Fonctionnement et Tuning de la SGA sous Oracle

1. Fonctionnement et Tuning de la SGA sous Oracle TOUAMI Khaled

2. Plan • Structure d ’une base de données Oracle • Architecture technique d’une base Oracle • System Global Area (SGA) • Fonctionnement • Optimisation • Statpack • TOAD

3. Structure d’une base Oracle

4. Définitions Base de Données(database) Ensemble de fichiers de données (data files), des fichiers de contrôle(control files) et des fichiers journaux de transactions (redo logs), formant la structure permanente d ’un serveur oracle. Instance Elle comprend la System Global Area (SGA), les processus d ’arrière-plan associés et les structures correspondantes de mémoire partagée. Elle est transitoire est crée à chaque démarrage d ’instance.

5. Processus • DBWR( Database Writer) • Transfert les blocs de données modifiées du data buffer dans les fichiers disque de la base de données. • Le paramètre d ’initialisation DB_WRITERS_PROCESSES permet de démarrer plusieurs processus DBWR, afin d ’augmenter le taux d ’écriture sur disque. • LGWR(Log Writer) • Écrit les données modifiées depuis la zone mémoire redo-log buffer dans les fichiers redo-log. • CKPT(Checkpoint) • Signe à des intervalles réguliers, le moment d ’écriture des données modifiées dans la SGA dans les fichiers de la base de données. • Il modifié l’ensemble des fichiers qui composent la base de données, pour que le numéro d ’ordre du plus récent checkpoint soit inscrit en en-tête de fichier. • SMON(System Monitor) • Surveille la base de données lors de son démarrage, puis au cours de son fonctionnement. • PMON(Processus Monitor) • Nettoie les transactions défaillantes, comme celle d ’un poste client arrêter brutalement durant une transaction (zonez allouées libérées, les verrous posés sont supprimés, les ressources affectées sont annulées). • Vues : V$bgprocess

7. System Global Area (SGA) • Définition : C ’est une zone mémoire qui regroupe un ensemble de structures de mémoire partagées qui contiennent les données, et les informations de contrôle le plus souvent utilisées d ’une instance oracle. • Elle comprend : • Shared Pool Area • Data buffer Cache • Redo-log Buffer • Volume initial de la SGA : La SGA doit représenter au moins 2% de la taille totale de la base de données (physique). • Elle est repartie comme suit : • 50% Cache de données (database buffer cache) • 40% Shared Pool • 10% Redo Log Buffers • Espace libre dans la SGA : Pour connaître l ’espace libre dans la SGA, on interroge la vue V$SGASTAT • select * from v$sgastat where name = 'free memory' • Mesure de performance : la mesure de la performance revient à calculer les différents indicateurs ratios d ’analyse correspondants aux différentes partis de la SGA.

8. Shared Pool Area • Définition : C ’est une partie de la SGA dans laquelle les instructions SQL, les procédures stockées et les informations spécifiques du dictionnaire sont enregistrées en mémoire. • Elle est gérée au moyen d ’un algorithme LRU (Least Recently Used). • Elle comprend : • Library cache : il contient le code SQL des instructions et les plans d ’exécutions associés , les blocs PL/SQL et des classes Java. • Dictionary cache : contient des méta données issues du dictionnaire de données décrivant la structure et la sécurité de tous les objets inclus dans les instructions SQL récemment utilisées. • Paramètres : • SHARED_POOL_SIZE : Définit la taille du pool partagé, en octets. • SHARED_POOL_RESERVED_SIZE : Réserve une part du pool partagé pour des objets de grande taille ( package, procédure, fonction). • Vues de performance dynamique : V$Rowcache, V$LibrabyCache, V$SqlArea

9. Analyse du code SQL

10. PARSE : • Vérification de la syntaxe de l ’instruction SQL. • Réalisation de la résolution d ’objets et les contrôles de sécurité pour l ’exécution du code. • Construction de l’arbre d’analyse • Développement du plan d ’exécution pour l’instruction SQL. • EXECUTE : • Application du plan d ’exécution. • Lecture des blocs de données du fichier en mémoire. • Manipulation des données en mémoire (Insert, Update, Delete). • FETCH : (select) • Renvoie des lignes au processus utilisateur.

11. Qu ’est ce qui l ’optimisation • C ’est un ensemble d ’actions de modifications ciblés au niveau des composants de la base de données pour atteindre des objectifs de performance, c ’est à dire augmenter le débit et réduire les temps de réponse. • Finalité : Satisfaction des utilisateurs. • Méthodologie d ’optimisation • 1. Définition des objectifs d ’optimisation raisonnable. • 2. Mesurez et documentez les performances actuelles. • 3. Identifier les goulets d ’étranglement actuels sur Oracle • 4. Identifier les goulets d ’étranglement actuels du système d ’exploitation. • 5. Optimiser les composants concernés (Application, Instance , Base de données, E/S, OS). • 6.Application des procédures de contrôle des changements, • 7. Mesurez et documenter les performances actuelles, • 8. Répétez les étapes 3 à 7 jusqu ’à ce que les objectifs soient atteintes.

12. Optimisation de la Shared Pool Area • Les principaux problèmes liés aux performances du pool partagé: • Utilisation intense des ressources CPU, causé par des analyses excessives. • Erreur ORA-4031 : manque de place mémoire. • Mesures de performance • a)- library cache • La vue V$LIBRARYCACHE contient l’ensemble des informations relatives aux activités de la library cache depuis le dernier démarrage de l ’instance.

14. Get : Désigne le nombre de requêtes pour un ou plusieurs éléments du cache de bibliothèque. Gethit : Le nombre de fois qu ’un objet à été trouvé en mémoire. Gethitratio : C ’est le rapport entre le Gethits et le Gets. Pins : le nombre d ’exécutions d ’un élément donné. Pinhits : le nombre de fois qu ’un élément a été exécuté en mémoire. Pinhitratio : C ’est le rapport entre le Pinhits et le Pins. Reloads : le nombre de manqués ( nombre de demandes infructueuses ayant nécessité un rechargement en cache.

16. Library Cache hit-ratio Select SUM (pins-reloads)/ SUM (pins) "Library cache hit ratio" FROM V$LIBRARYCACHE Library cache hit ratio ---------------------------- ,997253872 ( > au seuil de 85%) Recommandation : Si le library cache hit ratio < 85%, augmentez la valeur du paramètre SHARED_POOL_SIZE Nombre d ’analyse réalisées Select STATISTIC#, NAME , VALUE from v$sysstat where name like 'parse count%' STATISTIC# NAME VALUE ---------- ---------------------------------- ---------------- 152 parse count (total) 960796 153 parse count (hard) 98815

17. Reload ratio : C ’estle pourcentage d ’exécutions qui ont nécessité une nouvelle analyse. Select sum(pins) "EXECUTIONS" , sum(RELOADS) "MISSES", sum(RELOADS)/sum(pins) "RELOAD RATIO" from v$librarycache EXECUTIONS MISSES RELOAD RATIO ------------------ ---------------- ----------------------- 14069958 38637 ,274606363 Select sum(pins) "EXECUTIONS" , sum(RELOADS) "MISSES", sum(RELOADS)/sum(pins) "RELOAD RATIO" from v$librarycache where namespace = 'TRIGGER' EXECUTIONS MISSES RELOAD RATIO --------------------------------------------------------- 337 87 ,258160237 Si la valeur du reload-ratio > 1, On augmente la valeur du paramètre SHARED_POOL_SIZE.

18. Identification des objets de grande taille Select name, type, loads, executions from v$db_object_cache where type in ('PACKAGE', 'PACKAGE BODY','FUNCTION','PROCEDURE') and owner like 'AGNES ’ NAME TYPE LOADS EXECUTIONS SHARABLE_M -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- NOMBRECLIENT PROCEDURE 3 9 8070 COMMANDE_EXISTE FUNCTION 2 17 13333 AFFICHER PROCEDURE 3 61 9218 MAJOR PROCEDURE 6 7 8335 Remarque : Lorsqu ’une procédure incluse dans un package est appelée, c ’est l ’ensemble du package qui chargé en mémoire et analysé.

20. Dictionary cache hits-ratios

21. Calcul du dictionary cache hit-ratio Select (sum(gets-getmisses))/sum(gets)*100 "Dictionary Cache Hit ratio" from V$Rowcache Dictionary ---------- 94,0434197 Une valeur du dictionary cache hit-ratio > 85% est satisfaisante. Le Keeping Pour améliorer les performance on fixe des objets de grande taille dans la SPA. SQL> exec dbms_shared_pool.keep(‘nom de l ’objet à fixer ’) Quels sont les objets fixés Select Owner, Name, Type, Sharable_mem, Kept from V$DB_OBJECT_CACHE where Type in (‘FUNCTION ’,’PACKAGE’,’PACKAGE BODY ’, ’PROCEDURE’) Order by Owner, Name

22. DATABASE BUFFER CACHE • 1)-Fonctionnement • Les données sont écrites en mémoire par blocs (si elles ne s ’y trouvent pas déjà) avant de pouvoir être manipulées en lecture ou en écriture. • La quantité de mémoire disponible pour enregistrer ces blocs est limitée, de telle sorte que des blocs doivent être remplacés par des blocs plus récents en suivant un mécanisme de gestion appelée algorithme LRU. • Un bloc est dit « dirty »si son contenu a changé. Oracle n ’autorise pas de nouvelle données à prendre cette place, tant que ce contenu n’a pas été écrit sur disque. • Une fois le bloc écrit sur le disque, il devient disponible pour être réutilisé, il est dit « free ». • Exemple : • 2)-Paramètres de configuration • DB_BLOCK_SIZE (Taille d ’un bloc en octets) • DB_BLOCK_BUFFER (Nombre de blocs qui peuvent être enregistrés) • - La taille d ’un bloc détermine la taille de chacun des buffers. • - La taille totale du cache de données = DB_BLOCK_BUFFER * DB_BLOCK_SIZ .

23. ANALYSE DE DATABASE BUFFER CACHE a)-Le cache hit-ratio : C ’est le rapport entre le nombre de fois où un bloc est demandé et le nombre de fois où le cache de données d ’oracle a été capable de renvoyer la valeur par une lecture logique plutôt que par une lecture physique. CHR=100*(1-(physical reads / (consistent gets + db block gets - physical reads))) Select 1- (phy.value / ( cons.value + db.value - phy.value)) from v$sysstat phy, v$sysstat cons, v$sysstat db where phy.name ='physical reads' and cons.name ='consistent gets' and db.name ='db block gets ’ b)-Quels objets utilisent la plus grande part du cache de données Select o.owner, o.object_type, o.object_name, count(b.objd) from v$bh, dba_objects o where b.objd=o.objects_id group by o.owner, o.object_type, o.object_name having count(b.objd) > (select to_number(value*0.5) from v$parameter where name=‘db_block_buffers’)

24. c)-Les évènements d’attente • Pour déterminer les évènements d ’attentes qui affectent le cache de données, on interroge la vue V$SESSION_WAIT. • Select SW.Sid, S.Username, Substr(SW.Event,1,35), SW.Wait_Time • from V$SESSION S, V$SESSION_WAIT SW • where SW.Event not like 'SQl*Net%' • and SW.Sid=S.Sid • Order by SW.Wait_Time, SW.Event • Les évènements d ’attente courants relatifs au cache de données • Buffer busy waits : Indique une attente d ’un buffer dans le cache de la base de données. • Free buffer waits : Manque de buffers libres dans le cache de données • Db file sequential read : Signale des attentes associées à une lecture excessif d ’index. • Db file scattered read : Signale des attentes associées à un balayage complet d ’une table. • Sources d’informations • V$WAITSTAT, V$SYSTEM_EVENT, V$SESSION_WAIT, STATPACK REPORT

25. Redo Log Buffer • 1)-Fonctionnement • Un processus utilisateur lance une instruction DML. • Oracle affecte un identificateur de transaction à cette opération. • Le processus serveur associé au processus utilisateur transfère en mémoire les données nécessaires, puis verrouille les lignes concernées qui doivent subir des manipulations. • Le processus serveur écrit dans le redo log buffer l ’image des lignes avant les modifications (before image). • Le processus serveur mis à jour les lignes de données. • Le processus serveur écrit dans le redo log buffer l ’image qui suit la transaction (after image). • Les données de redo log buffer sont transcrit sur disque lorsque survient l ’un des évènements suivants: • Chaque fois qu ’une période de trois secondes s ’est écoulée. • Lors d ’un commit. • Lorsque l ’expression MIN(1MB, LOG_BUFFER/3) est vérifiée. • Au moment des Checkpoints, • Lorsqu ’il est déclenché par le processus DBWR

26. B)-Paramètres de configuration • LOG_BUFFER (Définit la taille en octets) • C)- Les évènements d ’attentes liés au redo log buffer • Log buffer space:Indique un problème potentiel du LGWR. • Log file parallel write: Signale une attente liée à l ’écriture de journaux sur le disque. • Log file sync : Signale des attentes liées à un vidage du journal lors de la validation (commit) par un utilisateur.

27. ANALYSE DE REDO LOG BUFFER a)-Redo log hit-ratio Select name, value from V$SYSSTAT where name in ('redo buffer allocation retries','redo entries') NAME VALUE -------------------------------------------- ---------------- redo entries 2674558 redo buffer allocation retries 83 redo buffer allocation retries : indique le nombre d ’attente avant d’écrire dans le redo log buffer. Select 100*(a.value/b.value) "redo buffer retries ratio" from v$sysstat a, v$sysstat b where a.name='redo buffer allocation retries' and b.name='redo entries' redo buffer retries ratio ----------------------------- 0,003102836

28. Attente due à la non disponibilité du fichier redo log Select name, value from V$SYSSTAT where name='redo log space requests' NAME VALUE ------------------------------------------------------------------ redo log space requests 64

29. STATPACK • Un outil de diagnostic. • Il enregistre un grand nombre de données relatives aux performances. • Calcul les ratios de performance. • Il enregistre dans un schéma permettant une utilisation ultérieure • Possibilité de faire une comparaison avec les données d ’exécutions antérieures. • Installation • Lancer le script $ORACLE_HOME/rdbms/admin/spcreate.sql (création du schéma statpack et de user PERFSTAT) • Exécution • SQL> connect perfstat/perfstet • SQL> execute statspack.snap • Analyse des résultat • SQl>@spreport

30. STATSPACK report for DB Name DB Id Instance Inst Num Release OPS Host ---------- ----------- ---------- -------- ---------- ---- ---------- Test 204079298 ORCL 1 8.1.5.0.0 NO azuro Snap Length Start Id End Id Start Time End Time (Minutes) -------- -------- -------------------- -------------------- ----------- 1 2 25-Sep-00 00:36:21 25-Sep-00 00:38:10 1.82 Cache Sizes ~~~~~~~~~~~ db_block_buffers: 8192 db_block_size: 2048 log_buffer: 163840 shared_pool_size: 15728640 Load Profile ~~~~~~~~~~~~ Per Second Per Transaction --------------- --------------- Redo size: 4,893.39 533,380.00 Logical reads: 37.88 4,129.00 Block changes: 22.23 2,423.00 Physical reads: 4.26 464.00 Physical writes: 7.16 780.00 User calls: 0.02 2.00 Parses: 2.04 222.00 Hard parses: 0.06 7.00 Sorts: 0.35 38.00 Instance Efficiency Percentages (Target 100%) ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Buffer Nowait Ratio: 100.00 Buffer Hit Ratio: 88.76 Library Hit Ratio: 94.08 Redo NoWait Ratio: 99.69 In-memory Sort Ratio: 94.74 Soft Parse Ratio: 96.85 Latch Hit Ratio: 100.00

31. TOAD(Outil d ’administration)

33. BIBLIOGRAPHIE • Oracle 8i DBA LONELY.K., THERIAULT.M Oracle Press. • Optimisation des performances sous Oracle - GAJA KRISHNA, VAIDYANATHA, KIRTIKUMAR Oracle Press. • Oracle 9i sous Linux - BRIARD.G Eyrolles • Oracle OCP Oracle9i database: FundamentalsI-II Exam Guides. • C.Shallahammer, « Direct Contention Identification Using Oracle ’s Session wait Tables » • C.Millsap, « Oracle Performance problem Diagnossis » • www.hotsos.com • www.oraperf.com • technet.oracle.com/deploy/performance/ • www.orapub.com

34. Questions ?