影響Oracle數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)性能的因素分析與改進

孟 萍 劉 石

（大連東軟信息學院 遼寧 116023）

0 引言

Oracle作為一種大型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在電力、電信、金融、民航等重要部門。在實際應(yīng)用中，隨著系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的增加，訪問量的加大，常常會出現(xiàn)系統(tǒng)響應(yīng)遲緩，性能下降的問題。圍繞數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的性能優(yōu)化，目前在業(yè)界已有一些研究成果。本文從軟件產(chǎn)品生命周期的設(shè)計、編碼及部署階段入手，結(jié)合多年的實際工作經(jīng)驗，分析了在軟件開發(fā)過程中影響性能瓶頸的諸多因素，給出了基于Oracle數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的優(yōu)化方法及策略。

1 設(shè)計階段上的優(yōu)化

設(shè)計階段是軟件開發(fā)中僅次于需求分析之后的第二階段，如果能夠進行科學、合理的設(shè)計，能夠有效避免許多在后繼階段中引起的系統(tǒng)性能問題。一旦數(shù)據(jù)庫設(shè)計付諸實施，我們將很難在應(yīng)用環(huán)境中改變數(shù)據(jù)庫的設(shè)計。因此，本階段的控制措施十分重要! 這里從性能分析的角度，重點闡述數(shù)據(jù)庫對象的優(yōu)化設(shè)計和應(yīng)用邏輯實現(xiàn)設(shè)計兩部分。

1.1 數(shù)據(jù)庫對象設(shè)計

數(shù)據(jù)庫對象優(yōu)化設(shè)計的重點在數(shù)據(jù)庫基表設(shè)計、索引設(shè)計和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)整體性能設(shè)計三個方面。

1.1.1 數(shù)據(jù)庫基表設(shè)計

人們在開始進行數(shù)據(jù)庫基表設(shè)計的時候，很容易忽略基表在數(shù)據(jù)量很大的情況下，是否會引起應(yīng)用性能下降問題，以及日常維護、備份恢復、數(shù)據(jù)清理等工作是否也會因此而受到影響。而往往在系統(tǒng)投入運行以后才發(fā)現(xiàn)隨著系統(tǒng)業(yè)務(wù)量的增大，正常的使用、日常的備份、以及數(shù)據(jù)清理等操作會變得越來越耗時，甚至達到無法在業(yè)務(wù)給定的時間內(nèi)完成的地步，給客戶及使用單位帶來許多無法想象的麻煩。因此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫基表的設(shè)計十分重要。

對于大的數(shù)據(jù)庫基表，我們可以采用數(shù)據(jù)庫分區(qū)技術(shù)來優(yōu)化產(chǎn)品的應(yīng)用性能，同時也能大大簡化DBA對于這些大尺寸庫表的日常維護工作，做到防患于未然。

1.1.2 索引設(shè)計

在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中，另一個與應(yīng)用系統(tǒng)性能有很大關(guān)系的問題是建立合適的索引。設(shè)計好的索引結(jié)構(gòu)，可以避免查詢時的全表掃描，加快查詢速度。而在實際應(yīng)用中，常常沒有制定有效的索引管理策略，許多應(yīng)用系統(tǒng)的索引都是在開發(fā)人員在編寫代碼時看到需要索引就創(chuàng)建一個索引，而較少甚至根本不去查看和分析已有的索引是否可以利用。隨著應(yīng)用功能的擴展，索引數(shù)量只是簡單地增加，而很少考慮重復利用、合并和刪除重復索引。最終導致雷同或可合并的索引大量存在，不但消耗大量的空間，還影響庫表記錄的增、刪性能。

1.1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)整體性能設(shè)計

這部分設(shè)計的重點在于盡量減少I/O爭用、分散I/O。如果對于基表和索引的存儲位置沒有進行合理分布，則很容易在系統(tǒng)中造成熱點數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)的并發(fā)處理能力大打折扣。在實際應(yīng)用中一般可遵循以下幾條策略：

將表和索引分散在不同的I/O單元上；

將需要經(jīng)常關(guān)聯(lián)的表分散在不同的I/O單元上；

對于熱點訪問的基表和索引，盡量分散在盡可能多的數(shù)據(jù)塊甚至不同硬盤上?？梢詫⒒砗退饕娣旁赗AID0或RAID5的磁盤陣列中；或使用很大的PCTFREE存儲參數(shù)，使數(shù)據(jù)量盡量分散在不同的數(shù)據(jù)塊中，使數(shù)據(jù)稀疏化；

應(yīng)用Oracle的LMT本地表空間管理和ASSM自動段存儲管理技術(shù)管理數(shù)據(jù)塊的表空間和基表索引等存儲對象，以提高I/O請求并發(fā)率。

1.2 應(yīng)用邏輯設(shè)計

在應(yīng)用邏輯設(shè)計過程中，較普遍存在的問題是僅關(guān)注如何通過SQL語句實現(xiàn)應(yīng)用邏輯的功能，但很少分析SQL語句應(yīng)以什么樣的執(zhí)行計劃運行效率最佳；很少分析執(zhí)行計劃是應(yīng)確保始終不變，還是需要隨著數(shù)據(jù)分布的變動而相應(yīng)的變動，以及如何變動進行設(shè)計。

在一個應(yīng)用系統(tǒng)中存在大量的SQL語句，很難做到針對每一條SQL語句都進行完善的分析設(shè)計工作。因此，可以運用“2-8原則”的思想，對執(zhí)行時間長，或并發(fā)量大的SQL語句精心設(shè)計“理想執(zhí)行計劃”，使其性能得以優(yōu)化。

2 編碼階段上的優(yōu)化

在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)中，造成應(yīng)用程序反應(yīng)緩慢、系統(tǒng)資源消耗大的直接原因常常是不良的SQL語句。往往一個不良的SQL語句會導致整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)高負荷運轉(zhuǎn)，甚至對外暫停服務(wù)。因此在編碼階段應(yīng)首先對SQL語句進行優(yōu)化。

另外盡量使用存儲過程。有些不需和客戶端交互太多、處理的數(shù)據(jù)量較大的程序，例如報表，可以使用存儲過程實現(xiàn)。這樣可以減少網(wǎng)絡(luò)流量，而且存儲過程本身是編譯好的，經(jīng)過一些優(yōu)化處理。降低事務(wù)執(zhí)行的粒度。某些業(yè)務(wù)處理的數(shù)據(jù)量較大，如果寫成一個SQL語句或放在一個事務(wù)中，執(zhí)行起來會占用系統(tǒng)很多資源，影響其它業(yè)務(wù)的執(zhí)行，可以考慮降低粒度，分成多次執(zhí)行。

3 部署階段上的優(yōu)化

在此階段中經(jīng)常會遇到在開發(fā)環(huán)境執(zhí)行效率很高的應(yīng)用部署到生產(chǎn)系統(tǒng)中后，性能卻很不理想的情況，引發(fā)這種情況很多時候是因為部分SQL在部署到生產(chǎn)環(huán)境之后，由于實際的數(shù)據(jù)分配與測試環(huán)境不同，導致Oracle的CBO生成了不同于開發(fā)環(huán)境下生成的執(zhí)行計劃。

在這一階段，我們可以從開發(fā)環(huán)境中提取出最優(yōu)的SQL執(zhí)行計劃集合，部署到生產(chǎn)系統(tǒng)中，以固定需要固定執(zhí)行計劃的SQL。此外在部署階段還應(yīng)該注意不斷跟蹤、優(yōu)化不良的SQL語句。

4 結(jié)束語

Oracle數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的性能優(yōu)化是一個復雜、繁瑣的系統(tǒng)工程，涉及的方面有很多，我們認為系統(tǒng)性能在70%以上由應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和SQL語句來決定，數(shù)據(jù)庫端可調(diào)性只有20%左右，因此這里我們重點強調(diào)了產(chǎn)品開發(fā)在設(shè)計、編碼及部署階段在性能方面容易引起瓶頸的因素及解決方法，希望能在產(chǎn)品投入使用之前就引起性能方面的重視及改善。實踐證明，上述措施行之有效。

當然對系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整不是一次性的，還需要在使用過程中不斷反復調(diào)整，但如果在產(chǎn)品實施之初就開始注意性能的優(yōu)化問題，對以后的系統(tǒng)維護會減少很多負擔，從而提升軟件產(chǎn)品的整體性能。

[1] 陳峰. 關(guān)于改善ORACLE數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件產(chǎn)品性能品質(zhì)的研究: 碩士學位論文. 北京: 北京郵電大學, 20011.

[2] Thomas Kyte. 蘇金國 王曉振等譯. Oracle 9i&10g編程藝術(shù).人民郵電出版社, 2009

[3] 李欣, 羅琦, 李春華. Oracle 數(shù)據(jù)庫性能的優(yōu)化設(shè)計. 鄭州大學