对于shared pool的深入探讨(一)

关于shared pool的设置一直是一个争议较多的内容.
很多文章上说,shared pool设置过大会带来额外的管理上的负担，从而在某些条件下会导致性能的下降.
那么这个管理上的负担指的是什么内容呢?
本文对这个内容作一定的深入探讨.
本文只涉及一个方面,后续的文章将从其他方面继续讨论.
基础知识:
我们可以通过如下命令转储shared pool共享内存的内容:
SQL> alter session set events ’immediate trace name heapdump level 2’; 
Session altered.
本测试中引用的两个trace文件:
9i:
SQL> @gettrcname
TRACE_FILE_NAME
--------------------------------------------------------------------------------
/opt/oracle/admin/hsjf/udump/hsjf_ora_24983.trc
8i:
SQL> @gettrcname
TRACE_FILE_NAME
--------------------------------------------------------------------------------
/usr/oracle8/admin/guess/udump/guess_ora_22038.trc
Shared Pool通过free list管理free块,Free List按不同size划分Bucket
在Oracle8i中,不同bucket的size范围如下所示(size显示的是下边界):
oracle:/usr/oracle8/admin/guess/udump>cat guess_ora_22038.trc grep Bucket
 Bucket 0 size=44 
 Bucket 1 size=76 
 Bucket 2 size=140
 Bucket 3 size=268
 Bucket 4 size=524
 Bucket 5 size=1036
 Bucket 6 size=2060
 Bucket 7 size=4108
 Bucket 8 size=8204
 Bucket 9 size=16396
 Bucket 10 size=32780

我们注意,在这里，小于76的块都位于Bucket 0上;大于32780的块,都在Bucket 10上
初始的,数据库启动以后,shared pool多数是连续内存块
当空间分配使用以后,内存块开始被分割,碎片开始出现，Bucket列表开始变长
Oracle请求shared pool空间时，首先进入相应的Bucket进行查找
如果找不到,则转向下一个非空的bucket,获取第一个chunk
分割这个chunk,剩余部分会进入相应的Bucket,进一步增加碎片
最终的结果是,Bucket 0上的内存块会越来越多,越来越碎小
(在我这个测试的小型的数据库上,Bucket 0上的碎片已经达到9030个
而shared_pool_size设置仅为150M)
通常如果每个Bucket上的chunk多余2000个，就被认为是share pool碎片过多
而在大多数情况下,我们请求的都是相对小的chunk,这样搜索Bucket 0往往消耗了大量的时间以及资源
这可能导致share pool Latch被长时间的持有,导致更多的share pool竞争
所以在Oracle9i之前,如果盲目的增大shared_pool_size或设置过大的shared_pool_size，往往会适得其反

我们看一下Oracle9i中的处理方式:
[oracle@jumper oracle]$ sqlplus "/ as sysdba"
SQL*Plus: Release 9.2.0.3.0 - Production on Wed Aug 18 22:13:07 2004
Copyright (c) 1982, 2002, Oracle Corporation.  All rights reserved.

Connected to:
Oracle9i Enterprise Edition Release 9.2.0.3.0 - Production
With the Partitioning, OLAP and Oracle Data Mining options
JServer Release 9.2.0.3.0 - Production
SQL> alter session set events ’immediate trace name heapdump level 2’; 
Session altered.
SQL> @gettrcname
TRACE_FILE_NAME
--------------------------------------------------------------------------------
/opt/oracle/admin/hsjf/udump/hsjf_ora_24983.trc
SQL> 
SQL> !
[oracle@jumper oracle]$ cd $admin
[oracle@jumper udump]$ cat hsjf_ora_24983.trc grep Bucket
 Bucket 0 size=16
 Bucket 1 size=20
 Bucket 2 size=24
 Bucket 3 size=28
 Bucket 4 size=32
 Bucket 5 size=36
 Bucket 6 size=40
 Bucket 7 size=44
 Bucket 8 size=48
 Bucket 9 size=52
 Bucket 10 size=56
 Bucket 11 size=60
 Bucket 12 size=64
[page_break]Bucket 13 size=68
 Bucket 14 size=72
 Bucket 15 size=76
 Bucket 16 size=80
 Bucket 17 size=84
 Bucket 18 size=88
 Bucket 19 size=92
 Bucket 20 size=96
 Bucket 21 size=100
 Bucket 22 size=104
 Bucket 23 size=108
 Bucket 24 size=112
 Bucket 25 size=116
 Bucket 26 size=120
 Bucket 27 size=124
 Bucket 28 size=128
 Bucket 29 size=132
 Bucket 30 size=136
 Bucket 31 size=140
 Bucket 32 size=144
 Bucket 33 size=148
 Bucket 34 size=152
 Bucket 35 size=156
 Bucket 36 size=160
 Bucket 37 size=164
 Bucket 38 size=168
 Bucket 39 size=172
 Bucket 40 size=176
 Bucket 41 size=180
 Bucket 42 size=184
 Bucket 43 size=188
 Bucket 44 size=192
 Bucket 45 size=196
 Bucket 46 size=200
 Bucket 47 size=204
 Bucket 48 size=208
 Bucket 49 size=212
 Bucket 50 size=216
 Bucket 51 size=220
 Bucket 52 size=224
 Bucket 53 size=228
 Bucket 54 size=232
 Bucket 55 size=236
 Bucket 56 size=240
 Bucket 57 size=244
 Bucket 58 size=248
 Bucket 59 size=252
 Bucket 60 size=256
 Bucket 61 size=260
 Bucket 62 size=264
 Bucket 63 size=268
 Bucket 64 size=272
 Bucket 65 size=276
 Bucket 66 size=280
 Bucket 67 size=284
 Bucket 68 size=288
 Bucket 69 size=292
 Bucket 70 size=296
 Bucket 71 size=300
 Bucket 72 size=304
 Bucket 73 size=308
 Bucket 74 size=312
 Bucket 75 size=316
 Bucket 76 size=320
 Bucket 77 size=324
 Bucket 78 size=328
 Bucket 79 size=332
 Bucket 80 size=336
 Bucket 81 size=340
 Bucket 82 size=344
 Bucket 83 size=348
 Bucket 84 size=352
 Bucket 85 size=356
 Bucket 86 size=360
 Bucket 87 size=364
 Bucket 88 size=368
 Bucket 89 size=372
 Bucket 90 size=376
 Bucket 91 size=380
 Bucket 92 size=384
 Bucket 93 size=388
 Bucket 94 size=392
 Bucket 95 size=396
 Bucket 96 size=400
 Bucket 97 size=404
 Bucket 98 size=408
 Bucket 99 size=412
 Bucket 100 size=416
 Bucket 101 size=420
 Bucket 102 size=424
 Bucket 103 size=428
 Bucket 104 size=432
 Bucket 105 size=436
 Bucket 106 size=440
 Bucket 107 size=444
 Bucket 108 size=448
 Bucket 109 size=452
 Bucket 110 size=456
 Bucket 111 size=460
 Bucket 112 size=464
 Bucket 113 size=468
 Bucket 114 size=472
 Bucket 115 size=476
 Bucket 116 size=480
 Bucket 117 size=484
 Bucket 118 size=488
 Bucket 119 size=492
 Bucket 120 size=496
 Bucket 121 size=500
 Bucket 122 size=504
 Bucket 123 size=508
 Bucket 124 size=512
 Bucket 125 size=516
 Bucket 126 size=520
 Bucket 127 size=524
 Bucket 128 size=528
 Bucket 129 size=532
 Bucket 130 size=536
 Bucket 131 size=540
 Bucket 132 size=544
 Bucket 133 size=548
 Bucket 134 size=552
 Bucket 135 size=556
 Bucket 136 size=560
 Bucket 137 size=564
 Bucket 138 size=568
 Bucket 139 size=572
 Bucket 140 size=576
 Bucket 141 size=580
 Bucket 142 size=584
 Bucket 143 size=588
 Bucket 144 size=592
 Bucket 145 size=596
 Bucket 146 size=600
 Bucket 147 size=604
 Bucket 148 size=608
 Bucket 149 size=612
 Bucket 150 size=616
 Bucket 151 size=620
 Bucket 152 size=624
 Bucket 153 size=628
 Bucket 154 size=632
 Bucket 155 size=636
 Bucket 156 size=640
 Bucket 157 size=644
 Bucket 158 size=648
 Bucket 159 size=652
 Bucket 160 size=656
 Bucket 161 size=660
 Bucket 162 size=664
 Bucket 163 size=668
[page_break]Bucket 164 size=672
 Bucket 165 size=676
 Bucket 166 size=680
 Bucket 167 size=684
 Bucket 168 size=688
 Bucket 169 size=692
 Bucket 170 size=696
 Bucket 171 size=700
 Bucket 172 size=704
 Bucket 173 size=708
 Bucket 174 size=712
 Bucket 175 size=716
 Bucket 176 size=720
 Bucket 177 size=724
 Bucket 178 size=728
 Bucket 179 size=732
 Bucket 180 size=736
 Bucket 181 size=740
 Bucket 182 size=744
 Bucket 183 size=748
 Bucket 184 size=752
 Bucket 185 size=756
 Bucket 186 size=760
 Bucket 187 size=764
 Bucket 188 size=768
 Bucket 189 size=772
 Bucket 190 size=776
 Bucket 191 size=780
 Bucket 192 size=784
 Bucket 193 size=788
 Bucket 194 size=792
 Bucket 195 size=796
 Bucket 196 size=800
 Bucket 197 size=804
 Bucket 198 size=808
 Bucket 199 size=812
 Bucket 200 size=876
 Bucket 201 size=940
 Bucket 202 size=1004
 Bucket 203 size=1068
 Bucket 204 size=1132
 Bucket 205 size=1196
 Bucket 206 size=1260
 Bucket 207 size=1324
 Bucket 208 size=1388
 Bucket 209 size=1452
 Bucket 210 size=1516
 Bucket 211 size=1580
 Bucket 212 size=1644
 Bucket 213 size=1708
 Bucket 214 size=1772
 Bucket 215 size=1836
 Bucket 216 size=1900
 Bucket 217 size=1964
 Bucket 218 size=2028
 Bucket 219 size=2092
 Bucket 220 size=2156
 Bucket 221 size=2220
 Bucket 222 size=2284
 Bucket 223 size=2348
 Bucket 224 size=2412
 Bucket 225 size=2476
 Bucket 226 size=2540
 Bucket 227 size=2604
 Bucket 228 size=2668
 Bucket 229 size=2732
 Bucket 230 size=2796
 Bucket 231 size=2860
 Bucket 232 size=2924
 Bucket 233 size=2988
 Bucket 234 size=3052
 Bucket 235 size=3116
 Bucket 236 size=3180
 Bucket 237 size=3244
 Bucket 238 size=3308
 Bucket 239 size=3372
 Bucket 240 size=3436
 Bucket 241 size=3500
 Bucket 242 size=3564
 Bucket 243 size=3628
 Bucket 244 size=3692
 Bucket 245 size=3756
 Bucket 246 size=3820
 Bucket 247 size=3884
 Bucket 248 size=3948
 Bucket 249 size=4012
 Bucket 250 size=4108
 Bucket 251 size=8204
 Bucket 252 size=16396
 Bucket 253 size=32780
 Bucket 254 size=65548
我们看到,在Oracle9i中,Free Lists被划分为0~254,共255个Bucket每个Bucket容纳的size范围
Bucket 0~199  容纳size以    4 递增
Bucket 200~249 容纳size以   64 递增 
从Bucket 249开始,Oracle各Bucket步长进一步增加:
Bucket 249: 4012 ~4107  = 96
Bucket 250: 4108 ~8203  = 4096
Bucket 251: 8204 ~16395 = 8192
Bucket 252: 16396~32779 = 16384
Bucket 253: 32780~65547 = 32768
Bucket 254: >=65548
在Oracle9i中,对于小的chunk,Oracle增加了更多的Bucket来管理0~199共200个Bucket,size以4为步长递增;200~249共50个Bucket,size以64递增. 这样每个Bucket中容纳的chunk数量大大减少,查找的效率得以提高. 这就是Oracle9i中shared pool管理的增强,通过这个算法的改进
Oracle8i中,过大shared pool带来的栓锁争用等性能问题在某种程度上得以解决.

关键词：对于shared pool的深入探讨(一)