Oracle Linux系统资源如何分配

Oracle Linux 系统资源分配实践

一、总体思路与分层

• 在 Oracle Linux 上，资源分配通常分为三层：
  • 操作系统层：用 cgroups v1/v2 对 CPU、内存、I/O 进行配额与隔离，必要时结合 systemd 作用域/服务单元做按服务限制。
  • 数据库层：用 Oracle Database Resource Manager（资源管理器） 按会话/用户/应用组在数据库内分配 CPU、并行度、活动会话与执行时间等。
  • 内存与内核层：为数据库准备共享内存与信号量，并启用 HugePages 降低页表开销、提升大内存访问效率。

二、操作系统层 cgroups v2 分配 CPU 与内存

• 启用 cgroups v2（Oracle Linux 8 默认多为 v1）
  • 设置内核引导参数并重启：
    • 为所有内核：sudo grubby --update-kernel=ALL --args="systemd.unified_cgroup_hierarchy=1"
    • 或仅当前内核：sudo grubby --update-kernel=/boot/vmlinuz-$(uname -r) --args="systemd.unified_cgroup_hierarchy=1"
    • 重启：sudo reboot
  • 验证：mount -l | grep cgroup，应见 cgroup2 on /sys/fs/cgroup。
• 按用户/服务做 CPU 配额（示例）
  • 为用户 oracle 设置软/硬 CPU 配额（单位：相对权重，默认 100；这里软 512、硬 1024）：
    • 创建作用域目录：sudo mkdir -p /sys/fs/cgroup/user.slice/user-1000.slice/session-1.scope
    • 设置权重：echo 512 | sudo tee /sys/fs/cgroup/user.slice/user-1000.slice/session-1.scope/cpu.weight
    • 设置硬上限（CFS 配额，单位：微秒，这里为 50%）：echo 50000 | sudo tee /sys/fs/cgroup/user.slice/user-1000.slice/session-1.scope/cpu.max
  • 将 Oracle 相关 systemd 服务放入受限作用域（示例）：
    • sudo systemctl set-property oracle.service CPUWeight=512 CPUQuota=50%
• 按服务做内存限制（示例）
  • 限制 oracle.service 的内存上限为 8G：
    • sudo systemctl set-property oracle.service MemoryHigh=8G
    • sudo systemctl set-property oracle.service MemoryMax=8.5G
• 说明
  • cgroups v2 统一层级下，CPU 使用 cpu.weight（相对份额）与 cpu.max（配额上限），内存使用 MemoryHigh/MemoryMax 做软/硬限制；也可对 blkio 做 I/O 权重/速率限制（需内核与文件系统支持）。

三、数据库层 Oracle Resource Manager 分配 CPU 与并发

• 典型目标：为 OLTP、DSS、BATCH 等不同工作负载分配不同比例的 CPU，并限制异常作业与并发会话。
• 示例计划（CPU 按比率分配）
  • 创建计划与消费者组（示例名，需按实际替换）：
    • BEGIN DBMS_RESOURCE_MANAGER.CREATE_PLAN(plan=>'DAY_PLAN'); END; /
    • BEGIN DBMS_RESOURCE_MANAGER.CREATE_CONSUMER_GROUP(group_name=>'OLTP_USERS', comment=>'OLTP'); END; /
    • BEGIN DBMS_RESOURCE_MANAGER.CREATE_CONSUMER_GROUP(group_name=>'DSS_USERS', comment=>'DSS'); END; /
    • BEGIN DBMS_RESOURCE_MANAGER.CREATE_CONSUMER_GROUP(group_name=>'BATCH_USERS', comment=>'BATCH'); END; /
  • 设定 CPU 比率（RATIO 方法）：OLTP:DSS:BATCH:OTHER = 4:3:2:1
    • BEGIN DBMS_RESOURCE_MANAGER.CREATE_PLAN_DIRECTIVE(plan=>'DAY_PLAN', group_or_subplan=>'OLTP_USERS', mgmt_p1=>4); END; /
    • BEGIN DBMS_RESOURCE_MANAGER.CREATE_PLAN_DIRECTIVE(plan=>'DAY_PLAN', group_or_subplan=>'DSS_USERS', mgmt_p1=>3); END; /
    • BEGIN DBMS_RESOURCE_MANAGER.CREATE_PLAN_DIRECTIVE(plan=>'DAY_PLAN', group_or_subplan=>'BATCH_USERS', mgmt_p1=>2); END; /
    • BEGIN DBMS_RESOURCE_MANAGER.CREATE_PLAN_DIRECTIVE(plan=>'DAY_PLAN', group_or_subplan=>'OTHER_GROUPS', mgmt_p1=>1); END; /
  • 激活计划：ALTER SYSTEM SET RESOURCE_MANAGER_PLAN='DAY_PLAN' SCOPE=BOTH;
• 常用控制项
  • 并行度上限：PARALLEL_DEGREE_LIMIT_MTH 设为 ABSOLUTE，限制每个操作的最大并行进程数。
  • 活动会话池：ACTIVE_SESS_POOL_MTH 设为 ACTIVE_SESS_POOL_ABSOLUTE，限制每组最大并发活动会话，超出的会话 FIFO 排队。
  • 最大估计执行时间：MAX_EST_EXEC_TIME，超过则作业不启动并报 ORA-07455，用于拦截异常大作业。

四、内存与内核参数及 HugePages 配置

• 共享内存与信号量（确保 SGA/PGA 与并发需求）
  • 关键参数与建议：
    • kernel.shmmax：单个共享内存段最大字节数，应 ≥ SGA_MAX_SIZE（常见做法为不超过物理内存的 1/2，并预留系统内存）。
    • kernel.shmall：系统可分配的共享内存总页数，至少为 ceil(SHMMAX / PAGE_SIZE)（常见页大小 4KB）。
    • kernel.shmmni：共享内存段最大数量，常用 4096。
    • kernel.sem：信号量数组参数，四个值分别为 SEMMSL、SEMMNS、SEMOPM、SEMMNI；可按“最大 PROCESSES + 10”等规则估算并设置，确保系统范围与每数组限制均充足。
  • 动态与持久化：
    • 动态：sysctl -w kernel.shmmax=...；持久化：写入 /etc/sysctl.conf 或 /etc/sysctl.d/*.conf 并执行 sysctl -p。
  • 典型检查与设置示例：
    • 查看：cat /proc/sys/kernel/shmmax、cat /proc/sys/kernel/shmall、ipcs -lm
    • 设置：echo "kernel.shmmax=... >> /etc/sysctl.conf
• HugePages（提升大内存数据库性能）
  • 计算与配置（示例）：
    • 估算 HugePages 数量（保守）：HugePages ≈ SGA_TARGET / HugePage_Size（HugePage_Size 通常为 2MB 或 1GB，视内核与硬件而定）。
    • 保留内存：vm.nr_hugepages=<计算值>（写入 sysctl.conf 并 sysctl -p）。
    • 确保 Oracle 使用 HugePages（检查告警日志/视图，确认已分配）。
• 常见错误与排查
  • ORA-27102 / ENOSPC：共享内存不足，多由 shmall/shmmax 过小或系统内存紧张导致；按上述公式调大并重启实例。

五、快速落地清单

• 规划与测量：明确 SGA/PGA 目标、并发会话与关键业务优先级；记录基线指标（CPU、内存、I/O、AWR/ASH）。
• 操作系统层：启用 cgroups v2；为 Oracle 服务设置 CPUWeight/CPUQuota 与 MemoryHigh/MemoryMax；必要时对关键目录做 I/O 权重/限速。
• 数据库层：创建 Resource Manager 计划，按 OLTP/DSS/BATCH 分配 CPU 比率；设置 并行度上限 与 活动会话池；为异常作业配置 MAX_EST_EXEC_TIME。
• 内核与内存：按 SGA 设置 shmmax/shmall/shmmni 与 sem；启用并验证 HugePages；执行滚动重启与 AWR 对比验证效果。