在Linux环境性能优化实践中，HugePage是一个经常提到的方法。简单的说，HugePage就是Linux内核上一种是用内存块的方法。作为传统4K Page的替代，HugePage在大部分场景下可以提升Oracle实例的运行性能效率。
HugePage广泛启用开始于Kernal 2.6,一些版本下2.4内核也可以是用。在操作系统Linux环境中，内存是以页Page的方式进行分配，默认大小为4K。如果需要比较大的内存空间，则需要进行频繁的页分配和管理寻址动作。
HugePage是传统4K Page的替代方案。顾名思义，是用HugePage可以让我们有更大的内存分页大小。无论是HugePage还是传统的正常Page，这个过程都涉及到OS内存寻址过程。
当一个进程访问内存的时候，并不是直接进行内存位置访问，是需要通过Page Table进行转移变换。在使用HugePage的情况下，PageTable具有了额外的属性，就是判断该页记录是HugePage还是Regular Page。
在Oracle运行环境中开启HugePage是有很多好处的。具体如下：
对于Oracle而言，实例运行环境（Database和ASM）都面对一个HugePage优化的问题。
我们选择Kernel2.6下的centos版本进行实验。
- [oracle@361way ~]$ uname -r
- 2.6.18-128.el5
此时Oracle实例为11gR2（11.2.0.3），运行在AMM内存管理方式下。共享内存段信息如下。
- [oracle@361way ~]$ ipcs -m
- ------ Shared Memory Segments --------
- key shmid owner perms bytes nattch status
- 0x00000000 32768 oracle 640 4096 0
- 0x00000000 65537 oracle 640 4096 0
- 0x01606d30 98306 oracle 640 4096 0
- [oracle@361way ~]$ grep Huge /proc/meminfo
- HugePages_Total: 0
- HugePages_Free: 0
- HugePages_Rsvd: 0
- Hugepagesize: 4096 kB
注意两个问题：一个是当前我们在meminfo中没有启用HugePage，所以没有对应的记录。另一个是AMM下，ipcs –m显示出的共享内存大小只有三个每个大小4096bytes。
这个问题是比较复杂的，本篇就介绍一个开头。在10g中，Oracle引入了sga_target系列参数，实现了ASMM（Automatic Shared Memory Management）。ASMM的本质是实现SGA和PGA内部各个池之间的动态调整。但是在11g中，推出了AMM（Automatic Memory Management），实现了PGA和SGA之间的调节。
AMM其实是复杂的。SGA在Linux中是通过系统共享内存实现，而PGA是通过进程私有空间实现。AMM实际上最大的功能是将SGA和PGA空间调节的通道打通，这必然带来对原有SGA共享内存方式架构的影响。在AMM时，ipcs –m显示的虚拟空共享段就是实际效果的一部分。
启用HugePage的第一步就是进行用户参数限制打通，当前内存大小如下：
- --内存信息
- [root@361way ~]# free -t
- total used free shared buffers cached
- Mem: 918380 205044 713336 0 14744 152996
- -/+ buffers/cache: 37304 881076
- Swap: 2455788 0 2455788
- Total: 3374168 205044 3169124
修改/etc/security/limits.conf参数文件，添加数据库实例用户的memlock限制。
- [root@361way ~]# cat /etc/security/limits.conf
- # /etc/security/limits.conf
- #
- （篇幅原因，有省略……）
- # - fsize - maximum filesize (KB)
- # - memlock - max locked-in-memory address space (KB)
- # - nofile - max number of open files
- #ftp hard nproc 0
- #@student - maxlogins 4
- oracle soft nproc 2047
- oracle hard nproc 16384
- oracle soft nofile 1024
- oracle hard nofile 65536
- oracle soft memlock 918380
- oracle hard memlock 918380
- # End of file
这个过程中使用memlock标记，用于设置每个用户允许的最大内存使用情况。这个取值可以设置为数据库服务器物理内存大小。切换到指定用户（oracle），查看设置。
- [oracle@361way ~]$ ulimit -l
- 918380
如果是使用11g Oracle版本，一定需要进行额外的配置，就是将使用的AMM退化为ASMM。在早期的11.2.0.1版本中，这个步骤很重要。因为AMM是不支持HugePage的，如果强在AMM+HugePage模式下打开数据库，是会遇到失败信息。
在最新的11.2.0.2版本以及之后，引入了参数use_large_pages，避免了这样的问题。但是AMM与HugePage不兼容的情况，还是存在。
当前是使用AMM的数据库。
- SQL> show parameter target
- NAME TYPE VALUE
- ------------------------------------ ----------- ------------------------------
- archive_lag_target integer 0
- db_flashback_retention_target integer 1440
- fast_start_io_target integer 0
- fast_start_mttr_target integer 0
- memory_max_target big integer 360M
- memory_target big integer 360M
- parallel_servers_target integer 16
- pga_aggregate_target big integer 0
- sga_target big integer 0
AMM的关键在于两个方面，一个是memory_target和memory_max_target设置非空。另一个是sga_target和pga_aggregate_target参数设置为空。如果要关闭AMM，退化开启ASMM，就需要进行实例启动参数的设置。
说明：本篇不是以修改AMM到ASMM作为重点，这部分内容略，留待其他文章进行说明。修改之后，需要重启服务器，因为一些参数属于静态参数。
- SQL> conn / as sysdba
- Connected.
- SQL> show parameter target
- NAME TYPE VALUE
- ------------------------------------ ----------- ------------------------------
- archive_lag_target integer 0
- db_flashback_retention_target integer 1440
- fast_start_io_target integer 0
- fast_start_mttr_target integer 0
- memory_max_target big integer 0
- memory_target big integer 0
- parallel_servers_target integer 16
- pga_aggregate_target big integer 108M
- sga_target big integer 252M
注意，此时共享内存机制才真正实现，我们从ipcs –m中，可以看到真正的共享段。
- [oracle@361way dbs]$ ipcs -m
- ------ Shared Memory Segments --------
- key shmid owner perms bytes nattch status
- 0x00000000 327680 oracle 640 4194304 27
- 0x00000000 360449 oracle 640 260046848 27
- 0x01606d30 393218 oracle 640 4194304 27
在MOS 401749.1中，Oracle推荐了一个Shell脚本来计算HugePage值。运行这个脚本，将计算出的取值设置在系统参数中。
- [oracle@361way upload]$ ls -l | grep huge
- -rwxr-xr-x 1 oracle oinstall 3037 Oct 22 09:42 hugepages_settings.sh
执行脚本，注意这个过程中要求Oracle所有实例，包括数据库和ASM都启动、AMM关闭，以及SGA大小超过100M。
- [oracle@361way upload]$ ./hugepages_settings.sh
- This script. is provided by Doc ID 401749.1 from My Oracle Support
- (http://support.oracle.com) where it is intended to compute values for
- the recommended HugePages/HugeTLB configuration for the current shared
- memory segments. Before proceeding with the execution please note following:
- * For ASM instance, it needs to configure ASMM instead of AMM.
- * The 'pga_aggregate_target' is outside the SGA and
- you should accommodate this while calculating SGA size.
- * In case you changes the DB SGA size,
- as the new SGA will not fit in the previous HugePages configuration,
- it had better disable the whole HugePages,
- start the DB with new SGA size and run the script. again.
- And make sure that:
- * Oracle Database instance(s) are up and running
- * Oracle Database 11g Automatic Memory Management (AMM) is not setup
- (See Doc ID 749851.1)
- * The shared memory segments can be listed by command:
- # ipcs -m
- Press Enter to proceed...
- Recommended setting: vm.nr_hugepages = 67
将计算出的67更改参数/etc/sysctl.conf
- --设置参数
- [root@361way ~]# vi /etc/sysctl.conf
- （添加内容如下……）
- vm.nr_hugepages = 67
- "/etc/sysctl.conf" 49L, 1325C written
使用sysctl –p生效设置。
- [root@361way ~]# sysctl -p
- net.ipv4.ip_forward = 0
- （篇幅原因，有省略……）
- net.core.wmem_max = 1048586
- vm.nr_hugepages = 67
设置之后，最好重新启动服务器，包括Oracle。
- [oracle@361way ~]$ ipcs -m
- ------ Shared Memory Segments --------
- key shmid owner perms bytes nattch status
- 0x00000000 32768 oracle 640 4194304 26
- 0x00000000 65537 oracle 640 260046848 26
- 0x01606d30 98306 oracle 640 4194304 26
- [oracle@361way ~]$ grep Huge /proc/meminfo
- HugePages_Total: 67
- HugePages_Free: 3
- HugePages_Rsvd: 0
- Hugepagesize: 4096 kB
在meminfo文件中，可以查到HugePages的信息，说明启用成功。
普通物理内存的块大小是4KB，当物理内存扩展到了8GB以后。所需要管理的内存块的数量大大增加，然而使用内存都需要花费CPU资源，也就是说程序所用到的内存块数量越多，系统的管理效率就越低，使用的内存总量过大的情况下还可能会导致分配失败的情况，而且在内存分配的时候就越会导致CPU资源占用率高。
在Linux系统上对于大内存(Very Large Memory)的情况，提供了Hugepages的技术。就是使用比较大的内存页面来进行管理，这样的话，对于现今的高端机型，16GB、32GB的内存来说也能够比较轻易应付。在Redhat Linux系统上，一个内存页面的尺寸是2MB。
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