原題：Oracle數(shù)據(jù)庫重啟(內(nèi)存參數(shù)numperm_global相關(guān))

故障描述

Oracle數(shù)據(jù)庫發(fā)生重啟。

系統(tǒng)環(huán)境

AIX 6100-07-05-1228

Oracle 11g

故障分析

首先請DBA團(tuán)隊(duì)分析oracle數(shù)據(jù)庫的日志，經(jīng)DBA分析得知數(shù)據(jù)庫有兩個(gè)控制數(shù)據(jù)庫資源的進(jìn)程在20:06時(shí)hang了大概幾十秒，oracle出于數(shù)據(jù)保護(hù)的機(jī)制便重啟了數(shù)據(jù)庫。

然后從操作系統(tǒng)層面分析在20:06時(shí)操作系統(tǒng)的資源使用情況。

從nmon的數(shù)據(jù)中可以得知CPU在全天使用率都很低，都低于30%，可見CPU使用情況正常。

分析內(nèi)存的數(shù)據(jù)可知全天內(nèi)存使用率并不高，基本穩(wěn)定在80%以內(nèi)，在20:06之前的一段時(shí)間，有計(jì)算內(nèi)存增長情況，這和當(dāng)時(shí)處理的業(yè)務(wù)相關(guān)。（注：nmon采樣點(diǎn)是6分鐘采一個(gè)點(diǎn)并取平均值）

再分析內(nèi)存的換頁，從圖可以見看到，在20:06時(shí)產(chǎn)生了大量的換頁，當(dāng)瞬間產(chǎn)生大量換頁時(shí)說明有應(yīng)用程序在短時(shí)間內(nèi)申請了大量的內(nèi)存，同時(shí)內(nèi)存不足并啟動(dòng)lrud進(jìn)程進(jìn)行換頁，換頁帶來的問題就是會(huì)影響系統(tǒng)的性能。

由于nmon采樣的顆粒度比較粗，而oswatcher監(jiān)控的采樣間隔是20秒，因此分析oswatcher的數(shù)據(jù)，主要分析vmstat的輸出，從vmstat的輸出可以看到當(dāng)時(shí)free還有3103118個(gè)內(nèi)存頁面(每個(gè)頁面4KB)，即12GB內(nèi)存，而此時(shí)有746個(gè)pi和16989個(gè)po。因此可見在內(nèi)存有剩余的情況下產(chǎn)生了換頁。

下面分析在內(nèi)存有剩余的情況下產(chǎn)生換頁的原因，AIX的內(nèi)存管理機(jī)制是把內(nèi)存分為多個(gè)內(nèi)存池(memory pool)，這個(gè)系統(tǒng)有90GB內(nèi)存，120個(gè)邏輯CPU。AIX會(huì)按8個(gè)邏輯CPU分一個(gè)內(nèi)存池的劃分機(jī)制，把內(nèi)池劃分為多個(gè)內(nèi)存池。即這個(gè)系統(tǒng)它的內(nèi)存池有15個(gè)：

為了優(yōu)化內(nèi)存的管理，在AIX 6.1時(shí)引入了numperm_global參數(shù)，這個(gè)參數(shù)設(shè)置為0時(shí)代表在換頁時(shí)以內(nèi)存池為單位去判斷是否把計(jì)算內(nèi)存換出，這個(gè)參數(shù)設(shè)置為1時(shí)代表在換頁時(shí)以全局為單位去判讀是否把計(jì)算內(nèi)存換出。

在AIX特定版本下（6100-06-sp7 / 6100-06-sp8 / 6100-06-sp9 / 6100-07-sp4 / 6100-07-sp5）numperm_global這個(gè)參數(shù)設(shè)置為1會(huì)觸發(fā)操作系統(tǒng)的bug，即當(dāng)系統(tǒng)的PIN住的64KB頁面達(dá)到maxpin%(80%)時(shí)，換頁程序在換取4KB頁面時(shí)，即使有文件系統(tǒng)緩存剩余(大于minperm，缺省為物理內(nèi)存的3%)的情況下，也只換取計(jì)算內(nèi)存頁面，而計(jì)算內(nèi)存頁面被換出會(huì)對性能有很大的影響并有可能導(dǎo)致應(yīng)用程序緩慢或者數(shù)據(jù)庫掛起。

一般來說，大量PIN 64KB內(nèi)存頁面應(yīng)用程序并不多，但是Oracle數(shù)據(jù)庫出于提高性能的原因，一般都會(huì)將SGA和PGA PIN在內(nèi)存里。如果SGA和PGA加起來接近maxpin%，那么在numperm_global設(shè)置為1的時(shí)候就有很大的可能觸發(fā)上面提到的bug，導(dǎo)致early paging問題。

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)numperm_global這個(gè)參數(shù)設(shè)置的為1，因此在oracle有大量64KB頁面申請時(shí)，64KB頁面達(dá)到maxpin%(80%)，這時(shí)即使有12GB剩余的內(nèi)存，此時(shí)也只會(huì)把計(jì)算內(nèi)存換出去，這樣導(dǎo)致系統(tǒng)在20:06左右操作系統(tǒng)出現(xiàn)性能問題。

故障建議

基于上面分析，建議如下：

方案1：作為規(guī)避方案，把numperm_global修改為0，并重啟生效。

方案2：為了徹底解決early paging的問題，IBM在AIX 6.1 TL09 SP01版本中發(fā)布了補(bǔ)丁IV44998。在此種情況下，建議升級(jí)操作系統(tǒng)并啟用numperm_global參數(shù)來達(dá)到優(yōu)化內(nèi)存的分配機(jī)制的目的。

方案3：將Oracle SGA使用的內(nèi)存指定為16MB頁面，從而避免大量的64KB 頁面被PIN。

方案4：將Oracle的LOCK_SGA參數(shù)改為FALSE，使其不PIN內(nèi)存頁面。