ASONG

??? 共享服務(wù)器模式(MTS)
??? 集群技術(shù)(Clustering)RAC
??? 分區(qū)
??? 并行處理(主要是并行查詢)

??? Oracle提供的這些特性確實(shí)是用來進(jìn)行性能改善的,但我們往往忽略了對自身應(yīng)用特性的分析,它們是否適合于我們.最近,通過對這方面知識的深入了解,發(fā)現(xiàn)我們以前存在一些錯(cuò)誤的認(rèn)識.我覺得有必要,大家一起來改變這種誤解.

??? 分析之前,先明確一下我們的應(yīng)用特性.數(shù)據(jù)庫應(yīng)用大體可以分為OLAP和OLTP兩大類,即:聯(lián)機(jī)事務(wù)分析(數(shù)據(jù)倉庫)和聯(lián)機(jī)事務(wù)處理(事務(wù)應(yīng)用)我們的應(yīng)用系統(tǒng),其應(yīng)用特性主要是聯(lián)機(jī)事務(wù)處理,又包含了少量的數(shù)據(jù)倉庫特性.

??? 1.共享服務(wù)器(MTS)

??? Oracle缺省用的是專用服務(wù)器模式,也就是說一個(gè)用戶連接進(jìn)程對應(yīng)一個(gè)服務(wù)器的進(jìn)程.記得某大醫(yī)院剛啟用的時(shí)候,我們曾經(jīng)試過MTS.因?yàn)槁犝fMTS在不增加內(nèi)存和CPU的情況下連接更多的客戶端,結(jié)果并不是我們預(yù)期的那樣.MTS有問題嗎?不是,是因?yàn)槲覀儗TS不了解,并不是它有問題,而是它不是用來在這種情況下做這件事的.

??? 一般情況,只有當(dāng)并發(fā)連接數(shù)超過了操作系統(tǒng)的支持時(shí),才建議使用MTS,否則應(yīng)該使用缺省的專用服務(wù)器模式.也就是說,在專用服務(wù)器模式下,因?yàn)槎嘁粋€(gè)連接就要多消耗一個(gè)操作系統(tǒng)的進(jìn)程,只有當(dāng)并發(fā)應(yīng)用需求超過操作系統(tǒng)的允許連接數(shù)時(shí),才有必要考慮MTS.
??? 如果現(xiàn)有系統(tǒng),物理上支持100個(gè)連接的專用服務(wù)器數(shù)據(jù)庫,改為使用共享服務(wù)器模式,也許支持1000個(gè)連接,但同時(shí)活動(dòng)的連接可能只有100個(gè).一般2到4個(gè)CPU的服務(wù)器,應(yīng)對200到400個(gè)并發(fā)連接是足夠的,如果連接增加了,可以增加CPU和內(nèi)存.

??? MTS具有以下一些缺點(diǎn):

??? 1.共享服務(wù)器的代碼路徑比專用服務(wù)器長,所以它天生就比專用服務(wù)器慢.
??? 2.存在人為死鎖的可能,因?yàn)樗谴械?所有共享服務(wù)器綁定在一起(一個(gè)進(jìn)程),只要一個(gè)連接阻塞,則所有用戶阻塞,并且極可能死鎖.
??? 3.存在獨(dú)占事務(wù)的可能,因?yàn)槿绻粋€(gè)會(huì)話的事務(wù)運(yùn)行時(shí)間過長,它獨(dú)占共享資源,其它用戶只能等待.(而專用服務(wù)器,每個(gè)客戶端是一個(gè)會(huì)話)
??? 4.共享服務(wù)器模式限制了某些數(shù)據(jù)庫特性,例如:不能單獨(dú)啟動(dòng)和關(guān)閉實(shí)例,不能進(jìn)行介質(zhì)恢復(fù),不能使用Log Miner,不能使用,并且SQL_TRACE沒有意義(因?yàn)槭枪蚕矶皇钱?dāng)前會(huì)話的).

??? MTS減少的內(nèi)存實(shí)際上是專用服務(wù)器模式下每個(gè)用戶連接到操作系統(tǒng)進(jìn)程所需的內(nèi)存,但它卻使用SGA的Large_Pool來分配UGA,拆東墻補(bǔ)西墻,所減少的內(nèi)存是很少的.如果用戶會(huì)話的連接和斷開很頻繁,數(shù)據(jù)庫進(jìn)程的創(chuàng)建和刪除的開銷會(huì)非常大,這種情況最好采用共享服務(wù)器模式(否則,應(yīng)該使用連接池技術(shù)).所幸的是,我們產(chǎn)品的設(shè)計(jì)可能就考慮了這個(gè)因素,使用的是一次連接終身使用(會(huì)話生命周期內(nèi)),避免了這種情況.

??? 所以,綜上所述,針對我們產(chǎn)品,建議采用缺省的專用服務(wù)器模式,連接不夠時(shí),通過增加硬件解決,而不是改用MTS.另外,實(shí)際上,Oracle可以同時(shí)支持共享服務(wù)器和專用服務(wù)器模式,可以指定一個(gè)會(huì)話使用專用服務(wù)器,另一個(gè)會(huì)話使用共享服務(wù)器.

??? 2.集群技術(shù)(RAC)

??? Oracle RAC(Real Application Clusters),我們說的雙機(jī)容錯(cuò)就是RAC的一種. 集群技術(shù)的優(yōu)勢在在于橫向擴(kuò)展性能,并提供高可用性.32位的操作系統(tǒng)有4G內(nèi)存的限制,有些Unix系統(tǒng)(以及非高級版本的Windows)有CPU個(gè)數(shù)的限制.而集群技術(shù)通過集合多臺機(jī)器協(xié)同工作,橫向打破了這種限制.通過RAC,一臺服務(wù)器一個(gè)實(shí)例,多臺機(jī)器構(gòu)成一個(gè)實(shí)例服務(wù)集,客戶端連接到它上面.這項(xiàng)技術(shù),我們有時(shí)對客戶說是負(fù)載均衡,實(shí)際上這是片面的,RAC的主要針對的是CPU和內(nèi)存的負(fù)載均衡,并沒有實(shí)現(xiàn)磁盤IO的負(fù)載均衡.(當(dāng)然,磁盤IO可以通過Raid或NAS來實(shí)現(xiàn))

??? RAC還有一個(gè)好處是,提高了可用性,也就是說一臺服務(wù)器壞掉了(注意:不是數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)),不影響正常使用.就像負(fù)載均衡一樣,它提高了數(shù)據(jù)層以上的可用性,但不是全部,因?yàn)閿?shù)據(jù)壞了,它也沒有辦法.(數(shù)據(jù)層,那是Oracle Data Guard的事了,或者干脆說那是存儲硬件的事)

??? 但是,RAC帶來好處的同時(shí),也帶來了性能的影響.因?yàn)樗謪f(xié)調(diào)數(shù)據(jù)高速緩存,保證每個(gè)實(shí)例上連接的用戶看到的緩存數(shù)據(jù)是一致的,所以把以下三方面的矛盾放大:

???
??? 1.高速緩存爭用
??? 2.過多的I/O
??? 3.鎖定

??? 也就是說,如果這些方面有問題,用了RAC后問題就會(huì)更大,例如:由于SQL沒有使用綁定變量導(dǎo)致高速緩存爭用,用了RAC會(huì)更嚴(yán)重.
??? 總之,如果你的服務(wù)器的CPU插滿了,內(nèi)存也加到極限了,而并發(fā)用戶還在不斷增長,或者你對故障停機(jī)時(shí)間要求非常高,RAC無疑是你應(yīng)該選擇的.

??? 3.分區(qū)

??? Oracle的分區(qū)用途在于把大的表或索引分成小的片段,以便更容易管理.我們以前可能錯(cuò)誤的認(rèn)為分區(qū)就是fast=true,可以提高速度,也在腫瘤和兒科做過這方面的試驗(yàn).實(shí)際上,在事務(wù)處理系統(tǒng)中,分區(qū)一般不能加快查詢速度(某些情況下可能會(huì)減少對共享資源的爭用).Oracle的分區(qū)特性,主要是針對數(shù)據(jù)倉庫來設(shè)計(jì)的,也就是說你的某張表如果有100G的大小,最好使用分區(qū),好處有以下三個(gè)方面:

??? 1.提高可用性

??? 分區(qū)的原理就是分而治之,如果一張表劃分為多個(gè)分區(qū),其中一個(gè)分區(qū)所在的介質(zhì)出了問題,不影響整個(gè)表的其它分區(qū)數(shù)據(jù)的訪問.

??? 2.易于管理

??? 在數(shù)據(jù)倉庫下,表分成小的片斷,更容易批量的刪除,碎片整理,以及一些并行處理.

??? 3.提高性能

??? 這方面,通過分區(qū)來達(dá)到是最困難的,必須經(jīng)過周密的計(jì)算來安排分區(qū)數(shù)據(jù).

??? 分區(qū)的規(guī)劃是復(fù)雜的,拿我們產(chǎn)品應(yīng)用來說,一般查詢涉及到多個(gè)表,多個(gè)索引,假設(shè)我們把病人費(fèi)用記錄,藥品收發(fā)記錄,病人醫(yī)囑記錄這類大表建立分區(qū).顯然,范圍分區(qū)對我們提升性能用處不大,散列分區(qū)才是我們查詢需求的,但大多數(shù)數(shù)據(jù)的散列又不夠集中.再加上,這些表上的索引這么多,常用的ID,時(shí)間類索引就不少,很少有人能做到把它們?nèi)窟M(jìn)行全局分區(qū)或準(zhǔn)確的進(jìn)行范圍分區(qū)(實(shí)際上可能根本無法按需求進(jìn)行多個(gè)索引的范圍分區(qū)).如果查詢經(jīng)常涉及多個(gè)索引,如何保證用到的每個(gè)索引都在一個(gè)分區(qū)上,如果不是,必然掃描多個(gè)分區(qū),增加邏輯I/O和CPU時(shí)間,從而增加查詢時(shí)間.(數(shù)據(jù)分布在不同物理存儲介質(zhì)的情況,在下面的并行處理中再討論)

??? 再來看一下,某些情況下可能會(huì)減少對共享資源的爭用是指什么,是指并行修改和更新會(huì)更快.仔細(xì)分析,我們分區(qū)的原則是什么?一般最常用的可能是按時(shí)間段進(jìn)行范圍分區(qū),這樣,修改和更新絕大多數(shù)還是在同一個(gè)分區(qū)上進(jìn)行,所以對減少共享資源的爭用這方面,基本沒有什么效果.(有按科室ID進(jìn)行散列分區(qū)的對應(yīng)的唯一應(yīng)用需求嗎?有基于列表分區(qū)(典型特征值)的對應(yīng)的唯一應(yīng)用需求嗎?基本上沒有.)分區(qū)主要從并行的角度來提高性能,但事務(wù)處理系統(tǒng)本身應(yīng)用特性決定了它不適合這種技術(shù).也就是說,針對我們產(chǎn)品的事務(wù)處理應(yīng)用特點(diǎn),根本沒有必要采用分區(qū)技術(shù).

??? 4.并行處理

??? 根據(jù)我們的應(yīng)用特點(diǎn),主要分析并行查詢.一般要求配合分區(qū)特性,多CPU硬件.自O(shè)racle 8.1.6起,增加了一個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)并行查詢的選項(xiàng):PARALLEL_AUTOMATIC_TUNING=TRUE在相應(yīng)的表上設(shè)置PARALLEL參數(shù),Oracle就會(huì)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候自動(dòng)并行化該表上的操作.并行查詢對事務(wù)處理系統(tǒng)基本上沒有用.因?yàn)椴⑿胁樵兊脑O(shè)計(jì)是針對數(shù)據(jù)倉庫中的單用戶完全消耗100的資源而做的.而事務(wù)處理中,往往有很多并發(fā)用戶,他們爭用共用資源,所以你想辦法讓一個(gè)用戶占用所有的資源是適得其反