影響Oracle數據庫應用系統性能的因素分析與改進

孟 萍 劉 石

（大連東軟信息學院 遼寧 116023）

0 引言

Oracle作為一種大型的數據庫系統被廣泛應用在電力、電信、金融、民航等重要部門。在實際應用中，隨著系統中數據的增加，訪問量的加大，常常會出現系統響應遲緩，性能下降的問題。圍繞數據庫應用系統的性能優化，目前在業界已有一些研究成果。本文從軟件產品生命周期的設計、編碼及部署階段入手，結合多年的實際工作經驗，分析了在軟件開發過程中影響性能瓶頸的諸多因素，給出了基于Oracle數據庫管理系統的優化方法及策略。

1 設計階段上的優化

設計階段是軟件開發中僅次于需求分析之后的第二階段，如果能夠進行科學、合理的設計，能夠有效避免許多在后繼階段中引起的系統性能問題。一旦數據庫設計付諸實施，我們將很難在應用環境中改變數據庫的設計。因此，本階段的控制措施十分重要! 這里從性能分析的角度，重點闡述數據庫對象的優化設計和應用邏輯實現設計兩部分。

1.1 數據庫對象設計

數據庫對象優化設計的重點在數據庫基表設計、索引設計和數據庫系統整體性能設計三個方面。

1.1.1 數據庫基表設計

人們在開始進行數據庫基表設計的時候，很容易忽略基表在數據量很大的情況下，是否會引起應用性能下降問題，以及日常維護、備份恢復、數據清理等工作是否也會因此而受到影響。而往往在系統投入運行以后才發現隨著系統業務量的增大，正常的使用、日常的備份、以及數據清理等操作會變得越來越耗時，甚至達到無法在業務給定的時間內完成的地步，給客戶及使用單位帶來許多無法想象的麻煩。因此系統的數據庫基表的設計十分重要。

對于大的數據庫基表，我們可以采用數據庫分區技術來優化產品的應用性能，同時也能大大簡化DBA對于這些大尺寸庫表的日常維護工作，做到防患于未然。

1.1.2 索引設計

在數據庫設計中，另一個與應用系統性能有很大關系的問題是建立合適的索引。設計好的索引結構，可以避免查詢時的全表掃描，加快查詢速度。而在實際應用中，常常沒有制定有效的索引管理策略，許多應用系統的索引都是在開發人員在編寫代碼時看到需要索引就創建一個索引，而較少甚至根本不去查看和分析已有的索引是否可以利用。隨著應用功能的擴展，索引數量只是簡單地增加，而很少考慮重復利用、合并和刪除重復索引。最終導致雷同或可合并的索引大量存在，不但消耗大量的空間，還影響庫表記錄的增、刪性能。

1.1.3 數據庫系統整體性能設計

這部分設計的重點在于盡量減少I/O爭用、分散I/O。如果對于基表和索引的存儲位置沒有進行合理分布，則很容易在系統中造成熱點數據，使系統的并發處理能力大打折扣。在實際應用中一般可遵循以下幾條策略：

將表和索引分散在不同的I/O單元上；

將需要經常關聯的表分散在不同的I/O單元上；

對于熱點訪問的基表和索引，盡量分散在盡可能多的數據塊甚至不同硬盤上。可以將基表和索引存放在RAID0或RAID5的磁盤陣列中；或使用很大的PCTFREE存儲參數，使數據量盡量分散在不同的數據塊中，使數據稀疏化；

應用Oracle的LMT本地表空間管理和ASSM自動段存儲管理技術管理數據塊的表空間和基表索引等存儲對象，以提高I/O請求并發率。

1.2 應用邏輯設計

在應用邏輯設計過程中，較普遍存在的問題是僅關注如何通過SQL語句實現應用邏輯的功能，但很少分析SQL語句應以什么樣的執行計劃運行效率最佳；很少分析執行計劃是應確保始終不變，還是需要隨著數據分布的變動而相應的變動，以及如何變動進行設計。

在一個應用系統中存在大量的SQL語句，很難做到針對每一條SQL語句都進行完善的分析設計工作。因此，可以運用“2-8原則”的思想，對執行時間長，或并發量大的SQL語句精心設計“理想執行計劃”，使其性能得以優化。

2 編碼階段上的優化

在數據庫應用系統中，造成應用程序反應緩慢、系統資源消耗大的直接原因常常是不良的SQL語句。往往一個不良的SQL語句會導致整個數據庫系統高負荷運轉，甚至對外暫停服務。因此在編碼階段應首先對SQL語句進行優化。

另外盡量使用存儲過程。有些不需和客戶端交互太多、處理的數據量較大的程序，例如報表，可以使用存儲過程實現。這樣可以減少網絡流量，而且存儲過程本身是編譯好的，經過一些優化處理。降低事務執行的粒度。某些業務處理的數據量較大，如果寫成一個SQL語句或放在一個事務中，執行起來會占用系統很多資源，影響其它業務的執行，可以考慮降低粒度，分成多次執行。

3 部署階段上的優化

在此階段中經常會遇到在開發環境執行效率很高的應用部署到生產系統中后，性能卻很不理想的情況，引發這種情況很多時候是因為部分SQL在部署到生產環境之后，由于實際的數據分配與測試環境不同，導致Oracle的CBO生成了不同于開發環境下生成的執行計劃。

在這一階段，我們可以從開發環境中提取出最優的SQL執行計劃集合，部署到生產系統中，以固定需要固定執行計劃的SQL。此外在部署階段還應該注意不斷跟蹤、優化不良的SQL語句。

4 結束語

Oracle數據庫應用系統的性能優化是一個復雜、繁瑣的系統工程，涉及的方面有很多，我們認為系統性能在70%以上由應用系統的結構設計和SQL語句來決定，數據庫端可調性只有20%左右，因此這里我們重點強調了產品開發在設計、編碼及部署階段在性能方面容易引起瓶頸的因素及解決方法，希望能在產品投入使用之前就引起性能方面的重視及改善。實踐證明，上述措施行之有效。

當然對系統的優化調整不是一次性的，還需要在使用過程中不斷反復調整，但如果在產品實施之初就開始注意性能的優化問題，對以后的系統維護會減少很多負擔，從而提升軟件產品的整體性能。

[1] 陳峰. 關于改善ORACLE數據庫應用軟件產品性能品質的研究: 碩士學位論文. 北京: 北京郵電大學, 20011.

[2] Thomas Kyte. 蘇金國 王曉振等譯. Oracle 9i&10g編程藝術.人民郵電出版社, 2009

[3] 李欣, 羅琦, 李春華. Oracle 數據庫性能的優化設計. 鄭州大學