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SHMMAX参数与SGA空间分配

原创 Linux操作系统 作者:yinyuning2011 时间:2012-03-20 16:15:43 0 删除 编辑
 转自:

http://space.itpub.net/17203031/viewspace-707900


Oracle Instance实例就是Oracle数据库服务器上一块可共享内存和一系列的背景进程。在Windows环境和Unix/Linux环境中,实现Oracle实例的方式存在很大差异。Windows环境由于自身的特点,Oracle实例中的共享内存和多进程模型被实现为单进程多线程模型。此时的共享内存SGA被实现为进程OracleService.exe的专享区域。

 

而在Unix/Linux下,Oracle实例是被实现为多进程模型的,多进程之间通过信号量(semaphore)和共享内存(shared memory)进行通信。在这个过程中,操作系统层面要进行更多的共享内存和信号量管理工作。本篇,我们就研究一下操作系统的shmmax参数含义和与SGA分配的关系。

 

 

1Oracle实例启动和共享内存

 

回顾两个问题:

 

ü       Oracle Startup的时候,要经历三个阶段:unmountmountopen。在unmount阶段,Oracle会进行实例的创建和整理工作。具体来说包括:参数文件init.ora读取、backgroup process创建和共享内存SGA分配;

ü       我们在安装Unix/Linux版本的Oracle时,是需要手工配置一些参数内容。其中就有shmmax参数的配置。该参数的作用就是定义Unix/Linux环境一次可以分配的最大共享段segment的大小;

 

配置shmmax参数就在/etc/sysctl.conf中。

 

 

[root@bspdev ~]# cat /etc/sysctl.conf

# Kernel sysctl configuration file for Oracle Linux

kernel.sem = 250 32000 100 142

kernel.shmmni = 4096

kernel.shmall = 1073741824

kernel.shmmax = 4294967295

net.core.rmem_default = 262144

(篇幅原因,有省略……

 

共享内存信息为:

 

 

[root@bspdev ~]# ipcs

 

------ Shared Memory Segments --------

key       shmid     owner     perms     bytes     nattch    status     

0x1e853bdc 32768     grid      660       4096      0                      

0x01606d30 98305     oracle    640       4096      0                      

 

------ Semaphore Arrays --------

key       semid     owner     perms     nsems    

0x00000000 0         root      600       1        

0x00000000 32769     root      600       1        

0xa83075d0 163842    grid      660       104      

0xc05587f0 294915    oracle    640       154      

 

------ Message Queues --------

key       msqid     owner     perms     used-bytes  messages 

 

 

 

2SGA空间分配方式

 

SGA的大小是Oracle实例相关的一个重要方面。在Oracle10g之前,SGA总大小是根据DBA进行手工调整配置。但是进入10g之后,可以使用sga_target参数进行统一划定,其中各个部分组成由Oracle自动根据负载进行动态调整。在11g之后,使用memory_target参数,更进一步的将整个Oracle服务器所有使用空间进行自动化调整。

 

在实例启动的时候,Oracle会从参数文件parameter file中读取需要创建的SGA大小,之后就会向操作系统申请相应的共享空间。在这个过程中,需要结合shmmax参数与SGA参数进行匹配。

 

 

单对于SGA而言,是划分为四个组成部分的:

 

ü       Fixed Portion:是一个固定的分配常量;

ü       Variable Portion:可变部分,大部分的可变部分都是由shared_pool的大小来确定的;

ü       Redo block buffer:是Oracle SGAredo buffer pool的空间;

ü       Data block buffer:是SGAbuffer cache的空间使用;

 

 

SQL> select * from v$sga;

 

NAME                     VALUE

-------------------- ----------

Fixed Size             1250428

Variable Size        222301060

Database Buffers     381681664

Redo Buffers           7135232

 

 

 

3、分配SGA的三种方法

 

简单的说,在SGA分布在物理内存的方式上,存在三种模型:单段(one-segment)、连续多段(contiguous multi-segment)和非连续多段(non-contiguous multi-segment)。

 

Oracle启动实例,进行共享SGA分配的时候,会依次尝试着三种方法。在每个方法尝试中,分配成功或者最后抛出相关ORA异常。如果出现异常抛出,Oracle会以异常处理的方式,清理错误信息,尝试下一种分配模型。最后,整个SGA会存放在shared memory中,共享内存的各个片段累积和就是sgasize的大小。

 

ü       One-segment单段

 

单段one-segmentsga分配最简单也是最先尝试的一种模型。该模型下,SGA会分配在一个共享内存区域里。采用这种模型时,Oracle会向内存申请分配一块与SGA期望大小相同的共享内存空间。

 

在操作系统层面,oracle相当于调用shmget内核函数进行分配。但是该操作所能分配的最大共享内存大小受到参数shmmax的限制。如果申请的共享内存SGASIZE大小小于或者等于shmmax的大小,这样通常是可以申请到共享内存segment的。

 

但是,如果设置的SGA大小超过了shmmax空间,shmget函数操作就会返回一个错误信息。这样,SGA就需要放在多个共享段multi-shared segment中了。

 

注意两个细节:如果shmget()函数在分配过程中,遇到非空间不够问题,会抛出错误ORA_7306。在分配空间之后,会将共享内存的分配信息计入到ksms.o文件中。这个过程被称为attach过程,如果这个过程出错,系统报错ORA_7307

 

 

ü       Multi-Segment Contiguously连续多段分配

 

当没有成功的将SGA放置在一个共享内存段时,Oracle会开始尝试放置在多个段中。这个方法有两种类型:一个是连续的分配多段,另一个是非连续的多段分配。首先尝试的是连续contiguously方式的分配。

 

此时,Oracle需要直接访问获取shmmax参数,从而了解到底需要分配多少个共享段。大部分情况下,需要多段分配的场景都是shmmax

 

 

在连续共享段的分配方式下,Oracle会分配SGASIZE/SHMMAX(向下进位)个分区给SGA。由于空间是连续的,所以容纳SGA的时候也是连续存放。

 

对多个分配下去的共享内存,同样存在allocateattach的过程。在attachksms.o文件的时候,只会将分配的第一个共享段首地址放置。其他的共享段都是通过上一个的地址加上空间大小,从而实现连续分配的效果。

 

注意:如果这个分配的共享大小个数超过了SS_SEG_MAX规定的大小数量,那么Oracle会报错ORA_7329

 

比如:SGASIZE的大小是5G,而shmmax参数为2G。此时系统若有条件进行连续共享段分配,会分配出:2G2G1G三个共享段连续排列。

 

如果连续多共享段操作分配失败,Oracle内部会返回错误ORA_7336。那么就意味着第二种分配模型失败。要根据返回错误的具体值进行判定。

 

如果在allocate过程中出现错误,而且返回信息为EINVAL,则直接转入到第三种分配SGA模型中。否则,Oracle会持续报错ORA_7337

 

 

ü       Multi-Segment Non-Contiguously非连续多段分配

 

第三种分配模型是三种模型中最复杂的一个。首先,Oracle也是会去获取shmmax参数的取值,之后进行一系列复杂的评估过程。按照如下步骤进行:

 

1、Oracle检查是否有一个shared memory segment可以将SGAfix portionvariable portion两块存放在一起。如果可以,将两个部分放置在一个共享段中;

2、如果步骤一的检查失败,那么转而尝试是否可能将fix portionvariable portion分别放置在两块共享内存上;

3、在这个过程中,如果fix portion要大于shmmax参数,也就意味着不存在单独可以防止fix portion的空间,那么系统报错ORA_7330。如果variable portion要大于shmmax参数,系统报错ORA_7331

4、Oracle计算容纳进一个shared memory segmentredo block的个数。如果shmmax的大小小于一个redo block的大小,系统报错ORA_7332

5、同理,Oracle计算容纳进一个shared memory segmentdata buffer block的个数。如果shmax的大小小于一个data buffer blockOracle抛出错误ORA_7333;

6、通过步骤45的计算,Oracle获取到容纳redo bufferdata block buffer的共享段的个数。注意,redo bufferdata block buffer的计量方式是通过blocks进行的。所以,使用buffers/(buffers per segment)可以近似获取到容纳的segments个数;

7、SGA四部分分配到需要的segment数量之后,总和就是总的共享segment个数。如果这个综合超过了ss_seg_max参数,报错ORA_7334

 

经过一系列的计算确定,Oracle最后还是要进行空间的allocateattach过程。在ksms.o中,会记录上对应的所有segment的头地址和大小信息。

 

在算法中,如果Oracle接收到操作系统级别的错误,首先会抛出ORA_7336错误,之后检查返回错误参数。如果是EINVAL,就抛出错误ORA_7310。否则是ORA_7337

 

 

4、结论

 

经过三种算法的计算分配,Oracle获取到了和SGASIZE相同的共享内存。之后的过程就是进行信号量semaphore的分配。

 

综合上面的阐述,我们也就理解了shmmax参数在Unix/Linux平台设置的原因。



----------------------------------------官方linux参数设置参考-------------------------------------


设置不当会报错:

PRKC-1031: error checking free space for /dev/shm




64 bits: http://download.oracle.com/docs/cd/B19306_01/install.102/b15667/pre_install.htm#i1011296
32 bits: http://download.oracle.com/docs/cd/B19306_01/install.102/b15660/pre_install.htm#sthref264




----------------------------------------官方linux参数设置参考-------------------------------------

------------------------------------------以下说法仅供参考-------------------------------------

设置SHMMAX值

对于32位架构,shmmax值应该设置为物理内存的一半,最大值为4294967295,对于一个有6G内存的服务器,
我们可以作为root用户使用下面的命令将这个值设为3G(物理内存的一半):
echo 3221225472 > /proc/sys/kernel/shmmax
另外还可以设置在/etc/sysctl.conf文件中:
kernel.shmmax = 3221225472
你的/etc/sysctl.conf文件看起来应该象下面这样:
kernel.shmmax = 3221225472
kernel.shmmni = 4096
kernel.shmall = 2097152
kernel.sem = 1000 32000 100 150
fs.file-max = 65536
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000
kernel.shm-use-bigpages = 2
修改/etc/sysctl.conf文件后,使用下面的命令应用而无需重新启动系统:
/sbin/sysctl -p

修改每个节点系统内核参数./etc/sysctl.conf,该文件见附件
kernel.shmall = 2097152                        --------默认值,可用共享内存的总数量(字节或者页面) 默认值
----------------------------------------------------------------------------
select 2097152*4096 from dual
8589934592
?????
该参数控制系统一次可以使用的共享内存总量(以页为单位,一页4k=4098),这个值的设定需要根据kernel.shmmax 大小来确定(?????)
kernel.shmall = 2097152 就是 2097152*4098= 8G 即最大一次可用8G的内存(这个在调整SGA时需要注意,SGA大小设置不可超过该值)
该值默认 2097152 但根据系统内存大小和使用的不同可以参考如下:
设置的一般规律

kernel.shmall = 2097152 ---内存8G
kernel.shmall = 4194304 ---内存16G
kernel.shmall = 8388608 ---内存32G

参考:

http://space.itpub.net/20575781/viewspace-708386


----------------------------------------------------------------------------




2012-03-20_170818.jpg

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