詳解Oracle 11g DRCP連接方式的基本原理

學(xué)習(xí)Oracle是一個復(fù)雜、繁瑣的過程。在浩如煙海的Oracle官方資料、新特性、MOS資料和各種Internal知識面前，我們總是覺得力不從心、不知所措。但是，這往往也就是我們不斷堅持、積累和追尋的樂趣。

在Oracle 11g中，提出了突破傳統(tǒng)專用/共享連接的第三種連接方式——Database Resident Connection Pooling（DRCP）。本篇我們一起來探討這項技術(shù)。

1、 從Dedicated Server到Shared Server

　　Client Process連接到Server Process的方式，傳統(tǒng)上有兩種方式：Dedicated Server和Shared Server。在Client連入到Oracle Server的過程中，默認(rèn)是通過監(jiān)聽器listener監(jiān)聽器進行Oracle實例服務(wù)定位。只有再由監(jiān)聽器fork出的子進程向Instance請求出一個Server Process與Client Process遠(yuǎn)程通信。不同的連接方式，就體現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫實例在接受到Server Process請求后，是怎么樣提供出Server Process進程，以及該進程如何管理的。
Dedicated Server模式也稱為專用連接方式，就是Oracle Instance會專門創(chuàng)建出一個新的Server Process與Client Process進行遠(yuǎn)程通信。在整個Client Process請求過程中，Server Process只為該Client提供服務(wù)。UGA信息也保存在Server Process的PGA空間中。當(dāng)會話結(jié)束，Client連接中斷，Server Process就失去“存在意義”被清除掉，分配內(nèi)存回收。Dedicated方式是我們最常使用的數(shù)據(jù)庫連接方式。在長會話或前端應(yīng)用使用連接池組件的情況下，Dedicated方式的優(yōu)勢是很明顯的。
與Dedicated Server模式對應(yīng)的是Shared Server。在該模式下，Oracle實例會維持兩種Server Process：分發(fā)進程（Dispatcher DXXX）和共享進程（SXXX）。 

SQL> select addr, pid, spid, username, program from v$process where program like '%000%';
 
ADDR   PID SPID   USERNAME  PROGRAM

-------- ---------- ------------ --------------- --------------------

6D24BA1C   13 648   SYSTEM   ORACLE.EXE (D000)

6D24C00C   14 1736   SYSTEM   ORACLE.EXE (S000)

當(dāng)監(jiān)聽器向數(shù)據(jù)庫實例提出Server Process分配請求的時候，在Shared Server模式下，監(jiān)聽器會向分發(fā)進程DXXX請求分配Server Process。DXXX會根據(jù)當(dāng)前的空閑Server情況，分配出一個Server Process供使用。當(dāng)Client使用結(jié)束之后，Server Process（SXXX）并不是被釋放，而是重新回到D000管制下。系統(tǒng)也會依據(jù)參數(shù)設(shè)置，維持一個穩(wěn)定的SXXX數(shù)量。

SQL> show parameter shared_servers
NAME         TYPE  VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
max_shared_servers     integer 

shared_servers      integer  1

Shared Server連接模式的出現(xiàn)，是和短會話、高并發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展相關(guān)。每次創(chuàng)建和回收Server Process的成本是很高的。如果應(yīng)用沒有中間層連接池，而是高并發(fā)的創(chuàng)建Server Process并且快速回收，這對于數(shù)據(jù)庫來說是很高的壓力。
 從現(xiàn)在的應(yīng)用設(shè)計開發(fā)看，連接池管理已經(jīng)滲透入主流應(yīng)用系統(tǒng)框架，shared server方式實際中應(yīng)用不是很廣泛。

2、Database Resident Connection Pooling（DRCP） 

如果我們站在軟件模式的角度看，Shared Server本質(zhì)上也是想實現(xiàn)一種在數(shù)據(jù)庫層面上的連接池。這點在Oracle 11g上得到了實現(xiàn)，Oracle駐留連接池（DRCP）就是一個允許在多進程（Multi-Process）和多線程（Multi-Threads）之間共享連接的新特性。
Shared server在一定程度上緩解了Server process IDEL和頻繁創(chuàng)建銷毀Server process的問題。但是，Shared Server沒有解決Session數(shù)據(jù)共享的問題。當(dāng)存在client需要長時間持有session，同時其他client沒有大量會話要求的時候，這種模型是有效的。但是，在每次請求會話的時間很短（短會話）和數(shù)據(jù)庫活動需要多次會話交互的時候，DRCP就是更加理想的連接池模型了。
DRCP新特性主要針對的就是應(yīng)用程序在訪問數(shù)據(jù)庫時，出現(xiàn)高并發(fā)連接數(shù)問題。DRCP連接池將Server和Session信息進行緩存，為多個訪問的應(yīng)用程序提供連接共享。
 同Shared Server一樣，DRCP前端存在一個代理（Connection Broker）,負(fù)責(zé)應(yīng)用中間件連接的共享要求，同時負(fù)責(zé)管理數(shù)據(jù)庫實例上的連接池連接。當(dāng)應(yīng)用中間件想Broker提出連接請求的時候，Broker會從連接池中找出空閑連接。當(dāng)交互結(jié)束后，Server Process被釋放回連接池供重用。
同shared server不同的方面在于。當(dāng)共享池中連接池被分配出之后，等價于dedicated server方式。

3、三種連接方式的內(nèi)存使用情況

三種連接方式下，Oracle實例、Server Process和內(nèi)存使用方式截然不同。

Dedicated Server方式

當(dāng)Client Server請求連接的時候，全新的Server Process和session信息被創(chuàng)建。當(dāng)連接中斷，Server Process和Session全部被釋放。內(nèi)存分配是一個連接要分配Server Process和Session的空間。UGA信息是保存在PGA里的。 

Shared Server方式

當(dāng)接收到Client Server的請求之后，Dispatcher會將請求放置在一個common隊列中?？捎玫腟erver Process就從隊列中獲取請求信息。當(dāng)終止會話之后，對應(yīng)的會話信息就被釋放掉。Session信息是從SGA中分配出。

DRCP方式

當(dāng)Client Server請求之后，Connection Broker從連接池中尋找一個空閑Pooled Server提供給Client Server。如果沒有空閑的，Connection Broker就會創(chuàng)建出一個新的連接。如果當(dāng)前連接池已經(jīng)達(dá)到最大數(shù)量限制，就將請求放置在等待隊列中，等待空閑Server。

當(dāng)釋放Pooled Server回到Connection Pool的時候，相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫資源被釋放掉。DRCP的內(nèi)存要求與存儲池大小和會話有關(guān)。每個Pooled Server有一個Session信息，且存儲在PGA中。 

下面一個分配實例，來說明情況： 

場景：一個應(yīng)用程序，其每個session需要400k的空間。每個Server process對應(yīng)4M空間。連接池大小為100，共享shared Server大小數(shù)據(jù)量也是100。如果有5000個連接數(shù)。

在Dedicated Server模式下：

Memory Usage=5000*(0.4M+4M)=22GB；

在Shared Server模式下：

Memory Usage=5000×0.4M+4M×100=2.5GB；注意，其中Session信息的2G是從SGA中分配的。 

在DRCP模式下：
Memory Usage=100×（4M+0.4M）+5000×35K=615MB。注意：35K為維護會話信息使用的內(nèi)存大小。 

4、結(jié)論

DRCP模式在傳統(tǒng)的shared server基礎(chǔ)上，為前端應(yīng)用提供更加成熟的數(shù)據(jù)連接池解決方案。從目前的資料看，DRCP對OCI、PHP等多種驅(qū)動提供了支持。注意：對JDBC Thin和JDBC OCI的支持還不存在。

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