新疆铁通数据库服务系统性能优化研究

（2）用户响应时间

响应时间是指用户从提交SQL语句开始到获得结果集的第一行所需要的时间，是应用做出反应的时间，以毫秒或秒表示。响应时间可以分为系统服务时间(CPU时间)和用户等待时间两项。也就是说，要获得满意的用户响应时间有两个途径:一是减少系统服务时间，即提高数据库的吞吐量;二是减少用户等待时间，即减少用户访问同一数据库资源的冲突率。

（3）数据库命中率

Oracle用户进程所需的所有数据都是经过缓冲区高速缓存来存取的。用户对数据的需求能否在内存中得到满足，给出快速的响应，可用缓冲区高速缓存命中率来衡量。该比率等于高速缓存命中总数除以对高速缓存的查找总数。由于从高速缓存中读数据比从磁盘中读数据的开销要小得多，因此一般应使该命中率足够高。

（4）内存使用情况

内存的使用情况主要体现在可共享内存、永久性内存和运行时内存这三者的分配使用上。

（5）磁盘I/0

数据库中发生的每个动作几乎都将产生某种类型的I/O活动，该活动可以是逻辑的(在内存中)，也可以是物理的(在磁盘上)。通过降低不必要的I/O开销可以增加用户任务可获得的吞吐量，缩短用户响应时间。

常见的对数据库服务系统性能调整和优化的目标有以下几方面：

（1）消除系统瓶颈

系统瓶颈是限制系统性能的重要因素，它可以是软件或者件。在没有正确配置和优化的系统中，瓶颈将严重地影响系统性能。通过性能调整和优化可以消除瓶颈，从而更好地发挥整个系统的性能。

（2）提高整个系统的吞吐量和响应时间

响应时间是指完成单个任务所用的时间。吞吐量是指在一段固定时间内完成的工作量。通过优化应用程序、数据库管理系统、Web服务器、操作系统和网络配置，减少程序运行时间，降低对数据操作的时间，减少网络流量，提高网络速度，最终减少系统的响应时间，提高整个系统的吞吐量。

4.2 优化原则的方法

数据库应用系统性能调整和优化包括的内容比较广泛。对于各个系统所采用的软硬件资源不同，在调整和优化的具体方法上也有不同，在数据库的性能调优过程中需要应用程序设计人员、应用程序开发人员、数据库管理员以及系统管理员共同完成。

（1）调整应用程序的整体设计

应用程序设计的调整修改需要考虑应用程序使用什么样的体系结构是使用传统的Client/Server两层体系结构，还是使用Browser/Web/Database的三层体系结构。不同的应用程序体系结构要求的数据库资源是不同的。

（2）调整服务器内存分配及相关参数

内存分配是在应用系统运行过程中优化配置的，以Oracle为例，数据库管理员可以根据数据库运行状况调整数据库系统全局区(SGA区)的数据缓冲区、日志缓冲区和共享池的大小;还可以调整程序全局区(PGA区)的大小。合理地分配内存资源可以提高高速缓存的性能，降低SQL语句解析的时间，以及减少页面调度及换页。

（3）调整磁盘输入/输出和数据库物理结构

数据库的数据最终是存储在磁盘上的，对数据进行访问就是对这些磁盘进行读写，因此对于这些物理存储的优化是系统优化的一个重要部分。对物理存储进行优化虽然并不能够减少对物理存储的读写次数，但却可以使这些读写尽量并行，减少磁盘读写竞争，减少不必要的物理存储结构扩充，从而提高系统性能。

（4）优化数据库的操作

确保在应用中已充分利用为了提高性能而设计的SQL语句以及其中的一些特殊功能。应用程序的执行最终将归结为数据库中的SQL语句执行，因此SQL语句的执行效率最终决定了数据库的性能。无论是书写新的还是调整已有的存在性能问题的SQL语句都要以占用更少的输入/输出等资源为主要目标。

（5）调整网络性能

大型数据库的运行离不开网络，所以网络配置的好坏也直接影响到数据库应用系统的运行效率。例如，同样一个应用程序在一个客户机上执行速度较快，而在另一个客户机上运行较慢，这就表明在网络上存在问题，需要对网络进行调整。

4.3 数据库服务系统性能优化策略

（1）优化SQL语句

SQL语句编写的好坏直接关系到应用程序的执行效率，因此，我们根据前面所介绍的SQL语句的优化技巧对系统中原有的SQL语句，尤其是涉及到多表连接且查询量较大的查询语句进行了仔细分析，并利用解释计划和SQL语句跟踪工具，对存在执行效率问题的SQL语句进行了优化重写。

（2添加必要和适当的索引

通过对系统进行分析，发现可以利用索引技术来加快检索速度，提高系统性能。首先确定用户常用的字段，列出全部预索引字段，然后根据预索引字段的选择性以及前面所介绍的索引创建相关规则，在适当的字段上设置必要的索引。

根据索引创建的相关规则可知，字段的选择性是创建索引的重要参考因素。通常索引字段应当是定长的，而且长度越短，效率就越高，对具有相同选择性的索引来说，应选择索引字段较短的那个。现在通过手工测量的方法获得所有预索引字段的选择性，从而确定在哪些字段创建索引可能使系统性能达到最优。

即使在上述表和字段上创建了索引，系统使用这些索引的机率也非常小。根据索引创建规则可知，为了提高系统性能，表的连接字段及外键上应该建索引。而且在系统中，每张表超过5个索引就会降低系统性能。

（3）合理分布表空间

后台进程将数据库中的事务分别写到联机日志文件、归档日志文件、数据文件中，这三个文件之间很容易发生I/O冲突。因此，数据库中的表及其索引使用的数据文件应该存放在独立的磁盘上，以避免查询期间的竞争;临时表空间与表和索引应分开存放;系统表空间与数据库其他部分应分开存放;在线重写日志文件与归档重写日志文件应分开存放。一般情况下，90%以上的I/O操作集中在系统表空间、数据表空间、索引表空间上，因此将这3个表空间单独存储在不同的磁盘上。

（4）优化Oracle内存分配

Oracle数据库管理系统具有内存敏感性的特点，系统效率可以通过调整内存分配得到很大提升。因此，无论何时，都必须尽可能有效地利用系统内存而尽量避免或推迟使用磁盘I/O操作。从查询语句使用分区、划分表空间、聚簇这些优化技术前后的SQL统计信息中我们发现一个非常严重的问题，那就是不管是否运用了分区、划分表空间，查询执行时的缓冲区高速缓存命中率都很低。为了有效地提高用户查询及用户程序的执行效率，Oracle运行系统中使用了大量的缓存，而这些缓存就是由Oracle系统在运行时所占用的内存来实现的。如果这些缓存的命中率很低，那么执行查询命令时，Oracle系统在缓存中获取所需信息的机率也就不高，从而会增加磁盘I/O和响应时间，因此需对内存进行重新分配。

SGA是Oracle数据库的心脏，系统运行时Oracle9i Server可以通过调整以下参数动态改变缓冲区高速缓存、共享池、PGA区域等的大小，以实现数据库运行时动态调整其性能。

①DB BLOCK SIZE

为减少数据链接和行迁移，提高磁盘空间的利用率，在设计数据库时就根据样例数据确定了合适的数据块大小，将其设为8k，并根据业务现状和未来发展趋势确定了存储参数。

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