Oracle數據庫設計開發階段性能優化策略

引言

Oracle是目前使用最為廣泛的大型數據庫管理系統，提高Oracle數據庫系統的運行效率，是整個計算機信息系統高效運轉的前提和保證。影響Oracle數據庫應用系統性能的因素很多，既有軟件方面的因素，也包括數據運行的硬件環境、網絡環境、數據庫管理和維護方面的因素等。數據庫系統設計開發階段是Oracle應用優化的最佳階段，也是主動優化階段，能達到以最小成本獲得最大性能增益的目的。通過對其邏輯存儲結構和物理存儲結構設計進行優化，使之在滿足需求條件下，時空開銷性能最佳，可以解決數據庫系統運行過程中性能的漸進性下降或性能突降等問題，以保證系統運行的優良性能。

Oracle數據庫的邏輯結構和物理結構

Oracle 數據庫的邏輯結構是由一些數據庫對象組成，如數據庫表空間、表、索引、段、視圖、存儲過程、觸發器等。數據庫的邏輯存儲結構(表空間等)決定了數據庫的物理空間是如何被使用的，數據庫對象如表、索引等分布在各個表空間中。

Oracle 數據庫的物理結構從操作系統一級查看，是由一個個的文件組成，從物理上可劃分為:數據文件、日志文件、控制文件和參數文件。數據文件中存放了所有的數據信息;日志文件存放數據庫運行期間產生的日志信息，它被重復覆蓋使用，若不采用歸檔方式的話，已被覆蓋的日志信息將無法恢復;控制文件記錄了整個數據庫的關鍵結構信息，它若被破壞，整個數據庫將無法工作和恢復;參數文件中設置了很多Oracle 數據庫的配置參數，當數據庫啟動時，會讀取這些信息。

邏輯結構的優化

邏輯結構優化用通俗的話來說就是通過增加、減少或調整邏輯結構來提高應用的效率，下面通過對基本表的設計及索引、聚簇的討論來分析ORACLE邏輯結構的優化。

1、基本表擴展

數據庫性能包括存儲空間需求量的大小和查詢響應時間的長短兩個方面。為了優化數據庫性能，需要對數據庫中的表進行規范化。一般來說，邏輯數據庫設計滿足第三范式的表結構容易維護且基本滿足實際應用的要求。所以，實際應用中一般都按照第三范式的標准進行規范化，從而保證了數據庫的一致性和完整性，設計人員往往會設計過多的表間關聯，以盡可能地降低數據冗余。但在實際應用中這種做法有時不利於系統運行性能的優化:如過程從多表獲取數據時引發大量的連接操作，在需要部分數據時要掃描整個表等，這都消耗了磁盤的I/O 和CPU 時間。

為解決這一問題，在設計表時應同時考慮對某些表進行反規范化，方法有以下幾種:一是分割表。分割表可分為水平分割表和垂直分割表兩種:水平分割是按照行將一個表分割為多個表，這可以提高每個表的查詢速度，但查詢、更新時要選擇不同的表，統計時要匯總多個表，因此應用程序會更復雜。垂直分割是對於一個列很多的表，若某些列的訪問頻率遠遠高於其它列，就可以將主鍵和這些列作為一個表，將主鍵和其它列作為另外一個表。通過減少列的寬度，增加了每個數據頁的行數，一次I/O就可以掃描更多的行，從而提高了訪問每一個表的速度。但是由於造成了多表連接，所以應該在同時查詢或更新不同分割表中的列的情況比較少的情況下使用。二是保留冗余列。當兩個或多個表在查詢中經常需要連接時，可以在其中一個表上增加若干冗余的列，以避免表之間的連接過於頻繁，一般在冗余列的數據不經常變動的情況下使用。三是增加派生列。派生列是由表中的其它多個列的計算所得，增加派生列可以減少統計運算，在數據匯總時可以大大縮短運算時間。

因此，在數據庫的設計中，數據應當按兩種類別進行組織:頻繁訪問的數據和頻繁修改的數據。對於頻繁訪問但是不頻繁修改的數據，內部設計應當物理不規范化。對於頻繁修改但並不頻繁訪問的數據，內部設計應當物理規范化。有時還需將規范化的表作為邏輯數據庫設計的基礎，然後再根據整個應用系統的需要，物理地非規范化數據。規范與反規范都是建立在實際的操作基礎之上的約束，脫離了實際兩者都沒有意義。只有把兩者合理地結合在一起，才能相互補充，發揮各自的優點。