关于shared pool的深入探讨(二)

我们继续把前面的问题展开一下.

其实我们可以从数据库内部监控shared pool的空间碎片情况.
这涉及到一个内部视图x$ksmsp

X$KSMSP的名称含义为: [K]ernal [S]torage [M]emory Management [S]GA Hea[P]
其中每一行都代表着shared pool中的一个chunk

首先记录一下测试环境：

SQL> select * from v$version;
BANNER
----------------------------------------------------------------
Oracle9i Enterprise Edition Release 9.2.0.3.0 - Production
PL/SQL Release 9.2.0.3.0 - Production
CORE 9.2.0.3.0 Production
TNS for Linux: Version 9.2.0.3.0 - Production
NLSRTL Version 9.2.0.3.0 - Production

我们看一下x$ksmsp的结构:

SQL> desc x$ksmsp
Name                                      Null?    Type
----------------------------------------- -------- ----------------------------
ADDR                                                   RAW(4)
INDX                                                    NUMBER
INST_ID                                               NUMBER
KSMCHIDX                                           NUMBER
KSMCHDUR                                           NUMBER
KSMCHCOM                                          VARCHAR2(16)
KSMCHPTR                                           RAW(4)
KSMCHSIZ                                            NUMBER
KSMCHCLS                                           VARCHAR2(8)
KSMCHTYP                                            NUMBER
KSMCHPAR                                           RAW(4)

我们关注以下几个字段:

KSMCHCOM是注释字段,每个内存块被分配以后，注释会添加在该字段中.
x$ksmsp.ksmchsiz代表块大小

x$ksmsp.ksmchcls列代表类型，主要有四类，说明如下:

free
Free chunks--不包含任何对象的chunk,可以不受限制的被分配.

recr
Recreatable chunks--包含可以被临时移出内存的对象,在需要的时候，这个对象可以
被重新创建.例如,许多存储共享sql代码的内存都是可以重建的.

freeabl
Freeable chunks--包含session周期或调用的对象,随后可以被释放.这部分内存有时候
可以全部或部分提前释放.但是注意，由于某些对象是中间过程产生的，这些对象不能
临时被移出内存(因为不可重建).

perm
Permanent memory chunks--包含永久对象.通常不能独立释放.

我们可以通过查询x$ksmsp视图来考察shared pool中存在的内存片的数量
不过注意:Oracle的某些版本(如:10.1.0.2)在某些平台上(如:HP-UX PA-RISC 64-bit)查
询该视图可能导致过度的CPU耗用,这是由于bug引起的.

我们看一下测试:

初始启动数据库,x$ksmsp中存在2259个chunk

SQL> select count(*) from x$ksmsp;

COUNT(*)
----------
2259

执行查询:

SQL> select count(*) from dba_objects;

COUNT(*)
----------
10491

此时shared pool中的chunk数量增加

SQL> select count(*) from x$ksmsp;

COUNT(*)
----------
2358

这就是由于shared pool中进行sql解析，请求空间，进而导致请求free空间,分配、分割
从而产生了更多，更细碎的内存chunk

由此我们可以看出，如果数据库系统中存在大量的硬解析，不停请求分配free的shred pool内存
除了必须的shared pool latch等竞争外，还不可避免的会导致shared pool中产生更多的内存碎片
(当然，在内存回收时，你可能看到chunk数量减少的情况)

我们看以下测试:

首先重新启动数据库:

SQL> startup force;
ORACLE instance started.

Total System Global Area   47256168 bytes
Fixed Size                          451176 bytes
Variable Size                      29360128 bytes
Database Buffers               16777216 bytes
Redo Buffers                      667648 bytes
Database mounted.
Database opened.

创建一张临时表用以保存之前x$ksmsp的状态:

SQL> CREATE GLOBAL TEMPORARY TABLE e
3ff0
$ksmsp ON COMMIT PRESERVE ROWS AS
2  SELECT      a.ksmchcom,
3           SUM (a.CHUNK) CHUNK,
4           SUM (a.recr) recr,
5           SUM (a.freeabl) freeabl,
6           SUM (a.SUM) SUM
7      FROM (SELECT   ksmchcom, COUNT (ksmchcom) CHUNK,
8                     DECODE (ksmchcls, 'recr', SUM (ksmchsiz), NULL) recr,
9                     DECODE (ksmchcls, 'freeabl', SUM (ksmchsiz), NULL) freeabl,
10                     SUM (ksmchsiz) SUM
11                FROM x$ksmsp GROUP BY ksmchcom, ksmchcls) a
12  where 1 = 0
13  GROUP BY a.ksmchcom;

Table created.

保存当前shared pool状态:

SQL> INSERT INTO E$KSMSP
2  SELECT      a.ksmchcom,
3           SUM (a.CHUNK) CHUNK,
4           SUM (a.recr) recr,
5           SUM (a.freeabl) freeabl,
6           SUM (a.SUM) SUM
7      FROM (SELECT   ksmchcom, COUNT (ksmchcom) CHUNK,
8                     DECODE (ksmchcls, 'recr', SUM (ksmchsiz), NULL) recr,
9                     DECODE (ksmchcls, 'freeabl', SUM (ksmchsiz), NULL) freeabl,
10                     SUM (ksmchsiz) SUM
11                FROM x$ksmsp
12            GROUP BY ksmchcom, ksmchcls) a
13  GROUP BY a.ksmchcom
14  /

41 rows created.

执行查询:

SQL> select count(*) from dba_objects;

COUNT(*)
----------
10492

比较前后shared pool内存分配的变化:

SQL> select a.ksmchcom,a.chunk,a.sum,b.chunk,b.sum,(a.chunk - b.chunk) c_diff,(a.sum -b.sum) s_diff
2  from
3  (SELECT   a.ksmchcom,
4           SUM (a.CHUNK) CHUNK,
5           SUM (a.recr) recr,
6           SUM (a.freeabl) freeabl,
7           SUM (a.SUM) SUM
8      FROM (SELECT   ksmchcom, COUNT (ksmchcom) CHUNK,
9                     DECODE (ksmchcls, 'recr', SUM (ksmchsiz), NULL) recr,
10                     DECODE (ksmchcls, 'freeabl', SUM (ksmchsiz), NULL) freeabl,
11                     SUM (ksmchsiz) SUM
12                FROM x$ksmsp
13            GROUP BY ksmchcom, ksmchcls) a
14  GROUP BY a.ksmchcom) a,e$ksmsp b
15  where a.ksmchcom = b.ksmchcom and (a.chunk - b.chunk) <>0
16  /

KSMCHCOM              CHUNK        SUM      CHUNK        SUM     C_DIFF     S_DIFF
---------------- ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
KGL handles             313     102080        302      98416         11       3664
KGLS heap               274     365752        270     360424          4       5328
KQR PO                    389     198548        377     192580         12       5968
free memory              93    2292076         90    2381304          3     -89228
library cache          1005     398284        965     381416         40      16868
sql area                   287     547452        269     490052         18      57400

6 rows selected.

我们简单分析一下以上结果:
首先free memory的大小减少了89228(增加到另外五个组件中),这说明sql解析存储占用了一定的内存空间
而chunk从90增加为93，这说明内存碎片增加了.

在下面的部分中,我会着手介绍一下KGL handles, KGLS heap这两个非常重要的shared pool中的内存结构.