Oracle程序全局区（PGA）

已有 967 次阅读2013-9-12 16:50 |个人分类:Oracle 体系结构

下图是共享服务器模式和专用服务器模式下,PGA、UGA的不同情况

下面是专有模式的pga图：

注：上图sort area是属于pga，SORT_AREA_RETAINED_SIZE才是属于uga

1、概述
SGA，PGA，UGA，CGA都是Oracle管理的内存区。

SGA（System Global Area），即系统全局区，Oracle中最重要的内存区。
PGA（Process Global Area），即程序全局区，一个进程的专用的内存区。
UGA（User Global Area），即用户全局区，与特定的会话相关联。

CGA (CALL Global Area），即调用全剧区，如排序区，HASH JOIN区，位图合并区等
专用服务器连接模式，UGA在PGA中分配。
共享服务器连接模式，UGA在SGA中的Large Pool中分配。

如果采用专用服务器连接模式，PGA中包含UGA，其他区域用来排序，散列和位图合并。
PGA=UGA+CGA(call global area 调用全局区=排序区+散列区+位图合并区 )

UGA=User session+Cursor state(即private SQL区)+SORT_AREA_RETAINED

User session区：会话信息区，存放用户权限，角色，性能统计等信息
CURSOR（私有SQL 区）就是一个句柄，即指针或引用，指向sql私有区（一个用户的能打开的cursor数由参数open_cursors决定）。然后sql私有区有指针指向共享sql区。私有sql区有两个部分

固定部分：绑定信息，数据结构信息，指针。随session的创建而创建，结束而释放（pmon）

动态部分：执行sql的中间结果集，如多表联查，排序。随sql的创建而创建，结束而释放。
2、PGA的管理模式。
PGA分两种管理模式：
1) 手动PGA内存管理，用户指定排序区和散列区所使用的内存，每个连接使用相同的内存。
2) 自动PGA内存管理，告诉Oracle可以使用的PGA的总量，由Oraclce根据系统负载决定具体分配。

 9iR1时默认为手动PGA内存管理，9iR2以后默认为自动PGA内存管理。
 PGA内存可以动态扩大和回收。

PGA内存管理模式由WORKAREA_SIZE_POLICY控制。
1) 设为MANUAL，启用手动内存管理。
2) 设为AUTO，并且PGA_AGGREGATE_TARGET不为0时，启用自动内存管理。

3、手动PGA内存管理
有三个参数对PGA影响最大。
SORT_AREA_SIZE：排序工作区，用于进程排序时存放排序数据的内存区域，它属于PGA
SORT_AREA_RETAINED_SIZE：排序完成后用于保存已排序数据的内存总量，它属于UGA

HASH_AREA_SIZE：存储散列列表所用的内存量。

下面对这三个参数进行说明：
1) SORT_AREA_SIZE：
如果SORT_AREA_SIZE设为512KB，SORT_AREA_RETAINED_SIZE也为512KB，则Oracle使用512KB的内存进行排序，排序后所有数据都留在内存中。

2) SORT_AREA_RETAINED_SIZE：
如果SORT_AREA_SIZE设为512KB，SORT_AREA_RETAINED_SIZE设为256KB，则Oracle使用512KB的内存进行排序，然后保留256KB的已排序数据，另外512KB-256KB=256KB的已排序数据会写到临时表空间中。排序完后，把要排序完的数据通过存放在SORT_AREA_RETAINED_SIZE，再反馈给显示屏

注：等到排序完成时，排序区会“收缩”为256 KB，另外256 KB内存中放不下的已排序数据会写出到临时表空间中。

即256KB数据放不下，就会用到临时表空间中，然后分多次处理剩余数据。

    如果SORT_AREA_RETAINED_SIZE没有设置，则它的值为0，但是实际保留的排序数据和SORT_AREA_SIZE相同。

3) HASH_AREA_SIZE：
一个大集合和另个集合进行连接时，会用到HASH_AREA_SIZE参数。两个集合中较小的一个会散列到内存中作为驱动表，散列区中放不下的部分都会通过联结键存储在临时表空间中，然后大表进行探索（PROBE）操作进行连接。如果HASH_AREA_SIZE过小会影响两个集合（表）连接时的性能。

注：
1) 如果需要排序的数据量大于SORT_AREA_SIZE，Oracle会分批进行排序。把当前已排序的数据保存到临时表空间中，然后对剩余的数据进行排序。最后，还会对这些保存在临时表空间中的已排序数据再进行排序，因为每次保存到临时表空间中的已排序数据只是部分数据的排序，对整体需排序的数据来说只是部分局部有序。
2) *_AREA_SIZE只是对某个操作的限制，一个查询可能有多个操作，每个操作都有自己的内存区。如果SORT_AREA_SIZE设为5MB，一个查询可能会有10个排序操作，这样一个查询会占用50MB的排序内存。
3)        *_AREA_SIZE内存的分配是按需分配。如果一个查询需要5MB内存进行排序，就算分配1G的SORT_AREA_SIZE也不会全部使用，只会使用需要的5MB的内存量。

4、自动PGA内存管理
要启用自动PGA内存管理，设置下列参数：
1，WORKAREA_SIZE_POLICY=AUTO
2，PGA_AGGREGATE_TARGET=非零

有关PGA_AGGREGATE_TARGET：
1) PGA_AGGREGATE_TARGET是一个目标值。连接数少的时候实际分配PGA内存会比它要小。连接数多的时候实际分配的PGA内存会比它要大，但是Oracle会努力保持总PGA保持在PGA_AGGREGATE_TARGET值内。

例如，PGA_AGGREGATE_TARGET 设为300MB。5个用户连接时，每个用户可能分配10MB的PGA内存，共分配50MB的PGA内存。300个用户连接时每个用户可能分配1.3MB的PGA内存，共分配390MB的PGA内存。当用户连接多时，Oracle会降低每个用户的PGA内存使用量。
2) 一个串行查询（非并行查询）可能包括多个排序/散列操作，每个排序/散列操作最多使用5%的PGA内存。
3) 一个并行查询最多可用到30%的PGA内存，无论有多少并行进程。
4）     查看PGA多大是最合适的

select
trunc(pga_target_for_estimate/1024/1024) pga_target_for_estimate,
to_char(pga_target_factor * 100,'999.9') ||'%' pga_target_factor,
trunc(bytes_processed/1024/1024) bytes_processed,
trunc(estd_extra_bytes_rw/1024/1024) estd_extra_bytes_rw,
to_char(estd_pga_cache_hit_percentage,'999') || '%' estd_pga_cache_hit_percentage,
estd_overalloc_count
from v$pga_target_advice;

SQL>   select
2    trunc(pga_target_for_estimate/1024/1024) pga_target_for_estimate,
3    to_char(pga_target_factor * 100,'999.9') ||'%' pga_target_factor,
4    trunc(bytes_processed/1024/1024) bytes_processed,
5    trunc(estd_extra_bytes_rw/1024/1024) estd_extra_bytes_rw,
6    to_char(estd_pga_cache_hit_percentage,'999') || '%' estd_pga_cache_hit_percentage,
7    estd_overalloc_count
8    from v$pga_target_advice;

PGA_TARGET_FOR_ESTIMATE PGA_TAR BYTES_PROCESSED ESTD_EXTRA_BYTES_RW ESTD_ ESTD_OVERALLOC_COUNT
----------------------- ------- --------------- ------------------- ----- --------------------
                     40   12.5%             600                  41   93%                    7
                     81   25.0%             600                   8   99%                    3
                    162   50.0%             600                   0 100%                    0
                    243   75.0%             600                   0 100%                    0
                    324 100.0%             600                   0 100%                    0
                    388 120.0%             600                   0 100%                    0
                    453 140.0%             600                   0 100%                    0
                    518 160.0%             600                   0 100%                    0
                    583 180.0%             600                   0 100%                    0
                    648 200.0%             600                   0 100%                    0
                    972 300.0%             600                   0 100%                    0

14 rows selected.

这里可以看到162M就可以实现PGA命中率100%

5、手动PGA内存管理与自动PGA内存管理
自动PGA内存管理相对于手动PGA内存管理有很多优点
1，当用户连接少时
a) 手动PGA内存管理不管有多少可用内存都按照预设值进行分配。比如当前空闲内存为300MB，连接需要10MB的内存进行排序，而我们设定的排序区大小为5MB，导致虽然有足够的空闲内存却无法分配给当前连接，造成执行效率低下。
b) 自动PGA内存管理会根据当前空闲内存来进行分配。当空闲内存为300MB，当前用户需要10MB内存进行排序，Oracle就会分配10MB内存给当前用户。
2，当用户连接多时
a) 手动PGA内存管理会完全按照预设值分配内存。如果物理内存总量为1G，排序区设为5MB，当有300个用户连接时，Oracle会分配1.5G的内存，这已经超过了我们的实际物理内存！
b) 自动PGA内存管理会根据当前连接情况进行分配。如果物理内存总量为1G，PGA_AGGREGATE_TARGET为300MB，当用户数从10升到300时，每个用户连接的内存会从满足需要的10MB慢慢减少到1.3MB，虽然最后总量也会超过PGA_AGGREGATE_TARGET，但比起手动PGA内存管理要好很多了。

什么时候使用自动PGA内存管理？什么时候使用手动PGA内存管理？
白天系统正常运行时适合使用自动PGA内存管理，让Oracle根据当前负载自动管理、分配PGA内存。
夜里用户数少、进行维护的时候可以设定当前会话使用手动PGA内存管理，让当前的维护操作获得尽可能多的内存，加快执行速度。

如：服务器平时运行在自动PGA内存管理模式下，夜里有个任务要大表进行排序连接后更新，就可以在该操作session中临时更改为手动PGA内存管理，然后分配大的SORT_AREA_SIZE和HASH_AREA_SIZE（50%甚至80%内存，要确保无其他用户使用），这样能大大加快系统运行速度，又不影响白天高峰期对系统造成的影响。

6、操作命令
系统级更改：
ALTER SYSTEM SET WORKAREA_SIZE_POLICY = {AUTO | MANAUL}；
ALTER SYSTEM SET PGA_AGGREGATE_TARGET=100000000;
ALTER SYSTEM SET SORT_AREA_SIZE = 65536 SCOPE = SPFILE；
ALTER SYSTEM SET HASH_AREA_SIZE = 65536 SCOPE = SPFILE；

会话级更改
ALTER SESSION SET WORKAREA_SIZE_POLICY = {AUTO | MANAUL}；
ALTER SESSION SET SORT_AREA_SIZE = 65536；
ALTER SESSION SET HASH_AREA_SIZE = 65536；