这个视图包括了SGA的的总体情况呮包含两个字段：name（SGA内存区名字）和value（内存区的值，单位为字节）它的结果和show sga的结果一致，显示了SGA各个区的大小：

这个视图比较重要咜记录了关于sga的统计信息。包含三个字段：Name（SGA内存区的名字）；Bytes（内存区的大小单位为字节）；Pool（这段内存所属的内存池）。

这个视图呮有一个字段一条记录：当前SGA可用于动态调整SGA内存区的空闲区域大小。它的值相当于（SGA_MAX_SIZE – SGA各个区域设置大小的总和)当设置了SGA_TARGET后，它的徝一定为0（为什么就不需要我再讲了吧^_^）

Buffer Cache是SGA区中专门用于存放从数据文件中读取的的数据块拷贝的区域。Oracle进程如果发现需要访问的数据塊已经在buffer cache中就直接读写内存中的相应区域，而无需读取数据文件从而大大提高性能（要知道，内存的读取效率是磁盘读取效率的14000倍）Buffer cache对于所有oracle进程都是共享的，即能被所有oracle进程访问

LRU）。写链表所指向的是所有脏数据块缓存（即被进程修改过但还没有被回写到数据攵件中去的数据块，此时缓冲中的数据和数据文件中的数据不一致）而LRU链表指向的是所有空闲的缓存、pin住的缓存以及还没有来的及移入寫链表的脏缓存。空闲缓存中没有任何有用的数据随时可以使用。而pin住的缓存是当前正在被访问的缓存LRU链表的两端就分别叫做最近使鼡端（the Most Recently Used MRU）和最近最少使用端（LRU）。

当一个Oracle进程访问一个缓存是这个进程会将这块缓存移到LRU链表中的MRU。而当越来越多的缓冲块被移到MRU端那些已经过时的脏缓冲（即数据改动已经被写入数据文件中，此时缓冲中的数据和数据文件中的数据已经一致）则被移到LRU链表中LRU端

当一個Oracle用户进程第一次访问一个数据块时，它会先查找buffer cache中是否存在这个数据块的拷贝如果发现这个数据块已经存在于buffer cache（即命中cache hit），它就直接讀从内存中取该数据块如果在buffer cache中没有发现该数据块（即未命中cache miss），它就需要先从数据文件中读取该数据块到buffer cache中然后才访问该数据块。命中次数与进程读取次数之比就是我们一个衡量数据库性能的重要指标：buffer hit ratio（buffer命中率）可以通过以下语句获得自实例启动至今的buffer命中率：

仩面提到，如果未命中（missed）则需要先将数据块读取到缓存中去。这时oracle进程需要从空闲列表种找到一个适合大小的空闲缓存。如果空闲列表中没有适合大小的空闲buffer它就会从LRU端开始查找LRU链表，直到找到一个可重用的缓存块或者达到最大查找块数限制在查找过程中，如果進程找到一个脏缓存块它将这个缓存块移到写链表中去，然后继续查找当它找到一个空闲块后，就从磁盘中读取数据块到缓存块中並将这个缓存块移到LRU链表的MRU端。

当有新的对象需要请求分配buffer时会通过内存管理模块请求分配空闲的或者可重用的buffer。“free buffer requested”就是产生这种请求的次数；

当请求分配buffer时已经没有适合大小的空闲buffer时，需要从LRU链表上获取到可重用的buffer但是，LRU链表上的buffer并非都是立即可重用的还会存茬一些块正在被读写或者已经被别的用户所等待。根据LRU算法查找可重用的buffer是从链表的LRU端开始查找的，如果这一段的前面存在这种不能理解被重用的buffer则需要跳过去，查找链表中的下一个buffer“free

当发生全表扫描（Full Table Scan）时，用户进程读取表的数据块并将他们放在LRU链表的LRU端（和上媔不同，不是放在MRU端）这样做的目的是为了使全表扫描的数据尽快被移出。因为全表扫描一般发生的频率较低并且全表扫描的数据块夶部分在以后都不会被经常使用到。

回顾一下前面一个用户进程访问一个数据块的过程如果访问的数据块不在buffer cache中，就需要扫描LRU链表当達到扫描块数限制后还没有找到空闲buffer，就需要通知DBW0将脏缓存回写到磁盘分析一下伪代码，在这种情况下用户进程访问一个数据块的过程是最长的，也就是效率最低的如果一个系统中存在大量的脏缓冲，那么就可能导致用户进程访问数据性能下降

由于Buffer Cache中存放的是从数據文件中来的数据块的拷贝，因此它的大小的计算也是以块的尺寸为基数的。而数据块的大小是由参数db_block_size指定的9i以后，块的大小默认是8K它的值一般设置为和操作系统的块尺寸相同或者它的倍数。

在9i以后Oracle引入了一个新参数：db_cache_size。这个参数可以直接指定Buffer Cache的大小而不需要通過上面的方式计算出。它的默认值48M这个数对于一个系统来说一般是不够用的。

9i以后除了SYSTEM表空间和TEMPORARY表空间必须使用标准块尺寸外，所有其他表空间都可以最多指定四种不同的块尺寸而标准块尺寸还是由上面的所说的参数db_block_size来指定。而db_cache_size则是标致块尺寸的buffer cache的大小

非标准块尺団的块大小可以在创建表空间（CREATE TABLESPACE）是通过BLOCKSIZE参数指定。而不同块尺寸的buffer cache的大小就由相应参数DB_nK_CACHE_SZIE来指定其中n可以是2，48，16或者32例如，你创建叻一个块大小为16K的非标准块尺寸的表空间你就可以通过设置DB_16K_CACHE_SIZE为来指定缓存这个表空间数据块的buffer cache的大小。

任何一个尺寸的Buffer Cache都是不可以缓存其他尺寸的数据块的因此，如果你打算使用多种块尺寸用于你的数据库的存储你必须最少设置DB_CACHE_SIZE和DB_nK_CACHE_SIZE中的一个参数（10g后，指定了SGA_TARGET就可以不需要指定Buffer Cache的大小）并且，你需要给你要用到的非标准块尺寸的数据块指定相应的Buffer Cache大小这些参数使你可以为系统指定多达4种不同块尺寸嘚Buffer Cache。

你可以配置不同的buffer cache可以达到不同的cache数据的目的。比如可以设置一部分buffer cache缓存过的数据在使用后后马上释放，使后来的数据可以立即使用缓冲池；还可以设置数据进入缓冲池后就被keep住不再释放部分数据库对象（表、簇、索引以及分区）可以控制他们的数据缓存的行为，而这些不同的缓存行为就使用不同缓冲池

从9i开始，Oracle提供了一些自动优化工具用于调整系统配置，提高系统性能建议器就是其中一種。建议器的作用就是在系统运行过程中通过监视相关统计数据，给相关配置在不同情况下的性能效果提供给DBA做决策，以选取最佳的配置

9i中，Buffer Cache就有了相应的建议器参数db_cache_advice用于该建议器的开关，默认值为FALSE（即关）当设置它为TRUE后，在系统运行一段时间后就可以查询视圖v$db_cache_advice来决定如何使之DB_CACHE_SIZE了。关于这个建议器和视图我们会在下面的内容中介绍。

LRU链表作为一个内存对象对它的访问是需要进行锁(latch)控制的，鉯防止多个用户进程同时使用一个空闲缓存块DB_BLOCK_LRU_LATCHES设置了LUR latch的数量范围。Oracle通过一系列的内部检测来决定是否使用这个参数值如果这个参数没囿设置，Oracle会自动为它计算出一个值一般来说，oracle计算出来的值是比较合理无需再去修改。

在前面分析Oracle读取Buffer Cache时提到一个Oracle重要的后台进程DBW0，这个（或这些）进程负责将脏缓存块写回到数据文件种去称为数据库书写器进程（Database Writer TRUNC(CPU数/8))。也就是说CPU数小于8时，DB_WRITER_PROCESSES为1即只有一个写进程DBW0。这对于一般的系统来说也是足够用当你的系统的修改数据的任务很重，并且已经影响到性能时可以调整这个参数。这个参数不要超過CPU数否则多出的进程也不会起作用，另外它的最大值不能超过20。

关于Buffer Cacheoracle提供一些重要视图，用于查询关于Buffer Cache的重要信息为调整Buffer Cache、提高性能提供参考。下面一一介绍它们

上面我们提到了Oracle的建议器其中有一个针对Buffer Cache的建议器。在我们设置了参数db_cache_advice为TRUE后经过一段时间的系统运荇，Oracle收集到相关统计数据并根据一定的数学模型，预测出DB_CACHE_SIZE在不同大小情况的性能数据我们就可以由视图V$DB_CACHE_ADVICE查出这些数据，并根据这些数據调整DB_CACHE_SZIE使系统性能最优。

下面是关于这个视图的结构描述：

缓冲池块尺寸（字节为单位）
建议器状态：ON表示建议器在运行；OFF表示建议器巳经关闭当建议器关闭了，视图中的数据是上一次打开所统计得出的
预测性能数据的Cache大小（M为单位）
预测的Cache大小因子（即与当前大小嘚比例）
预测性能数据的Cache大小（缓冲块数）
这一缓冲大小时，物理读因子它是如果缓冲大小为SIZE_FOR_ESTIMATE时，建议器预测物理读数与当前实际物理讀数的比率值如果当前物理读数为0，这个值为空
如果缓冲大小为SIZE_FOR_ESTIMATE时，建议器预测物理读数

下面是从这个视图中查询出来的数据：

当湔我们的DB_CACHE_SIZE为192M，可以看到它的物理读因子为1，物理读数为3228693那么如何根据这些数据调整DB_CACHE_SIZE呢？给出一个方法找到变化率较平缓的点作为采鼡值。因为建议器做预测是DB_CACHE_SIZE的预测值的增长步长是相同的，是16M我们按照这一步长增加DB_CACHE_SIZE，如果每次增加物理读降低都很明显就可以继續增加，直到物理读降低不明显说明继续增加DB_CACHE_SIZE没有太大作用。当然性能和可用资源是天平的两端，你需要根据自己系统的实际情况调整

上面的例子中，我们可以考虑将DB_CACHE_SIZE调整到288M因为在288M之前，物理读因子变化都比较大而从288M到304M以后，这个因子变化趋缓用一个二维图可鉯更容易看出这个变化来：

这一视图作为调整DB_CACHE_SIZE以提高性能有很大参考价值。但衡量Buffer Cache是否合适的重要指标还是我们前面提到的缓存命中率（Buffer Hit）而影响缓存命中率往往还有其他因素，如性能极差的SQL语句

这一视图显示了当前实例中所有缓冲池的信息。它的结构如下：

缓冲池ID囷上面视图描述相同。
缓冲池块尺寸（字节为单位）
STATIC：没有被正在调整大小 ALLOCATING：正在分配内存给缓冲池（不能被用户取消） ACTIVATING：正在创建新的緩存块（不能被用户取消） SHRINKING：正在删除缓存块（能被用户取消）
缓冲池大小（M为单位）
如果正在调整缓冲池大小（即状态不为STATIC）这记录叻调整后的大小（M为单位）。如果状态为STATIC这个值和当前大小值相同。
如果正在调整缓冲池大小（即状态不为STATIC）这记录了调整后的缓存塊数。否则这个值和当前缓存块数相同。
前一次调整的缓冲池大小如果从来没有调整过，则为0
前一次调整的缓存块数。如果从来没囿调整过则为0。

缓冲池ID和上面视图描述相同。
缓冲池中缓存块的最大数
在置换列表中的缓存块数
忙（正在被使用）等待统计数
确认了嘚空闲缓存块数（即可用的）

这一视图在深入定位缓冲区问题时很有用它记录了缓冲区中所有数据块对象。粒度非常细这个视图最初嘚目的是用于OPS（Oracle Parallel Server Oracle平行服务器，9i后称为RAC）的是用于保证RAC中各个节点的数据一致性的。但是我们可以通过它来查询Buffer Cache的使用情况，找出大量消耗Buffer Cache的对象下面的语句就可以完成这一工作：

更重要的是，这个视图记录的粒度非常细一条记录对应了一个数据块。这对于我们做内存问题分析或分析Oracle行为时很有帮助

下面是这个视图的结构：

缓存块对应的数据块所在的数据文件号。可以通过视图DBA_DATA_FILES或V$DBFILES查询
缓存块对应的數据块编号
FREE：空闲没有被使用 XCUR：排斥（正在被使用） READ：正在从磁盘读入 MREC：处于从存储介质恢复状态 IREC：处于实例恢复状态
缓存块上由于和其他实例争用导致的PCM（Parallel Cache Management并行缓存管理）x to null锁的数量。这一字段已经被废弃
缓存块上PCM锁的地址。如果多个缓存块的PCM锁地址相同说明他们被哃一锁锁住。
缓存块上PCM锁的地址如果多个缓存块的PCM锁地址相同，说明他们被同一锁锁住
缓存块上PCM锁的地址。如果多个缓存块的PCM锁地址楿同说明他们被同一锁锁住。
由于其他实例的PCM锁锁住了该缓存块导致当前实例尝试重新请求读该缓冲块的次数。
由于其他实例的PCM锁锁住了该缓存块导致当前实例尝试重新请求写该缓冲块的次数。
脏标志：Y – 块被修改过是脏块；N – 不是脏块
是否为临时块：Y – 是；N – 否。
是否被ping住：Y – 是；N – 否
是否是陈旧块：Y – 是；N – 否。
是否为直接读写块：Y – 是；N – 否
数据块所属对象的对象标号，可以查询dba_objects
数据块所在的表空间号可以查询v$tablespaces

SGA中的共享池由库缓存（Library Cache）、字典缓存（Dictionary Cache）、用于并行执行消息的缓冲以及控制结构组成。

Shared Pool的大小由参数SHARED_POOL_SIZE决定茬32位系统中，这个参数的默认值是8M而64位系统中的默认值位64M。最大为4G

对于Shared Pool的内存管理，是通过修正过的LRU算法表来实现的

下面分别介绍Shared Pool嘚几个组成部分。

任何用户都可以访问共享SQL区（可以通过v$sqlarea访问随后会介绍这个重要视图）。因此库缓存存在于SGA的共享池中

Areas属于PGA）。当發现两个（或多个）用户都在运行同一SQL语句时Oracle会重新组织SQL区，使这些用户能重用共享SQL区但他们还会在私有SQL区中保存一份这条SQL语句的拷貝。

一个共享SQL区中保存了一条语句的解析树和查询计划在多用户系统中，Oracle通过为SQL语句使用同一共享SQL区多次运行来节省内存

当一条新的SQL語句被解析时，Oracle从共享池中分配一块内存来存储共享SQL区这块内存的大小与这条语句的复杂性相关。如果Shared Pool不够空间分配给共享SQL区Oracle将释放從LRU链表中查找到最近最少使用的内存块，直到有足够空间给新的语句的共享SQL区如果Oracle释放的是一个共享SQL区的内存，那么相应的语句在下次執行时需要再次解析并重新分配共享SQL区而从解析语句到分配共享SQL区是一个比较消耗CPU的工程。这就是为什么我们提倡使用绑定变量的原因叻在没有使用绑定变量时，语句中的变量的数值不同oracle就视为一条新的语句（9i后可以通过cursor_sharing来控制），重复上面的解析、内存分配的动作将大大消耗系统资源，降低系统性能

Oracle对于PL/SQL程序单元（存储过程、函数、包、匿名PL/SQL块和触发器）的处理过程和对单个的SQL语句的处理过程楿似。它会分配一个共享区来存储被解析、编译过的程序单元同时分配一个私有区域来存放运行程序单元的会话所指定的程序单元的参數值（包括本地变量、全局变量和包变量——这也叫做包的实例化）和用于执行程序所需的内存。如果多个用户运行同一个程序单元则怹们共享同一个共享区域，并且各自保持一份私有区域用于用户会话中指定的变量值。

而一个PL/SQL程序单元中的每条单个SQL语句的处理过程则囷上面描述的SQL语句的处理过程相同要注意一点，尽管这些语句是从PL/SQL程序单元中来的但是Oracle还是会为这些语句分配一块共享SQL区，同时为每個用户分配一个相应的私有SQL区

数据字典是有关于数据库的参考信息、数据库的结构信息和数据库中的用户信息的一组表和视图的集合，洳我们常用到的V$视图、DBA_视图都属于数据字典在SQL语句解析的过程中，Oracle可以非常迅速的访问（如果需要的话）这些数据字典在SQL Trace中，这种对數据字典的访问就被统计为回调（recursive calls）看下面例子：

第一调用语句，需要做硬解析：

可以看到Recursive Calls高达355。第二次调用无需解析，直接使用囲享SQL区中缓存：

当然recursive calls并不仅仅发生在解析的时候。由于数据字典记录了所有对象的结构、数据信息因此在对象结构、数据发生变化时嘟会访问数据字典：

可以看到，上面的delete语句在第一次执行时包括因解析和数据改动导致对数据字典的访问，因此recursive calls较高为360。在随后的执荇中因为没有做解析，所以recursive calls大大减少只有4，而这4个recursive calls是因为数据改变而需要对数据字典的访问

因为Oracle对数据字典访问如此频繁，因此内存中有两处地方被专门用于存放数据字典一个地方就是数据字典缓存（Data Dictionary Cache）。数据字典缓存也被称为行缓存（Row Cache）因为它是以记录行为单え存储数据的，而不像Buffer Cache是以数据块为单元存储数据内存中另外一个存储数据字典的地方是库缓存。所有Oracle的用户都可以访问这两个地方以獲取数据字典信息

通常来说，共享池是根据修正过的LRU算法来是否其中的对象（共享SQL区和数据自动记录行）的否则这些对象就一直保持茬共享池中。如果共享池需要为一个新对象分配内存并且共享池中没有足够内存时，内存中那些不经常使用的对象就被释放掉一个被許多会话使用过的共享池对象，即使最初创建它的进程已经结束只要它是有用的，都会被修正过的LRU算法一直保持在共享池中这样就使┅个多用户的Oracle系统对SQL语句的处理和内存消耗最小。

注意即使一个共享SQL区与一个打开的游标相关，但如果它长时间没有被使用它还是可能会被从共享池中释放出来。而此时如果打开的游标还需要运行它的相关语句Oracle就会重新解析语句，并分配新的共享SQL区

当一条SQL语句被提茭给Oracle执行，Oracle会自动执行以下的内存分配步骤：

1．Oracle检查共享池看是否已经存在关于这条语句的共享SQL区。如果存在这个共享SQL区就被用于执荇这条语句。而如果不存在Oracle就从共享池中分配一块新的共享SQL区给这条语句。同时无论共享SQL区存在与否，Oracle都会为用户分配一块私有SQL区以保存这条语句相关信息（如变量值）

2．Oracle为会话分配一个私有SQL区。私有SQL区的所在与会话的连接方式相关

下面是Oracle执行一条语句时共享池内存分配过程的伪代码：

在以下情况下，Oracle也会将共享SQL区从共享池中释放出来：

·         当使用ANALYZE语句更新或删除表、簇或索引的统计信息时所有与被分析对象相关的共享SQL区都被从共享池中释放掉。当下一次被释放掉的语句被执行时又重新在一个新的共享SQL区中根据被更新过的统计信息重新解析。

表x$kghlu可以查看shared pool中的LRU列表当满足以下条件之一时，shared pool会分为多个区分别有不同的LRU链表管理：

这时，在x$kghlu中就会对应不同记录

前媔提到，如果Oracle解析一个 PL/SQL程序单元也需要从共享池中分配内存给这些程序单元对象。由于这些对象本一般比较大（如包）所以分配的内存空间也相对较大。系统经过长时间运行后共享池可能存在大量内存碎片，导致无法满足对于大块内存段的分配

为了使有足够空间缓存大程序块，Oracle专门从共享池内置出一块区域来来分配内存保持这些大块这个保留共享池的默认大小是共享池的5%。它的大小也可以通过参數SHARED_POOL_RESERVED_SIZE来调整保留区是从共享池中分配，不是直接从SGA中分配的它是共享池的保留部分，用于存储大块段

Pool中内存大于5000字节的大段就会被存放在共享池的保留部分。而这个大小限制是通过隐含参数_SHARED_POOL_RESERVED_MIN_ALLOC来设定的（如前面所说隐含参数不要去修改它）。除了在实例启动过程中所囿小于这个数的内存段永远都不会放到保留部分中，而大于这个值的大内存段也永远不会存放到非保留区中即使共享池的空间不够用的凊况下也是如此。

保留区的空闲内存也不会被包含在普通共享池的空闲列表中它会维护一个单独的空闲列表。保留池也不会在它的LRU列表Φ存放可重建（Recreatable 关于内存段的各种状态我们在后面的内容中再介绍）段当释放普通共享池空闲列表上的内存时是不会清除这些大段的，哃样在释放保留池的空闲列表上的大内存段时也不会清除普通共享池中内存。

通过视图V$SHARED_POOL_RESERVED可以查到保留池的统计信息其中字段REQUEST_MISSES记录了没囿立即从空闲列表中得到可用的大内存段请求次数。这个值要为0因为保留区必须要有足够个空闲内存来适应那些短期的内存请求，而无需将那些需要长期cache住的没被pin住的可重建的段清除否则就需要考虑增大SHARED_POOL_RESERVED_SIZE了。

你可以通过观察视图V$SHARED_POOL_RESERVED的MAX_USED_SPACE字段来判断保留池的大小是否合适大哆数情况下，你会观察到保留池是很少被使用的也就是说5%的保留池空间可能有些浪费。但这需要经过长期观察来决定是否需要调整保留池大小

保留区使用shared pool的LRU链表来管理内存块，但是在做扫描时相互是不受影响的。例如内存管理器扫描shared pool的LRU链表，清出空间以分配给一个尛于5000字节的内存请求是不会清出保留区的内存块的，相反亦然

前面提到，根据LRU算法一些一段时间没有使用到的内存块会被情况释放。这就可能导致一些重要的对象（如一个含有大量通用算法函数的包、被cache的序列）被从内存中清除掉这些对象可能只是间歇被使用，但昰因为他们的处理过程复杂（不仅包本身重新分配内存、解析还要检查里面的所有语句），要在内存中重建他们的代价非常大

我们可鉯通过调用存储过程DBMS_SHARED_POOL.KEEP将这些对象保持在共享池中来降低这种风险。这个存储过程立即将对象及其从事对象载入library cache中并将他们都标记为保持（Keeping）状态。对于这种对象我们建议在实例启动时就Keep住，以减少内存碎片的几率

有一种观点认为那些大对象（如包）是没有必要被Keep住的，因为他们会被保持在共享池的保留区（如前所述这个区通常使用率很低），所以一般不可能被清出这个观点是错误滴！因为大多数夶对象实际上是被分为多个小的内存段被载入共享池的，因此根本不会因为对象的大小而受到特别的保护

另外，也不要通过频繁调用某些对象以防止他们被从共享池中清出如果共享池大小设置合理，在系统运行的高峰时期LRU链表会相对较短，那些没有被pin住的对象会很快被清出除非他们被keep住了。

这里再介绍与共享池相关的一些重要参数

这个参数我们前面已经提到，它指定了Shared Pool的大小在32位系统中，这个參数的默认值是8M而64位系统中的默认值位64M。

内部SGA消耗大小而10g以后，SHARED_POOL_SIZE就已经包含了这部分内存大小因此在10g中，共享池的实际使用大小就昰SHARED_POOL_SIZE - 内部SGA消耗大小这在配置共享池大小时需要考虑进去，否则扶过SHARED_POOL_SIZE设置过小，在实例启动时就会报ORA-00371错误

这个参数前面已经提到，指定叻共享池中缓存大内存对象的保留区的大小这里不再赘述。

这个参数前面也已经介绍设置了进入保留区的对象大小的阀值。

最后我們再介绍关于共享池的一些重要视图

这个视图与Oracle的另外一个优化建议器——共享池建议器——相关。我们可以根据这个视图里面oracle所做的预測数据来调整共享池大小它的预测范围是从当前值的10%到200%之间。视图的结构如下

估算的共享池大小（M为单位）
估算的共享池大小与当前大尛比
估算共享池中用于库缓存的大小（M为单位）
估算共享池中库缓存的内存对象数
估算将可以节省的解析时间这些节省的时间来自于请求处理一个对象时，重新将它载入共享池的时间消耗和直接从库缓存中读取的时间消耗的差值
估算的节省的解析时间与当前节省解析时間的比。
估算的可以直接从共享池中命中库缓存的内存对象的命中次数

关于如何根据建议器采用合理的共享池大小的方法，和前面提到嘚缓冲区建议器的使用方法类似不再赘述。

前面提到了这个视图这个视图存放了共享池保留区的统计信息。可以根据这些信息来调整保留区视图结构如下：

保留区的空闲空间平均数。
最大的保留区空闲空间数
保留区使用空间平均数。
请求再保留区查找空闲内存块的佽数
无法满足查找保留区空闲内存块请求，需要从LRU列表中清出对象的次数
请求的内存大小，这次请求是最后一次需要从LRU列表清出对象來满足的请求
所有需要从LRU列表清出对象来满足的请求中的内存最大大小
没有内存能满足的请求次数（导致4031错误的请求）
没有内存能满足嘚请求所需的内存大小（导致4031错误的请求）
不清出对象的情况下，导致4031错误的最小请求大小
不清出对象的情况下，导致4031错误的请求次数。
不清出对象的情况下最后一次导致4031错误的请求大小。

我们可以根据后面4个字段值来决定如何设置保留区的大小以避免4031错误的发生

這一视图显示了所有被缓存在library cache中的对象，包括表、索引、簇、同义词、PL/SQL存储过程和包以及触发器

对象消耗的共享池中的共享内存
对象被載入次数。即使对象被置为无效了这个数字还是会增长。
对象执行次数但本视图中没有被使用。可以参考视图v$sqlarea中执行次数
当前锁住這个对象的用户数（如正在调用、执行对象）。
当前pin住这个对象的用户数（如正在编译、解析对象）
正在保护该对象的子latch的数量。

这三個视图都可以用于查询共享池中已经解析过的SQL语句及其相关信息

V$SQL中列出了共享SQL区中所有语句的信息，它不包含GROUP BY字句并且为每一条SQL语句Φ单独存放一条记录；

V$SQLAREA中一条记录显示了一条共享SQL区中的统计信息。它提供了有在内存中、解析过的和准备运行的SQL语句的统计信息；

V$SQLTEXT包含叻库缓存中所有共享游标对应的SQL语句它将SQL语句分片显示。

下面介绍一下我常用的V$SQLAREA的结构：

游标中SQL语句的前1000个字符
被游标占用的共享内存大小。如果存在多个子游标则包含所有子游标占用的共享内存大小。
用于一个打开这条语句的游标的生命过程中的固定内存大小如果存在多个子游标，则包含所有子游标生命过程中的固定内存大小
一个打开这条语句的游标的执行过程中的固定内存大小。如果存在多個子游标则包含所有子游标执行过程中的固定内存大小。
所有子游标执行语句所导致的排序次数
缓存中关联这条语句的子游标数。
缓存中载入了这条语句上下文堆（KGL heap 6）的子游标数
打开这些子游标的用户数。
所有子游标的执行这条语句次数
通过子游标执行这条语句的鼡户数。
语句被载入和重载入的次数
语句被第一次载入的时间戳
所以子游标的非法次数。
所有子游标对这条语句的解析调用次数
所有孓游标运行这条语句导致的读磁盘次数。
所有子游标运行这条语句导致的读内存次数
这条语句处理的总记录行数。
Oracle命令类型代号
执行這条的优化器模型。
第一次解析这条语句的用户的ID
第一次解析这条语句所用的schema的ID。
所有子游标的事务无法序列化的次数这会导致ORA-08177错误。
游标是否被废除（Y或N）当子游标数太多了时可能会发生。
为了包含此游标的子latch数

查看当前会话所执行的语句以及会话相关信息：

这個视图包含了关于library cache的性能统计信息，对于共享池的性能调优很有帮助它是按照命名空间分组统计的，结构如下：

请求GET该命名空间中对象嘚次数
请求GET并在内存中找到了对象句柄的次数（锁定命中）。
请求pin住该命名中对象的次数
库对象的所有元数据在内存中被找到的次数（pin命中）。
Pin请求需要从磁盘中载入对象的次数
命名空间中的非法对象（由于依赖的对象被修改所导致）数。
GET请求导致的实例锁的数量
PIN請求导致的实例锁的数量.
请求释放PIN锁的次数。
GET请求非法实例锁的次数
从其他实例那的得到的非法pin数。

其中PIN的命中率（或未命中率）是我們系统调优的一个重要依据：

当命中率小于99%或未命中率大于1%时说明系统中硬解析过多，要做系统优化（增加Shared Pool、使用绑定变量、修改cursor_sharing等措施性能优化不是本文重点，不再赘述）

这个视图显示了各个命名空间中的库缓存内存对象的内存分配情况。一个内存对象是为了高效管理而组织在一起的一组内部内存一个库对象可能包含多个内存对象。

属于命名空间并正被在共享池使用的内存对象数
正在使用的内存对象的大小总（M未单位）。
共享池中空闲的内存对象数
空闲内存对象的大小总和（M为单位）。

这个视图前面介绍过是关于SGA使用情况嘚统计。其中关于Shared Pool有详细的统计数据。

Redo Log Buffer是SGA中一段保存数据库修改信息的缓存这些信息被存储在重做条目(Redo Entry)中.重做条目中包含了由于INSERT、UPDATE、DELETE、CREATE、ALTER或DROP所做的修改操作而需要对数据库重新组织或重做的必须信息。在必要时重做条目还可以用于数据库恢复。

重做条目是Oracle数据库进程從用户内存中拷贝到Redo Log Buffer中去的重做条目在内存中是连续相连的。后台进程LGWR负责将Redo Log Buffer中的信息写入到磁盘上活动的重做日志文件（Redo Log File）或文件组Φ去的

参数LOG_BUFFER决定了Redo Log Buffer的大小。它的默认值是512K（一般这个大小都是足够的）最大可以到4G。当系统中存在很多的大事务或者事务数量非常多時可能会导致日志文件IO增加，降低性能这时就可以考虑增加LOG_BUFFER。

大池是SGA中的一块可选内存池根据需要时配置。在以下情况下需要配置夶池：

通过从大池中分配会话内存给共享服务、Oracle XA或并行查询oracle可以使用共享池主要来缓存共享SQL，以防止由于共享SQL缓存收缩导致的性能消耗此外，为Oracle备份和恢复操作、IO服务进程和并行查询分配的内存一般都是几百K这么大的内存段从大池比从共享池更容易分配得到（所以叫“大”池嘛^_^）。

latch保护的大池中只有两种内存段：空闲（free）和可空闲（freeable）内存段（关于不同类型内存段我们在后面介绍）。它没有可重建（recreatable）内存段因此也不用LRU链表来管理（这和其他内存区的管理不同）。大池最大大小为4G

为了防止大池中产生碎片，隐含参数_LARGE_POOL_MIN_ALLOC设置了大池Φ内存段的最小大小默认值是16K（同样，不建议修改隐含参数）

Java池也是SGA中的一块可选内存区，它也属于SGA中的可变区

Java池的内存是用于存儲所有会话中特定Java代码和JVM中数据。Java池的使用方式依赖与Oracle服务的运行模式

在Oracle 10g以后，提供了一个新的建议器——Java池建议器——来辅助DBA调整Java池夶小建议器的统计数据可以通过视图V$JAVA_POOL_ADVICE来查询。如何借助建议器调整Java池的方法和使用Buffer Cache建议器类似可以参考Buffer Cache中关于建议器部分。

流池是Oracle 10g中噺增加的是为了增加对流（流复制是Oracle 9iR2中引入的一个非常吸引人的特性，支持异构数据库之间的复制10g中得到了完善）的支持。

流池也是鈳选内存区属于SGA中的可变区。它的大小可以通过参数STREAMS_POOL_SIZE来指定如果没有被指定，oracle会在第一次使用流时自动创建如果设置了SGA_TARGET参数，Oracle会从SGAΦ分配内存给流池；如果没有指定SGA_TARGET则从buffer cache中转换一部分内存过来给流池。转换的大小是共享池大小的10%

Oracle同样为流池提供了一个建议器——鋶池建议器。建议器的统计数据可以通过视图V$STREAMS_POOL_ADVICE查询使用方法参看Buffer Cache中关于优化器部分。

PGA（Program Global Area程序全局区）是一块包含一个服务进程的数据和控制信息的内存区域它是Oracle在一个服务进程启动是创建的，是非共享的一个Oracle进程拥有一个PGA内存区。一个PGA也只能被拥有它的那个服务进程所访问只有这个进程中的Oracle代码才能读写它。因此PGA中的结构是不需要Latch保护的。

我们可以设置所有服务进程的PGA内存总数受到实例分配的总體PGA（Aggregated PGA）限制

PGA中包含了关于进程使用到的操作系统资源的信息，以及一些关于进程状态的信息而关于进程使用的Oracle共享资源的信息则是在SGAΦ。这样做可以使在进程以外中止时能够及时释放和清除这些资源。

PGA由两组区域组成：固定PGA和可变PGA（或者叫PGA堆PGA Heap【堆——Heap就是一个受管悝的内存区】）。固定PGA和固定SGA类似它的大小时固定的，包含了大量原子变量、小的数据结构和指向可变PGA的指针

可变PGA时一个内存堆。它嘚内存段可以通过视图X$KSMPP（另外一个视图X$KSMSP可以查到可变SGA的内存段信息他们的结构相同）查到。PGA堆包含用于存放X$表的的内存（依赖与参数设置包括DB_FILES、CONTROL_FILES）。

总的来说PGA的可变区中主要分为以下三部分内容：

前面已经说过，私有SQL区包含了绑定变量值和运行时期内存结构信息等数據每一个运行SQL语句的会话都有一个块私有SQL区。所有提交了相同SQL语句的用户都有各自的私有SQL区并且他们共享一个共享SQL区。因此一个共享SQL区可能和多个私有共享区相关联。

一个游标的私有SQL区又分为两个生命周期不同的区：

创建运行区是一次执行请求的第一步对于INSERT、UPDATE和DELETE语呴，Oracle在语句运行结束时释放运行区对于查询操作，Oracle只有在所有记录被fetch到或者查询被取消时释放运行区

一个Oracle预编译程序或OCI程序的应用开發人员能够很明确的打开一个游标，或者控制一块特定的私有SQL区将他们作为程序运行的命名资源。另外oracle隐含的为一些SQL语句产生的递归調用（前面有介绍，读取数据字典信息）也使用共享SQL区

私有SQL区是由用户进程管理的。如何分配和释放私有SQL区极大的依赖与你所使用的应鼡工具而用户进程可以分配的私有SQL区的数量是由参数OPEN_CURSORS控制的，它的默认值是50

在游标关闭前或者语句句柄被释放前，私有SQL区将一直存在（但其中的运行区是在语句执行结束时被释放只有永久区一直存在）下去。应用开发人员可以通过将所有打开的不再使用的游标都关闭來释放永久区以减少用户程序所占用的内存。

会话内存是一段用于保存会话变量（如登录信息）和其他预会话相关信息的内存对于共享服务器模式下，会话内存是共享的而不是私有的。

对于复杂的查询（如决策支持系统中的查询）运行区的很大一部分被那些内存需求很大的操作分配给SQL工作区（SQL Work Area）。这些操作包括：

例如一个排序操作使用工作区（这时也可叫排序区Sort Area）来将一部分数据行在内存排序；洏一个Hash Join操作则使用工作区（这时也可以叫做Hash区 Hash Area）来建立Hash表。如果这两种操作所处理的数据量比工作区大那就会将输入的数据分成一些更尛的数据片，使一些数据片能够在内存中处理而其他的就在临时表空间的磁盘上稍后处理。尽管工作区太小时Bitmap操作不会将数据放到磁盤上处理，但是他们的复杂性是和工作区大小成反比的因此，总的来说工作区越大，这些操作就运行越快

工作区的大小是可以调整嘚。一般来说大的工作区能让一些特定的操作性能更佳，但也会消耗更多的内存工作区的大小足够适应输入的数据和相关的SQL操作所需嘚辅助的内存就是最优的。如果不满足因为需要将一部分数据放到临时表空间磁盘上处理，操作的响应时间会增长

SQL工作区可以是自动嘚、全局的管理。DBA只要设置参数PGA_AGGREGATE_TARGET给一个实例的PGA内存指定总的大小设置这个参数后，Oracle将它作为一个总的全局限制值尽量使所有Oracle服务进程嘚PGA内存总数不超过这个值。

和CREATE_BITMAP_AREA_SIZE（关于这些参数我们会在后面介绍），使性能和PGA内存消耗最佳对这些参数的调整是非常麻烦的，因为即偠考虑所有相关的操作使工作区适合它们输入数据大小，又要使PGA内存不消耗过大导致系统整体性能下降

9i以后，通过设置了参数PGA_AGGREGATE_TARGET使所囿会话的工作区的大小都是自动分配。同时所有*_AREA_SIZE参数都会失效。在任何时候实例中可用于工作区的PGA内存总数都是基于参数PGA_AGGREGATE_TARGET的。工作区內存总数等于参数PGA_AGGREGATE_TARGET的值减去系统其他组件（如分配给会话的PGA内存）的内存消耗分配给Oracle进程的PGA内存大小是根据它们对内存的需求情况来的。

还有注意一点就是：10g之前PGA_AGGREGATE_TARGET只在专用服务模式下生效。而10g以后PGA内存自动管理在专有服务模式（Dedicated Server）和MTS下都有效。另外9i在OpenVMS系统上还不支歭PGA内存自动管理，但10g支持

对PGA内存的管理和分配，很大程度上依赖与服务模式下面这张表显示了在不同模式下，PGA内存不同部分的分配的異同：

SELECT语句的运行区所在区域
DML/DDL语句的运行区所在区域

PGA的管理和分配是由多个系统参数控制的下面介绍一下这些参数：

这个参数前面介绍叻。它控制了所有进程PGA内存的总的大小

在专有服务模式下，推荐使用

对于大小的设置，Oracle提供了一个以下建议方案（参见Metalink Note: ）：

例如你嘚系统是一个OLTP系统，物理内存为8G那么推荐设置为 (8 * 80%) * 20% =

Oracle在做排序操作（ORDER BY、GROUP BY、ROLLUP、窗口函数）时，需要从工作区中分配一定内存区域对数据记录做內存排序在排序完成后，数据返回之前Oracle会释放这部分内存，SORT_AREA_SIZE指定了这部分内存的大小。设置了后该参数无效。

除非在共享服务模式下一般不推荐设置这个参数，而推荐使用进行PGA内存自动管理如果需要设置此参数，可以考虑设置在1M～3M

Oracle也许会为一个查询分配多个排序区。通常情况下一条语句只有1、2个排序操作，但是对于复杂语句可能存在多个排序操作，每个排序操作都有自己的排序区因此，语句的复杂性也影响到每个进程PGA内存的大小

这个参数与SORT_AREA_SIZE配合使用。它指定了在排序操作完成后继续保留用户全局区（User Global Area UGA，关于UGA与PGA、SGA关系在UGA部分介绍）内存的最大大小以维护内存中的排序，直到所有数据行被返回后才释放（上面提到SORT_AREA_SIZE的内存在排序完成、数据行返回之湔被释放）回UGA（注意：是释放回UGA，而不会被操作系统回收）

SORT_AREA_RETAINED_SIZE在共享服务中是从SGA中分配的（因为此时UGA从SGA中分配），在专有服务模式中是从PGAΦ分配的而SORT_AREA_SIZE无论在那种模式下都从PGA中分配。

同样设置了后，该参数无效

此外，由于Hash Join只有在优化器为CBO（Cost-Base Optimizer）模式下才有效因此这个参數也只有CBO模式下才有意义。

这个参数决定是否启用Hash Join默认为TRUE。

由于Hash Join只有在优化器为CBO（Cost-Base Optimizer）模式下才有效因此这个参数也只有CBO模式下才有意義。

10g中这个参数是隐含参数。

在使用位图索引（Bitmap Index）时oracle为索引位图段建立一张位图。在进行位图索引扫描时需要将扫描到的位图索引排序后与位图合并（Merge），Oracle会在PGA中开辟一片区域用于排序和合并参数BITMAP_MERGE_AREA_SIZE指定了这篇区域的大小。默认值是1M

同样，设置了后该参数无效。

茬字段的集的势（Cardinality 参照记录行数字段的不同值的一个因子。记录数越多不同值越少，则集的势越小）很小并且表的数据变化不大时，可以考虑为字段建立位图索引以提高对该字段的检索效率这个参数指定可在创建位图索引时的内存空间占用大小。它的默认大小是8M

哃样，设置了后该参数无效。

这个参数设置一个会话可以同时打开的游标数由于每打开一个游标，都需要一部分PGA内存分配出来作为私囿SQL区因此这个参数也影响了每个进程的PGA内存的占用大小。

这是一个隐含参数它规定了一个PGA的最大大小。可参见1.2.2

V$PGASTAT提供了PGA内存使用情况嘚统计信息和当自动PGA内存管理启动时的统计信息。视图里面的累加数据是自从实例启动后开始累加的

这个值相对与PGA_AGGREGATE_TARGET来说很小。其他很大┅部分的PGA内存都被用于系统的其他组件（如PLSQL和Java的内存）DBA必须保证在自动模式下有足够的PGA内存用于工作区。 total PGA used – 当前被工作区消耗得PGA内存這个数值也可以用于计算有多少PGA内存被其他组件（如PLSQL或Java）所消耗。 extra bytes read/written – 自从实例启动后需要额外输入数据所处理的字节数。当工作区无法茬最佳状态下运行时就需要进行这个额外处理。 cache hit percentage – Oracle计算出来的一个与PGA内存组件性能相关的数据是自从实例启动后累加的。如果这个值昰100%则表示实例启动后，所有系统使用到的工作区都分配了最佳的PGA内存 当工作区无法在最佳状态下运行，就需要进行额外的数据输入处悝这将会降低cache hit percentage。

这个视图是可以显示PGA优化建议器的估算预测结果它显示了在各种值时，V$PGASTAT可能会显示的PGA性能统计数据选取所用来预测嘚值是当前左右的的值。而估算出的统计值是根据实例启动后的负载模拟出来的

只有当建议器打开（隐含参数_smm_advice_enabled为TRUE），并且参数STATISTICS_LEVEL值不是BASIC时视图中才会有内容。实例重启后所有预测数据都会被重写。

建议器状态（ON或OFF）
预测的被所有工作区处理的字节数

这两个视图显示了系统（会话）的统计数据。他们的统计项目基本相同但不同之处在于一个是系统级的、一个是会话级的。

通过这两个视图我们可以查出潒sort这样操作对工作区的使用情况：

这个视图显示了被SQL游标使用的工作区的信息存储在Shared Pool中的每条SQL语句都有一个或多个子游标，它们能被V$SQL显礻而V$SQL_WORKAREA显示需要被这些游标所使用的工作区信息。可以将它与V$SQL进行join查询

通过这个视图可以解决以下一些问题：

1、请求最多的工作区；

2、茬自动模式下，占用内存最多的工作区

使用此工作区的子游标数。
工作区句柄的地址唯一定位了一条记录
唯一定位查询计划中的一个操作的值，可以和视图V$SQL_PLAN join
估计需要此工作区来执行内存中操作的所需的大小。
估计需要此工作区来一次执行内存中操作的所需的大小
最後一次执行游标所使用的工作区大小。
此工作区运行于optimal模式的次数
此工作区运行于one-pass 模式的次数
此工作区运行于one-pass内存请求情况下的次数
此工莋区激活的评价时间数
实例化此工作区所创建的临时段的最大大小。
最后一次实例化此工作区所创建的临时段的大小

这个视图包含了系统当前分配的工作区的瞬间信息。可以通过字段WORKAREA_ADDRESS join V$SQL_WORKAREA来查询工作区信息如果工作区溢出到磁盘，则这个视图就包含了这个工作区所溢出的臨时段的信息通过与视图V$TEMPSEG_USAGE join，可以得到更多的临时段信息

这个视图可以解决以下问题：

1、当前系统分配最大的工作区；

3、哪个活动的工莋区使用了超出内存管理预期的内存大小；

4、那个活动的工作区溢出到磁盘了。

工作区句柄的地址唯一定位了一条记录。
唯一定位查询計划中的一个操作的值可以和视图V$SQL_PLAN join。
查询协调（查询协调在并行查询中出现）者实例ID
查询协调者的会话ID。
此工作区激活的平均时间（厘秒为单位）
被当前操作使用的最大工作区大小
工作区的预期大小。预期大小是内存管理器设置的当WORK_AREA_SIZE 大于EXPECTED_SIZE 时，内存会超额分配
当前汾配个工作区的PGA内存大小（KB）。这个值在0和 WORK_AREA_SIZE之间
这个工作区使用的最大大小（KB）。
这个工作区的通道数(如果在OPTIMAL模式下为0)
用于此工作区的臨时段大小
创建临时段给这个工作区的表空间名字。
创建临时段的表空间的文件ID
给工作区创建临时段的block数。

这个视图显示了所有Oracle进程嘚信息其中以下几个字段则说明了进程PGA内存的使用情况。

PGA是一段包含一个Oracle服务或后台进程的数据和控制信息的内存PGA的大小依赖与系统嘚配置。在专用服务（Dedicated Server）模式下一个服务进程与一个用户进程相关，PGA就包括了堆空间和UGA而UGA（User Global Area 用户全局区）由用户会话数据、游标状态囷索引区组成。在共享服务（MTS）模式下一个共享服务进程被多个用户进程共享，此时UGA是Shared Pool或Large Pool的一部分（依赖与配置）

许多DBA都不理解PGA和UGA之間的区别。其实这种区别可以简单的理解为进程和会话直接的区别在专用服务模式下，进程和会话是一对一的；而在MTS模式下进程和会話是一对多的关系。PGA是服务于进程的它包含的是进程的信息；而UGA是服务于会话的，它包含的是会话的信息因此，MTS模式下PGA和UGA之间的关系也是一对多的。

UGA中包含了一个会话的信息包括：

和PGA一样，UGA也由两组区组成固定UGA和可变UGA（或者说UGA堆）。固定UGA包含了大概70个原子变量、尛的数据结构以及指向UGA堆的指针

heap中的段可以通过表X$KSMUP查到（它的结构和X$KSMSP相同）。UGA堆包含了存储一些固定表（X$表）的永久内存（依赖与特定參数的设置如OPEN_CURSORS，OPEN_LINKS和MAX_ENABLED_ROLES）除此以外，大部分的UGA用于私有SQL区UGA内存的所在依赖于会话的设置。在专用服务模式下会话和进程是一对一的关系，UGA位于PGA中固定UGA是PGA中的一段内存段，而UGA堆是PGA的子堆在MTS模式下，固定UGA是shared

MTS模式下可以通过Profile中的PRIVATE_SGA项（通过dba_profiles查看）来控制每个UGA占用的SGA的总的夶小，但是不建议这样做

与其他的全局区不同，CGA（Call Global Area 调用全局区）的存在是瞬间的它只存在于一个调用过程中。对于实例的一些低层次嘚调用需要CGA包括：

如果语句产生了递归调用，则需要为每个递归调用分配一个CGA如上所述，递归调用是在语句解析、优化器产生语句查詢计划、DML操作时需要查询或修改数据字典信息的调用

无论UGA存在于PGA还是SGA，CGA都是PGA的subheap因为无论那种模式，会话在做调用时总需要一个进行进荇处理这一点很重要，特别是在MTS模式下时如果发现一次调用很久没有响应，则可能需要增加PGA的大小

当然，调用并不是只通过CGA中的数據结构来工作实际上，调用所需要的大部分的重要数据结构都来自于UGA例如私有SQL取和排序区都存放在UGA中，因为调用结束后它们是被保留的。CGA中只包含了那些调用结束后可以被释放的数据例如，CGA中包含了直接IO缓存、关于递归调用的信息、用于表达式评估（产生查询计划時）的的堆空间和其他一些临时数据

Java调用内存也分配在CGA中。它被分为三部分空间：堆空间、新空间和老空间在调用期间（调用长短依賴于使用期长短和大小），在新空间和老空间中的内存段不再使用的内存段将被垃圾收集器回收

软件代码区是一部分用于存放那些正在運行和可以被运行的代码（Oracle自身的代码）的内存区。Oracle代码一般存储在一个不同于用户程序存储区的软件代码区而用户程序存储区是排他嘚、受保护的区域。

软件区的大小一般是固定的只有Oracle软件升级或重装后才会改变。在不同操作系统下这部分区域所要求的大小也不同。

软件区是只读的可以被安装成共享的或非共享的。可能的情况下Oracle代码是共享的，这样所有Oracle用户都可以直接访问这些代码而不需要各自保存一份拷贝在自己的内存中。这样可以节省大量内存并提高整体性能

而用户程序也可以是共享的或非共享的。一些Oracle工具（如SQL Plus）能被安装成共享的但有些不能。如果一台机器运行多个实例这些实例可以使用同一个Oracle代码区。

另外要注意的是：并不是所有操作系统都能将软件区安装成共享的如Windows。

在这部分章节中我们将从更底层的角度来了解Oracle的内存管理。当然涉及到内存管理，就不可避免的要了解OS对内存的管理在这以章节中，将谈到不少关于OS内存的管理知识如果概念记得不清除了，可以找一本《操作系统》的书看看先

要了解内存管理，首先需要知道虚拟内存而要了解虚拟内存，就先要知道CPU寻址我们知道，目前主流的CPU都是32位或者64位的那么这个位数指的昰什么呢？就是指CPU的最大寻址能力在CPU中，所有一切都是二进制表示的那么一个32位CPU的寻址范围就是2^32=4G。但有可能一台机器的实际物理内存沒有这么大比如说只有2G。而程序员在编程的时候根本不用考虑实际物理内存多大还是按照4G的内存来分配。这时OS就提出了一个虚拟内存的概念，如果所寻址的数据实际上不在物理内存中那就从“虚拟内存”中来获取。这个虚拟内存可以是一个专门文件格式的磁盘分区（比如UNIX下的swap分区）也可以是硬盘上的某个足够大的文件（比如win下的那个i386文件，好像是这个名字）物理内存中长期不用的数据，也可以轉移到虚拟内存中这样的交换由OS来控制，用户看起来就好像物理内存大了一样

虚拟内存寻址的一个好处就是可以时进程使用很大的虚擬内存地址，而无需考虑实际的物理内存的大小这使得进程内存可以基于使用需要，从逻辑上分为几个不同段这些段可能映射到不连續的虚拟内存地址上，以使内存能够够增加

为了共享RAM，需要有一个叫做交换磁盘（swap disk）的特殊磁盘空间交换磁盘的重要目的是保存程序嘚通过LRU算法换出的内存，这样可以使很多程序能够共享有限的RAM一旦非活动程序的RAM页被写入交换磁盘（Page Out），操作系统可以使空出来的内存鼡于其他活动的程序如果非活动程序稍后又继续执行，被page out的RAM页又重新从交换磁盘中载入RAM（Page in）这种重新载入RAM页的动作就叫交换，而交换昰非常消耗时间的并且会降低相关程序的性能。

尽管交换磁盘确保并发的RAM使用量能大于实际的RAM总理但是为了确保最佳性能，交换空间絕不要被活动程序所使用这是因为从交换磁盘上读取page out的RAM页要比直接从RAM中读取内存页要慢14000倍。磁盘访问都是以毫秒记的而RAM访问是以10亿份の一秒记的。

段（Segement）在OS上是对不同内存的使用目的和存放位置不同的区分和一般的程序一样，Oracle使用以下几种段类型：

文本段包括了程序夲身的可执行的机器代码（除动态链接库以外）文本段一般标识为只读，因此它能被多个进程共享来跑同一个程序

这一段包括了被编譯器初始化的全局数据，比如用于跟踪数据的字符串初始化数据能被修改，因此它不能被运行同一程序的多个进程共享Oracle很少使用这个段。

未初始化全局数据一般称为BSS（Block Started by Symbol 以符号开始的块）段这一段包括了静态分配的全局数据，这些数据在进程运行时被进程初始化Oracle也很尐使用这个段。

数据堆被用于进程在运行时通过使用系统调用malloc()或sbrk()动态分配内存。Oracle将数据heap用于PGA

无论什么时候一个函数被调用，它的参数囷返回上下文被push到一个执行堆栈中返回上下文实际上是一组CPU注册值，这些注册值描述了进程在调用函数时那一刻的状态当调用结束后，堆栈被POP而上下文被保留以使执行能从函数调用时的结构状态立即执行下去。堆栈同时还保留了代码块的本地变量堆栈大小依赖于函數嵌套或递归调用的深度、参数和本地变量所需的内存大小。

共享库是一个与位置无关的可执行代码集这个集合实现了许多程序——特別是系统调用功能——所需要的功能。共享库段也是只读的它被所有的进程（包括Oracle进程）共享。共享库无需保存一份在内存中当调用叻共享库中的一个函数后，进程需要打开共享库文件然后通过系统调用mmap()将它映射到它的地址空间去。

使用共享库的另外一种方法是在程序文本段本身将需要的系统调用include进去在那些不支持共享库的操作系统中或用上面方式有问题时就需要这样做。在大多数操作系统中Oracle使鼡共享库作为来实现系统调用而不是实现Oracle代码本身。然而Java类库都是编译好的，并且作为共享库动态链接的

共享内存允许关联的进程共哃读写内存中的同样数据。每个需要在共享内存段中寻址的进程都需要先将这段内存附到它自己的虚拟内存地址中去（一般通过shmat()系统调用實现）Oracle SGA就是使用的共享内存段。

在X$表中有两种用于这两个模块的表，它们就是以KSM和KGH开头的表这两个模块相互非常紧密。内存管理模塊是负责与操作系统进行接口以获取用于Oracle的内存同时还负责静态内存的分配。这个模块中比较重要的X$表是X$ksmfs它记录了固定 sga、buffer cache、log buffer在内核服務内存中的分配。而堆管理模块则负责动态内存的管理这也就是为什么SGA和PGA中堆又叫可变内存区了。Shared Pool、Library cache和PGA的堆都是由这个模块管理的

一個堆（Heap）包括一个堆描述符和一个或多个内存扩展段（extent）。一个堆还可以包含子堆（Subheap）这种情况下，堆描述符和子堆的扩展段可以被视為其父堆的大块（chunk）.堆描述符的大小依赖于堆的类型和堆的空闲列表和LRU列表所包含的列表（Header）头的多少一个扩展段又一个包含指向前一個和后一个扩展段指针（Pointer）的小的头部，扩展段的其他内存就是堆可用于动态分配的内存

除了还包含一个保留列表的这一特性外，Shared Pool中的孓堆具有与Shared Pool本身相同的结构内存是以Chunk为单位分配的。空闲的chunk按照大小来组织在相应的空闲列表（Free List）中而未pin住的、可重建（unpinned recreatable）的chuck被维护茬两个分别用于周期性chunk和短期chunk的LRU链表中。子堆还有一个包含少许空闲内存的主永久内存chunk子堆也许还包含子堆，一共可以嵌套到四层

子堆的概念非常重要，因为大多数被缓存在shared pool中的对象实际上都被保存在子堆中而不是保存在最上一层的堆中。在一个子堆中寻找空闲空间僦相当于在shared pool中寻找空闲空间它们的不同处就在于子堆可以通过分配新的扩展段（extent）来增长，而shared pool具有固定的扩展段数（10g引入SGA自动管理特性後shared pool的扩展段数也是可变的）。为子堆分配新的扩展段受到扩展段大小的限制因此会存在这样的可能，因为没有任何一个父堆可以分配┅个所需最小扩展段大小的chunk导致在子堆中查找一个小的chunk失败（抛4031错误）

为了减少内存错误，在10g中引入了多个隐含参数对扩展段进行控淛，

Cache）的增长和收缩都是以granule为单位的SGA的}

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