而且，還需要考慮如何執行SQL語句，采用什麼方式去獲取數據等。解析的最終結果是要產生oracle自己內部的執行計劃，從而指導SQL 的執行過程。可以看到，解析的過程是一個非常消耗資源的過程。因此，oracle在解析用戶提交的SQL語句的過程中，如果對每次出現的新的SQL語句，都按照標准過程完整的從頭到尾解析一遍的話，效率太低，尤其隨著並發用戶數量的增加、數據量的增加，數據庫的整體性能將直線下降。

oracle對SQL語句進行了概括和抽象，將SQL語句提煉為兩部分，一部分是SQL語句的靜態部分，也就是SQL語句本身的關鍵詞、所涉及的表名稱以及表的列等。另一部分就是SQL語句的動態部分，也就是SQL語句中的值（即表裡的數據）。很明顯的，整個數據庫中所包含的對象數量是有限的，而其中所包含的數據則是無限的。而正是這無限的數據導致了SQL語句的千變萬化，也就是說在數據庫運行的過程中，發生的所有SQL語句中，靜態部分可以認為數量是有限的，而動態部分則是無限的。而實際上，動態部分對解析的影響相比靜態部分對解析的影響來說是微乎其微，也就是說通常情況下，對於相同的靜態部分的SQL 語句來說，不同的動態部分所產生的解析結果（執行計劃）基本都是一樣的。這也就為oracle提高解析SQL語句的效率提供了方向。

oracle會將用戶提交來的SQL語句都緩存在內存中。每次處理新的一條SQL語句時，都會先在內存中查看是否有相同的SQL語句。如果相同則可以減少最重要的解析工作（也就是生成執行計劃），從而節省了大量的資源；反之，如果沒有找到相同的SQL語句，則必須重新從頭到尾進行完整的解析過程。這部分存放SQL語句的內存就叫做共享池（shared pool）。當然，shared pool裡不僅僅是SQL語句，還包括管理shared pool的內存結構以及執行計劃、控制信息等等內存結構。

當oracle在shared pool中查找相同的SQL語句的過程中，如果SQL語句使用了綁定變量（bind variable），那麼就是比較SQL語句的靜態部分，前面我們已經知道，靜態部分是有限的，很容易就能夠緩存在內存裡，從而找到相同的SQL語句的概率很高。如果沒有使用綁定變量，則就是比較SQL語句的靜態部分和動態部分，而動態部分的變化是無限的，因此這樣的SQL語句很難被緩存在shared pool裡。畢竟內存是有限的，不可能把所有的動態部分都緩存在shared pool裡，即便能夠緩存，管理這樣一個無限大的shared pool也是不可能完成的任務。不使用綁定變量導致的直接結果就是，找到相同的SQL語句的概率很低，導致必須完整的解析SQL語句，也就導致消耗更多的資源。從這裡也可以看出，只有我們使用了綁定變量，才真正遵循了oracle引入shared pool的哲學思想，才能夠更有效的利用shared pool.

shared pool的大小由初始化參數shared_pool_size決定。10g以後可以不用設定該參數，而只需要指定sga_target，從而oracle 將自動決定shared pool的大小尺寸。在一個很高的層次上來看，shared pool可以分為庫緩存（library cache）和數據字典緩存（dictionary cache）。Library cache存放了最近執行的SQL語句、存儲過程、函數、解析樹以及執行計劃等。而dictionary cache則存放了在執行SQL語句過程中，所參照的數據字典的信息，包括SQL語句所涉及的表名、表的列、權限信息等。dictionary cache也叫做row cache，因為這裡面的信息都是以數據行的形式存放的，而不是以數據塊的形式存放的。對於dictionary cache來說，oracle傾向於將它們一直緩存在shared pool裡，不會將它們交換出內存，因此我們不用對它們進行過多的關注。而library cache則是shared pool裡最重要的部分，也是在shared pool中進進出出最活躍的部分，需要我們仔細研究。所以，我們在說到shared pool實際上就可以認為是在指library cache.