第7章 IO以及系统优化

第7章 IO以及系统优化


数据库文件I/O优化 3.重做日志文件：在Oracle数据库系统中，要求必须设置两个重做日 志组，而且每个日志组中至少一个重做日志成员，但是在生产数据库 中应该创建不少于三个重做日志组，并且每个重做日志组不少于2个 重做日志成员，这样可以保证重做日志文件的可靠性，以及提高数据 库系统的效率（这当然还要涉及重做日志文件的大小设置问题）， Oracle会循环的使用重做日志组，在写一个重做日志组时，会同步写 该组中的重做日志成员，所以对于同一个重做日志组中的重做日志成 员应该存放在不同的磁盘上，以平衡数据I/O。 4.重做日志文件和数据文件：重做日志文件和数据文件应该分开存放， 即重做日志组中的每个成员和数据库系统中的数据文件应该分开存放， 因为数据库写(DBWR)后台进程不但会操作数据文件，而且还会引发 检查点使得重做日志写进程（LGWR）将数据库缓冲区中的脏数据同 时写入重做日志文件，如果重做日志文件和数据文件放在同一个磁盘 中，则存在I/O争用。
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IO优化就是通过某种方式减少I/O消耗的 时间，减少由于I/O等待造成的系统瓶颈。 I/O优化本质上有两种: 一种是减少I/O操作减少I/O数据量. 一种是I/O平衡，平衡各种数据文件的磁 盘分布从而减少I/O数据量。
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表空间的I/O优化： 1.表空间的I/O优化。 表空间是Oracle数据库的一个非常重要的概念，是一个逻辑概念， Oracle数据库在逻辑上划分成多个表空间，而表空间中包含物理 的数据文件，这些文件是Oracle格式的操作系统文件，通过设计 不同的表空间从而存放和管理不同的数据库文件。 对于不同的表空间需要采取不同的I/O优化方式，以下是一些原则。 2.系统表空间 系统表空间主要用于存放数据库字典信息，但是在默认情况下用 户数据也存储在系统表空间中，如果将用户数据和数据字典存放 在相同的表空间显然存在磁盘I/O竞争，所以系统表空间中只存放 和管理数据字典信息，对于用户数据可以创建用户表空间来单独 存储。
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迁移索引到新的表空间 如果在数据库系统运行初期表和相应 的索引存储在相同的表空间中，在系统 运行后，依然可以通过索引迁移将这些 索引迁移到不同的表空间。这些表空间 的数据文件应该不在同一个磁盘驱动器 上。
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优化还原段 还原段的作用是用户发出ROLLBACK指令时还原用 户对数据的更改，即如果用户执行了插入数据则执行 删除操作，执行更新数据则修改回原始值，执行了删 除操作则重新插入删除的记录，这些要恢复的数据放 在还原段中，Oracle为每个事务在还原表空间中分配 一个还原段。 在删除一个大表时，还原数据可能会占满还原段 的磁盘空间，从而导致数据库挂起，所以必须采取一 定得措施。可使用TRUNCATE指令删除表中的数据， 但是保留表结构，此时不会产生还原数据，然后再使 用DROP命令删除空表（表的结构）。
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数据库文件I/O优化 5.归档日志文件和重做日志文件：如果数据库处于归 档模式，则重做日志文件在写满时切换到另一个重做 日志组之前需要归档，即将当前重做日志文件中的数 据全部写到归档文件中，这样保证了介质恢复的数据 要求，显然如果二者放在同一个磁盘下，在读出重做 日志文件的同时要写入归档文件，存在I/O的争用，在 实际的数据库系统中会造成重做日志切换时间过长， 无法使用新的重做日志组而导致等待事件。所以应该 将归档日志文件和重做日志文件分布到不同的磁盘上。
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重建索引 通常建立索引的目的是加快表中数据的检索速度， 但是建立索引对规模比较小的表是效果是不明显的， 而对于规模较大的表则不同，可以明显的提高表中数 据的搜索速度，提高响应事件。
在大型的OLPT数据库系统中，数据会频繁的插入 或删除，如果删除的数据量量很大，而用户又不断地 搜索数据，此时就需要考虑对索引的I/O进行优化，原 因是删除记录对应的索引并不会被Oracle删除而只是 打上一个标记，这样造成索引记录中有大量的这样的 标记，使得查询有效索引记录的时间增加，

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表空间的I/O优化： 1.还原表空间 还原表空间主要用于回滚用户更改的数据，如对于用户删除一个 大表时（DROP），此时会产生大量的还原数据，对还原表空间 造成一定得维护压力，而且对于OLTP系统，用户会频繁的更改表 数据，所以还原表空间会不断的填充数据和释放磁盘空间，这样 就比较容易产生磁盘碎片，所以还原表空间应该只用于还原数据， 而不要用作其他用途。 2.临时表空间 临时表空间完成数据的磁盘排序行为，显然排序行为是数据库操 作中比较频繁的一个数据库行为，这样就容易造成临时段的频繁 的分配和释放，也容易造成磁盘碎片，所以临时表空间不能存放 永久数据，也不要存放如索引等其他数据库对象。
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数据库文件I/O优化 1.数据文件优化：存放用户实际使用的表数据或索引等数据库对 象，尤其对于大型的数据库系统必须创建单独的用户表空间而不 能使用默认的系统表空间，并且用户表空间的数据文件应分布在 和系统表空间不同的磁盘上，在用户表空间中可以创建多个数据 文件，并将这些数据文件存放在不同的磁盘上以平衡磁盘I/O行为。 2.控制文件优化：控制文件是Oracle数据库中非常重要的数据库 文件，在数据库启动时告诉数据库它的数据文件，重做日志文件 等的目录位置和用于数据库实例恢复的信息，出于系统可靠性考 虑应该将控制文件分别存放在不同的磁盘上，通过冗余的方式保 证控制文件的可靠性。这样的分布存放同时也实现了控制文件的 磁盘I/O。
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表空间的I/O优化 3.用户表空间 实际的数据库系统肯定需要存储用户数据，主要是表数据，而表数据是应用程序 或用户频繁操作的数据，所以需要单独建立一个表空间，关键是表空间中的数据 文件要存储在单独的磁盘上，如果系统硬件资源不足，可以存储在I/O操作不频繁 的磁盘上以减少I/O竞争产生的I/O等待。除了用户表空间，对于大型的表还需要 建立索引，而索引和用户表最好放在不同的磁盘驱动器上，显然使用表的索引与 搜索表数据同样存在竞争，所以最好创建索引表空间。即用户表空间我们分为用 户数据表空间和用户索引表空间，将二者的数据文件存储在不同的磁盘上，可以 有效地减少磁盘I/O从而优化I/O行为。 4.大对象表空间 大对象表空间是拥有大的数据库对象的表空间，该表空间的尺寸根据数据库块尺 寸的不同分布范围为8Tb~128Tb。Oracle数据库在处理数据时都需要将表数据从 数据文件所在磁盘读取到数据库高速缓冲区中，这个过程是机械行为，所以相对 于内存行为要消耗更多的时间，所以对于大对象表空间尤其需要考虑I/O优化，对 于大对象表空间应该使用更大的块尺寸，使得每次读取数据时可以获得比小的块 尺寸更多的数据，减少了磁盘I/O。