一、什麼是DBMS？
數據庫管理系統，Database Management System，用於建立、使用和維護數據庫，簡稱DBMS。他對數據庫進行統一的管理和控制，以保證數據庫的安全性和完整性。數據庫管理系統是一個提供數據錄入、刪除、修改、查詢的數據操作軟件，具有數據定義、數據操作、數據存儲與管理、數據維護、通信等功能。
二、Oracle數據庫硬件性能優化
Oracle數據庫是目前業界較爲成功的關係型數據庫系統，可以運行在Unix、Windows等主流操作系統平臺。
數據庫的性能取決於CPU、內存、磁盤、網絡條件。數據庫建立在多個表空間上，分爲控制文件、日誌文件、數據文件、口令文件、參數文件。
- 磁盤讀寫進度對數據庫是至關重要的，數據庫對象在物理設備上的合理分佈可以改善性能
- 磁盤鏡像會減慢磁盤寫的速度
- 通過日誌文件和歸檔文件與控制文件和數據文件分離，可以提高系統性能
- 不同的數據庫放在不同的硬盤上，建議把數據庫、回滾段、日誌放在不同設備上
- 減少無關I/O
- Oracle中文件類型推薦使用RAID級別
RAID通常使用在數據庫集羣上，也就是RAC模式。當數據庫訪問壓力較大時，我們需要做負載均衡。
三、操作系統參數調整
在Linux系統上，我們可以通過一系列指令來查看系統負載
cat /proc/cpuinfo
cat /proc/meminfo
df -h
我們還可以使用top和free來查看CPU和內存的使用情況
我們可以在Linux上修改用戶的Shell限制
vim /etc/security/limits.conf
oracle soft nproc 2047
oracle hard nproc 16384
oracle soft nofile 1024
oracle hard nofile 65536
nofile是最大可以打開的文件數量，nproc是單個用戶可用的最大進程數量。soft的是軟限制，hard是硬限制，用戶可以超過軟限制但一定不能超過硬限制，一般soft比hard小。
PAM驗證模塊/lib/security/pam_limits.so可以限制用戶會話過程中對各種系統資源的使用。
我們還可以修改Linux內核的shmall和shmmax參數。SHMMAX是Linux進程可以分配的單獨共享內存段的最大值，一般設置爲內存大小的一般。SHMALL設置共享內存總頁數。這個值太小了可能導致數據庫啓動報錯。
四、Oracle數據庫內存分配
自動SGA管理 (ASMM)，可以自動分配Oracle使用的內存
ALTER SYSTEM SET MEMORY_MAX_TARGET = 1024M SCOPE = SPFILE;
ALTER SYSTEM SET MEMORY_TARGET = 1024M SCOPE = SPFILE;
ALTER SYSTEM SET SGA_TARGET = 1024M SCOPE = SPFILE;
ALTER SYSTEM SET PGA_AGGREGATE_TARGET = 1024M SCOPE = SPFILE;
MEMORY_TARGET是動態控制SGA和PGA時，Oracle總共可以使用的共享內存大小。
MEMORY_MAX_TARGET是定義的MEMORY_TARGET最大可以達到而不用重啓實例的值。SGA_TARGET與PGA_AGGREGATE_TARGET都設置爲0，才能開啓自動內存管理。
Oracle官方文檔推薦，MEMORY_TARGET=物理內存x80%，MEMORY_MAX_SIZE=物理內存x80%.對於OLTP西永，SGA_TARGET=(物理內存x80%)x80%，SGA_MAX_SIZE=(物理內存x80%)x80%，PGA_AGGREGATE_TARGET=(物理內存x80%)x20%。對於OLAP系統，SGA_TARGET=(物理內存x80%)x50%，SGA_MAX_SIZE=(物理內存x80%)x50%，PGA_AGGREGATE_TARGET=(物理內存x80%)x50%
五、Oracle數據結構設計
數據庫設計規範
- 表中應該避免可爲空的列，雖然表中允許空列，但是空字段是一種特殊的數據類型
- 表不應該有重複的值或者列
- 表中記錄應該有一個唯一的標識符，在數據庫表設計的時候應該用一個ID來唯一地標識行記錄
- 數據庫要有一個統一的前綴
- 儘量只存儲單一實體類型的數據
字段的設計
- 字段的選擇儘量避免隱式轉換導致無法使用索引。
- 建議使用NUMBER(m,n)
- VARCHAR2(n),n=10,20,50,100,200,500,1000,2000,4000, …
- BLOB應該只在長度超過2000字節的時候使用
- 謹慎使用TIMESTAMP類型，這個類做查詢的代價比較高
- 不建議使用CHAR類型，不建議選擇LONG RAW類型
字段順序
- 靠近記錄開始的地方字段定位速度會明顯快於記錄尾的字段
- 常用的字段放在前面
- 末尾的null值不保存，因此建議null字段放表末端
索引設計
- 索引字段建議非空，如果有空值就設置一個缺省值
- 表索引原則上在5個內
- 單字段上索引原則上不能超過2個
- 複合索引原則上不能超過3個字段
- 分區表原則上全部使用LOCAL索引
- 索引字段的選擇
- 頻繁出現在where子句裏的字段建議建立索引
- 用來和其他表關聯的字段建議建立索引
- 素引字段建議有高的選擇性和過濾性
- 對於枚舉值較少的字段，建議不要創建B-tree索引，建議建立bitmap索引
- 在where子句裏作爲函數參數的字段，不能創建索引，不建議建立函數索引
- 建立索引的時候，建議考慮到select和insert，update，delete的平衡
- 一般建議在查詢數據量10%以下使用索引
複合索引字段
- 增加索引選擇性，降低I/O
- where子句的查詢條件構成索引字段前沿列
- 將頻繁查詢的字段放在前面
- 如果所有字段查詢頻率相同，則把選擇性好的字段放在前面
- 如果所有字段查詢頻率相同，則把表中數據的排列順序所依據的字段放在前面
六、Oracle SQL語句優化
根據下面的方法，來提升SQL語句的執行效率
- 對於分區表的查詢，原則上使用分區表
- 必要時，使用hint固定關鍵SQL語句執行計劃，原則上批量作業要用hint指定索引
- 對於關鍵SQL語句，儘量簡化，不要包含太多層次，原則上不超過2層
- 使用綁定變量，減少數據庫硬解析
- 字符型字段建議加單引號，避免where查詢條件做隱形轉換後出現混亂
- 儘量減少in的使用
- 使用union的時候如果沒有混合數據邏輯建議使用union all代替
- 注意like的使用方法，%變量%及%變量是用不到索引的，變量%要注意查詢範圍，%放到越靠後使用索引範圍越大
- commit不能單步提交，建議100-1000做一次提交
- snapshot too old 錯誤原則是跟數據庫無關，大多是select效率低引起
- 動態sql儘量少用，容易產生大量硬解析，並造成library cache pin等待
- where子句中，如果索引列是函數的一部分，優化器將不使用索引而使用全表掃描
- 用>=替代>，用UNION替代OR，用IN代替OR
- IN和NOT IN也要慎用
- 用exists代替in，DISTINCT
- 避免在索引列上使用IS NULL和IS NOT NULL
- 避免改變索引列的類型
- 減少使用select * 來進行查詢
- 擺放where子句時，把能過濾大量數據的條件放在最下邊，where執行會從下往上執行
- 用TRUNCATE替代DELETE
- 用內部函數提高SQL效率
