《oracle数据库优化》课件

Oracle数据库优化数据库性能是应用程序的关键因素。优化数据库可以提高性能，减少资源消耗，提高用户体验。DH投稿人：DingJunHong课程简介1课程目标本课程旨在帮助学员掌握Oracle数据库优化技术，提升数据库性能，降低运维成本。2课程内容课程涵盖了Oracle数据库的性能诊断、优化策略、常用工具和实践案例。3课程对象适合数据库管理员、开发人员、DBA和数据分析师等需要提升Oracle数据库性能的专业人士。4学习方式通过理论讲解、案例分析、实践演练等多种方式进行学习。Oracle数据库基础知识回顾数据库类型关系型数据库，支持ACID特性，提供数据完整性和一致性。支持SQL语言进行数据访问和操作。数据模型关系模型，数据以表格形式存储，通过主键和外键连接表格。支持事务，确保数据操作的一致性和完整性。数据库体系结构Oracle数据库体系结构是一个复杂而精密的系统，由多个组件组成，包括实例、数据库和操作系统。实例是Oracle数据库运行时环境，包含内存结构、进程和后台线程。数据库是存储数据的物理文件集合，包括数据文件、控制文件和日志文件。操作系统为数据库提供运行平台，管理硬件资源和提供文件系统支持。服务器进程服务器进程服务器进程是Oracle数据库运行所必须的后台进程，用于管理数据库资源和完成各种操作。进程类型常见的进程类型包括数据库写入进程（DBWn）、日志写入进程（LGWR）、系统监控进程（SMON）等。进程作用这些进程负责管理数据库连接、数据缓存、事务处理、日志写入、错误恢复等重要任务。进程监控监控服务器进程的运行状态对于维护数据库性能和稳定性至关重要。内存结构共享池(SharedPool)存储SQL语句，PL/SQL程序，数据库对象定义等，提高数据库执行效率。缓冲区缓存(BufferCache)存储最近访问的数据块，减少磁盘I/O次数，提升性能。重做日志缓冲区(RedoLogBuffer)记录数据修改操作，确保数据库数据一致性和恢复能力。Java池(JavaPool)存储Java程序，支持数据库的Java扩展功能。文件结构数据文件存储表数据、索引数据和数据字典信息。这些文件通常很大，包含大量数据。控制文件存储数据库结构信息，例如表空间、数据文件、日志文件、密码文件等。日志文件记录数据库事务操作，用于数据恢复和事务处理。参数文件存储数据库启动和运行参数，例如数据库名称、字符集、内存分配等。性能诊断性能指标监控关键指标，例如CPU使用率、内存使用率、I/O吞吐量、SQL执行时间等。性能问题识别分析指标数据，识别潜在的性能问题，例如CPU瓶颈、内存不足、I/O阻塞、锁争用等。性能工具使用Oracle提供的工具，如SQLDeveloper、SQL*Plus、AWR报告、V$视图等，深入分析性能问题。性能分析分析SQL语句、索引、表结构、数据库参数等，定位性能瓶颈。性能指标Oracle数据库性能指标可以帮助我们评估数据库的运行状况和效率。这些指标可以反映数据库资源使用情况、事务处理速度、数据访问效率等信息。100CPU利用率监控CPU资源是否充足200内存使用率监控内存是否足够满足数据库运行300磁盘I/O监控磁盘读写速度是否足够快400事务吞吐量监控数据库处理事务的效率常见性能问题11.响应时间缓慢用户请求响应时间过长，影响用户体验。22.数据库负载过高CPU、内存、磁盘等资源使用率过高，导致系统性能下降。33.事务处理速度慢数据库事务执行时间过长，影响业务效率。44.数据查询效率低下复杂的SQL语句执行时间过长，影响数据分析效率。CPU资源瓶颈高CPU使用率持续高负载，超过阈值，导致系统响应缓慢。CPU密集型操作复杂SQL语句，排序，分组，聚集函数。并发连接过多大量用户同时访问，消耗大量CPU资源。系统进程竞争其他进程占用CPU资源，影响数据库性能。内存资源瓶颈内存不足内存不足导致频繁的磁盘I/O操作，降低数据库性能。内存碎片内存碎片导致内存分配效率低下，影响数据库操作速度。内存泄漏内存泄漏导致系统内存占用不断增加，最终可能导致系统崩溃。I/O资源瓶颈磁盘I/O瓶颈磁盘I/O速度过慢，数据库无法及时获取数据或写入数据，导致性能下降。网络I/O瓶颈网络带宽不足，数据传输速度缓慢，影响数据库与客户端之间的数据交互。数据库I/O瓶颈数据库内部的I/O操作，例如数据块的读写，速度过慢，影响数据库整体性能。锁资源问题锁资源争用多个用户或事务同时访问同一数据，导致锁冲突。死锁两个或多个事务互相等待对方释放锁，造成循环等待。锁等待事务等待获取锁资源，导致性能下降，影响用户体验。应用程序层面优化1代码优化应用程序代码优化至关重要。优化代码逻辑，减少不必要的数据库访问，使用高效的SQL语句等，都能提升性能。2连接池管理使用连接池可以减少连接建立和关闭的开销，提升系统效率。合理配置连接池大小，避免连接泄漏等问题。3缓存机制缓存经常访问的数据可以减少数据库查询次数，提高应用程序响应速度。选择合适的缓存策略，例如使用内存缓存、分布式缓存等。SQL语句优化执行计划分析利用EXPLAINPLAN工具分析SQL语句的执行计划。识别执行计划中的瓶颈，例如索引扫描、全表扫描等。索引优化创建合适的索引，例如唯一索引、组合索引。避免索引失效，例如使用函数或运算符。SQL语句重写使用更有效的SQL语句，例如使用子查询或连接。避免使用不必要的排序或分组操作。索引优化索引类型Oracle数据库支持多种索引类型，如B树索引、位图索引和函数索引，用于优化不同的查询场景。索引作用索引帮助数据库更快地定位数据，提高查询速度。索引在查询优化中起着重要作用，可以显著提升性能。索引策略选择合适的索引类型和索引字段组合，创建最有效的索引，以优化查询性能。性能监控使用性能监控工具观察索引的使用情况，分析索引对性能的影响，并进行必要的调整。分区表优化提高查询效率将数据根据特定属性进行分区，可缩小查询范围，提高数据检索速度。简化管理对不同分区进行独立管理，方便进行备份、恢复、删除等操作，提高管理效率。节约存储空间将历史数据或不常访问的数据存放在单独分区，有效节约存储空间。数据库参数优化优化参数设置根据数据库工作负载，调整参数，比如缓存大小、连接数等，提升效率。性能指标监控监控数据库参数对性能的影响，及时发现问题并调整参数。数据库版本升级升级到最新版本，获得性能改进和新功能。内存优化1SGA内存分配优化SGA的大小和组成，避免内存不足或浪费。2PGA内存分配设置合理的PGA大小，平衡资源利用与性能需求。3共享池优化调整共享池的大小和内容，提升SQL执行效率。4缓冲区缓存优化优化数据块缓存，提升数据访问速度。并行处理优化并行查询并行查询使用多个CPU核心来处理单个查询。这可以显著缩短查询执行时间，特别是在处理大型数据集时。并行DML操作并行DML操作（如插入、更新和删除）可以提高数据加载和修改的速度。并行执行这些操作可以将工作负载分配到多个CPU核心，从而更快地完成任务。并行备份和恢复使用并行处理可以加速数据库备份和恢复操作，从而提高数据可用性和容错能力。数据库存储优化数据压缩压缩数据可以减少存储空间，提高I/O效率。常见压缩方法包括行压缩和块压缩。表分区将大型表拆分为多个较小的分区，提高查询速度和管理效率。按时间、地区或其他属性进行分区。数据归档将历史数据移至归档存储，减少在线存储压力。归档数据可用于数据分析和恢复。数据冗余减少数据冗余，避免重复存储。使用外键约束或视图，将数据关联起来。数据库安全优化11.访问控制设置用户权限，限制用户访问数据，确保数据安全。22.数据加密加密敏感数据，防止未经授权访问，确保数据机密性。33.安全审计记录数据库操作，追踪安全事件，帮助排查安全问题。44.安全配置设置安全参数，禁用不必要服务，防止攻击漏洞。备份和恢复优化备份策略定期备份数据库数据，确保数据安全。恢复策略制定快速恢复计划，以防意外数据丢失。备份工具选择高效可靠的备份工具，例如RMAN。备份优化压缩备份数据，减少存储空间，提高备份效率。容灾和高可用优化数据复制数据复制可以确保数据在多个站点之间同步，在主数据库发生故障时，可以快速切换到备用数据库。数据守卫OracleDataGuard提供数据复制、故障转移和恢复功能，可以保障数据库的高可用性和容灾能力。实时应用集群OracleRealApplicationClusters(RAC)允许多个数据库实例共享同一个数据库，提高数据库性能和可用性。主动数据守卫OracleActiveDataGuard可以将备用数据库设置为读写模式，进一步提高数据库的可用性。性能监控和诊断1监控工具OracleEnterpriseManager,SQLDeveloper,AWR报告2诊断工具SQL*Plus,TKPROF,DBMS_PROFILER3性能指标CPU使用率,内存使用率,I/O吞吐量,锁等待时间4问题分析识别瓶颈,优化SQL语句,调整数据库参数性能监控是持续跟踪数据库运行状况，识别潜在问题，及时采取措施避免性能下降。性能诊断是通过分析监控数据，找到性能瓶颈，确定优化方向。性能优化实践案例案例展示：结合真实案例，深入剖析常见的Oracle数据库性能问题，例如CPU资源瓶颈、内存资源瓶颈、I/O资源瓶颈等。案例分析：通过性能指标分析、SQL语句优化、索引优化、数据库参数调整等优化手段，实现数据库性能的提升，提升系统效率。案例总结：分享经验教训