大型ORACLE数据库系统的优化设计方案

摘 要 伴随着信息技术的日臻完善，ORACLE数据库系统也得到了一定程度的发展，其结构逐渐从过去的简单、单一性特点转变为复杂的、多面性的特点，同时其自动化水平也相应有所提升。然其依旧存有诸多的不稳定因素，限制了其进一步发展应用。因此文章结合ORACLE数据库特点的基础上，重点探讨了数据库系统的优化设计方案。

【关键词】ORACLE数据库系统 优化设计 反规范设计

21世纪的人们已经步入到信息化时代，而信息网络系统的运行离不开数据库系统的正常运行。可以说数据库自身的运行水平直接决定了整个信息网络系统的运行水平。然而目前很多数据库系统在运行一定的时间之后，一些性能问题逐渐凸显。因此优化设计数据库系统极为必要。

1 ORACLE数据库的基本特点

ORACLE数据库诞生于70年代由甲骨文公司推出，是一个以关系型和面向对象的数据库管理软件，其在数据处理领域有着非常广泛的应用。因其在数据安全性与数据完整性控制方面的优越性能，以及跨操作系统、跨硬件平台的数据互操作能力，使得越来越多的用户将ORACLE作为其应用数据的处理系统。

ORACLE数据库是基于“客户端/服务器”模式结构。客户端应用程序执行与用户进行交互的活动，服务器系统负责管理数据信息和各种操作数据的活动。ORACLE数据库有如下几个特性：第一，高性能及高伸缩性，支持多用户及大事务量的事务处理。第二，数据安全性和完整性的有效控制。第三，通过表锁定、行锁定等方式实现并发控制。第四、支持TB级海量数据。第五，支持分布式数据处理。

2 ORACLE数据库系统的优化设计方案

2.1 优化自由结构OFA

针对数据库的性能来说，逻辑配置发挥着重要的作用。因此可以设计出一种专业的优化结构OFA来简化相关物理设计中的信息以及数据管理。具体来说，针对特定数据库，运用高效自由的方式来进行逻辑数据对象的分布，并依据实际使用方式以及物理结构来将逻辑对象进行有效分类。通常分类方法为：用户数据和数据库分开、索引数据和一般性数据分开、高活动表和低活动表分开。同时还应该遵循如下原则：第一，采用同一种方式且共同使用的专业段类型。第二，参照相关标准来进行操作系统的设计。

2.2 反规范化优化设计策略

在数据库系统中，并非规范化程度越高越好，而是应该结合其实际使用需求来进行确定。主要原因在于越深的分离，就越容易形成越多的关系，进而使得结构也就更加复杂。通常来说，关系越多，连接操作就更为频繁，使得整个系统的响应速度较慢。所以在设计数据系统的时候，特别是针对基于查询为核心的数据库，应该适当的保留一部分非规范化约束，或者在完成规范化设计之后再进行反规范。以便于改进和完善数据库查询工，进而全面提升数据库系统的响应速度。

对于ORACLE数据库系统的反规范优化设计，主要包含了逻辑优化策略和物理优化策略。其中物理优化策略又可以分为索引代替法和合理安排磁盘阵列两种。第一，索引代替法。在数据库的运行过程中，优良的索引能够显著提升数据库的整体运行性能。索引通常不会造成对原有结构的破坏，并逻辑产生新型结构。借助物理优化措施，能够在确保原有修改速度的基础上全面提升整个系统的查询速度。第二，合理安排磁盘阵列。在指定的磁盘中存放常用的数据库，例如，采用磁盘条带化、热点数据文件分散等方法，以便于平均系统操作的I/O流量，从而实现对系统运行效率的提升。这种优化方法在大型数据库系统中效果更为显著。然后开展反规范化设计，因其必然造成对原有关系的破坏，因此需要遵循相关的准则：依据实际状况进行数据库性能的提升，并尽量在最小范围内开展关系结构的拆分，同时做好相关维护工作，确保有效降低设计成本，最大限度提升系统性能。

2.3 合理设计和管理表

2.3.1 规范化

从物理角度实现对数据的分区隔开，制定不同分区的数据，并存储于不同磁盘的数据文件里。若需要查询相关表格，只需要扫描既定的表格分区即可，无需全表扫描（FTS），能够大大降低查询时间。同时位于不同磁盘上的分区，也能够分散传输该表数据至不同的磁盘I/O上。

2.3.2 避免出现链接和行迁移

在数据库中构建表的时候，常常会出现不正确设置 pctused 以及 pctfree参数的现象，进而引起数据块的数据出现行迁移和链接等问题，也就是说，同一行的数据无法在同一数据块中进行保存。如果查询数据的时候，搜索到了这些数据，为了实现对该类数据的有效读取，势必需要重新定位磁头，严重降低了数据块的执行速率。因此在创建表的时候，应做好相关的估算工作，也就是正确硅酸这类数据未来可能出现的变化状况，以便于能够正确设置这两项参数，最大限度的避免出现后续的行迁移和行链接现象。

2.3.3 控制碎片

所谓碎片主要指的是针对非邻接数据库对象的有效描述。如果存在碎片，则代表了数据需要耗费更多额外的资源来进行某些功能的执行，例如动态扩展、磁盘I/O和链接块等等功能，进而导致磁盘空间出现大量的浪费现象。若在相同的表格中出现了多个或者是两个数据库对象，则必然会产生区间的交叉现象。而处于动态增长中，上述对象区间则不会再次出现相互的邻接。因此为了实现对区间交叉的有效清除，通常在设计表的时候，最好不要同时设置小增长或者是静态的表于同一表中，而是在各表的空间中适当放置动态增长对象。此外，数据库中的存储参数直接决定着数据段的具体使用状况。通常这些参数需要通过创建相关的命令语句 storage来进行决定，若未能正确设置这些参数，将会导致数据库出现自动使用缺省参数现象，从而不仅影响到数据的使用性能，还会对数据库存在一定的威胁。因此通常采用的纠正碎片的方法为：丢弃碎片之后重新进行碎片对象的建立，并需在重建之后，分配更多的空间给第一区间。

2.4 数据库系统架构优化设计

2.4.1 ORACLE RAC技术的应用

ORACLE RAC，全称real application clusters，译为“实时应用集群”，由2台或以上具有相同硬件和软件配置的服务器通过光纤或网络连接到共享存储，节点之间一般也通过网络实现互联和通信。通过RAC软件将所有节点在逻辑上构成一个群集，即一个数据库对应多个实例，各个节点通过各自Public ip同时对外提供服务，通过Private ip进行内部通信（如心跳判断等），在通过缓存融合技术将所有节点的数据库缓存虚拟成一个整体，数据在虚拟的缓存中为各个节点提供一致性访问，在保证各个节点访问到数据的一致性的同时又充分利用了所有节点的数据库资源。从整体上来看，RAC数据库的吞吐量和性能随着节点数增加而增加。因此ORACLE RAC广泛用于对性能和可用性要求较高的场合。

2.4.2 读写分离技术的应用

随着业务系统用户数和数据量的不断扩张，大量的并发操作导致数据库系统的压力也会越来越大，一直是难以解决的性能问题。为解决此问题，可考虑从数据库读写分离的思路去解决。读写分离（Read/Write Splitting）技术的原理是让主库处理事务性新增、修改、删除等操作，把主库数据同步至备库，让备数据库处理查询操作。例如，某大型企业对其分销系统数据库做过分析，在业务高峰期数据库系统读写比例高达260：1，大量的报表查询操作导致业务系统响应缓慢。后来此企业采用采用ORACLE DATAGUARD技术对数据库系统进行了读写分离改造，将业务和报表数据库进行了分离，很好的解决了业务系统响应慢的问题。

总之，对于ORACLE数据库系统的优化设计，不能偏离了ORACLE的结构特点以及具体的组织形式，还应该结合实际状况，方能制定出最为切合实际和高效的优化策略。文章从ORACLE数据库系统的OFA自由结构优化、反规范化优化、表优化设计和架构优化等角度分析了优化设计方案，期望能够对大型ORACLE数据库系统的进一步优化提供有益的参考，进而促使ORACLE数据库系统更加的完善和成熟。

参考文献

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作者单位

纳爱斯集团有限公司 浙江省丽水市 323000

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