Oracle多租户数据库资源管理，就这么简单

我们知道，Oracle多租户选件是数据库原生支持的云管理能力，而不是像其它厂商采用云管理平台来实现多租户的功能，使得Oracle多租户选件可实现更高的资源利用率，更好的性能，更强的稳定性，和更简便的运维，从而广受用户喜爱。

用户进行Oracle多租户数据库规划时，特别是需要对多个关键数据库整合时，常常对多租户数据库的资源管控有些疑惑，甚至有些担心。多个关键数据库整合在一个硬件平台上，万一出现资源竞争，是否会影响所有运行在此平台上的数据库，从而影响关键的SLA指标。

Oracle在多租户资源管控上面提供最全面最完整的解决方案，可以帮助用户打消此类担心。下面会主要从多租户环境下资源管理的考量因素及示例，来介绍Oracle多租户数据库所提供的资源管控能力。

多租户环境资源管理考量

本文以CPU资源规划为抓手来进行整体资源规划考量，主要对数据库运行的关键资源，如CPU、内存、IO、存储空间等来进行规划设计，以期在满足应用运行要求，保障应用性能稳定的前提下，最大化资源利用。根据最佳实践，多租户环境下资源的规划设计，主要分三步进行：

第1步，应用数据库资源调研与评估，主要考量因素如下：

▪ 应用数据库的运行特性及CPU、内存、存储IO资源配置与使用情况，如高峰，平峰，低锋时段资源使用率等；

▪ 应用数据库表空间大小，包括当前数据表空间大小和临时表空间大小，及近一年增长趋势；

▪ 应用数据库连接数，包括最大会话连接数，活动会话连接数等；

▪ 应用数据库的关键性，及对性能和SLA的要求；

第2步，确定数据库云多租户环境的资源配置及用途，主要考量因素如下：

▪ 确定数据库云多租户环境的CPU、内存、存储IO资源配置；

▪ 确定数据库云多租户环境的存储配置及IO能力；

▪ 确定数据库云多租户环境可承载的会话连接数；

▪ 确定数据库云多租户环境架构及SLA特性；

▪ 确定数据库云多租户环境用途，如仅整合当前应用数据库，或者除整合当前应用数据库外，还需考虑资源的灵活扩缩，新需求的PDB快速供应等；

第3步，数据库云多租户环境资源规划设计，主要方案和应用场景如下：

▪方案1，通过应用错峰的原则，来选择哪些应用数据库通过PDB方式整合在一起，本身在多租户层面不加控制，采用默认资源共享的方式，从应用运行特性上来降低CPU资源竞争。此方案适应于对应用特性非常了解，且应用负载波动周期稳定，能准确度量的，或者资源非常充足，应用关键性不高的场景。

▪方案2，通过需整合数据库CPU加总数，等于多租户环境CPU数量的计算规则进行整合，采用PDB sizing factor来进行资源管控；此方案整合密度为1，适应于关键的数据库应用，需要对性能具有极高的可预测性、稳定性的场景。

▪方案3，通过需整合数据库CPU加总数，等于多租户环境CPU数量乘以整合密度数值的方式进行整合，采用PDB sizing factor来进行资源管控；此方案整合密度大于1，存在资源超额分配的情况，适应于提供低成本的云服务，并且预期许多pdb将在大部分时间处于空闲状态的应用场景。

多租户环境资源规划设计及配置示例

下面以方案二的场景，及常见的整合当前应用数据库的多租户用途，来进行资源规划设计配置示例。如需更多场景的设计及配置方式，可参阅文末参考资料了解。

场景假设

• 数据库云多租户环境用途为仅整合当前应用数据库；

• 数据库云多租户环境CPU数量，即CDB CPU_COUNT为64；

• 数据库云多租户环境内存大小为512G；

• 应用X评估当前所需CPU数量为32，数据量为2T，每年增长量为300G；

• 应用Y评估当前所需CPU数量为16，数据量为1T，每年增长量为150G；

• 应用Z评估当前所需CPU数量为16，数据量为800G，每年增长量为100G；

PDB sizing factor计算公式

PDB的资源分配是通过CDB资源管理器计划和PDB参数指定的，通过这些来设置控制各种资源，包括CPU、I/O、内存、会话、并行执行等。

本文采用一种简单的方法，从PDB的CPU_COUNT来作为各租户资源分配比例的关键参考，为此，我们定义了“PDB sizing factor”，它指定了PDB配置的CDB资源的百分比。

PDB sizing factor公式如下：

PDB sizing factor = PDB's CPU_COUNT / CDB's CPU_COUNT

各租户PDB sizing factor计算如下：

应用X PDB sizing factor = 32 / 64 = 50%

应用Y PDB sizing factor = 16 / 64 = 25%

应用Z PDB sizing factor = 16 / 64 = 25%

CPU 资源规划配置

CPU 资源规划

各租户CPU资源分配如下：

CPU 资源配置

1. 设置PDB cpu_count值，启用instance caging，以应用X为例

alter session set container = PDB-X;

alter system set cpu_count = 32;

alter session set container = CDB$ROOT;

alter system set resource_manager_plan = ' DEFAULT_CDB_PLAN';

2. 设置每个PDB对于CPU调度的份额与限制（数据库版本在18.1及以上无需设置）

alter session set container = CDB$ROOT;

begin

  dbms_resource_manager.create_pending_area;

  dbms_resource_manager.create_cdb_plan_directive(plan => 'DEFAULT_CDB_PLAN', pluggable_database => 'PDB-X', shares => 32, utilization_limit => 50);

  dbms_resource_manager.create_cdb_plan_directive(plan => 'DEFAULT_CDB_PLAN', pluggable_database => 'PDB-Y', shares => 16, utilization_limit => 25);

  dbms_resource_manager.create_cdb_plan_directive(plan => 'DEFAULT_CDB_PLAN', pluggable_database => 'PDB-Z', shares => 16, utilization_limit => 25);

  dbms_resource_manager.submit_pending_area;

end;

/

3. 验证PDB CPU资源配置是否生效

alter session set container = PDB-X;

--cpu_count值应为32

show parameter cpu_count;

--instance_caging为on则开启

select name, cpu_managed, con_id, instance_caging from v$rsrc_plan where is_top_plan = 'TRUE';

alter session set container = CDB$ROOT;

--PDB对应的shares、utilization_limit值与设置一致，则正常生效

select pluggable_database, shares, utilization_limit from dba_cdb_rsrc_plan_directives where plan = (select name from v$rsrc_plan where is_top_plan = 'TRUE' and con_id = 1);

内存资源规划配置

内存资源规划

各租户内存资源分配如下：

如果PDB非常关键，可以考虑设置如下参数，通常情况下不必设置：

内存资源配置

根据内存资源规划，进行PDB内存资源配置如下，以应用X为例：

alter session set container = PDB-X;

alter system set sga_target = ‭131072‬M;‬

alter system set ‭pga_aggregate_target = ‭‭65536‬‬M;‬‬‬

alter system set ‭pga_aggregate_limit = ‭131072‬M;‬‬

alter system set sga_min_size = ‭ ‭32768‬M;‬‬

alter system set db_cache_size = ‭16384M;‬

alter system set shared_pool_size = ‭16384M;‬

alter system set inmemory_size = ‭ ‭ ‭49152‬‬M;‬‬‬

alter system set parallel_max_servers = ‭640;‬

alter system set parallel_servers_target = ‭256;‬

会话连接数规划配置

会话连接数规划

各租户会员连接数分配如下：

会话连接数配置

根据内存资源规划，进行PDB内存资源配置如下，以应用X为例：

alter session set container = PDB-X;

alter system set sessions = ‭1000;‬

存储IO 规划配置

Exadata I/O 规划配置

Exadata I/O规划

各租户I/O资源分配如下：

注：32可据实灵活取值，计算出的值能取整即可，单个PDB份额值不能超过32。

Exadata I/O配置

根据Exadata I/O资源规划，进行PDB I/O资源配置如下：

alter iormplan objective=auto;

alter iormplan dbplan=((name=pdb-x, share=16),(name=pdb-y, share=8),(name=pdb-z, share=8));

--查看I/O资源配置是否生效

list iormplan detail;

注：在存储服务器通过CellCLI命令

非Exadata I/O 规划配置

非Exadata环境，由于使用的存储不是智能存储，也就是存储无法识别IO调用属于哪个PDB或者哪个数据库用户发起，从而不能完全从存储层作细粒度控制。因此，只能通过整体基础架构的规划设计，来尽量缓解。常用非Exadata I/O规划配置方式如下：

▪方式1，通过详尽评估整合前应用IO消耗情况，并加总得出整合后IO最大需求，在配置多租户存储时，所配存储IO能力大于IO最大需求，并加上一定余量，来确保整合后的多租户环境IO能力大于所需，来降低IO竞争。但此种方式由于准确评估比较难，也无法保证异常突发IO的影响，只能尽量缓解，存在一定的风险；

▪方式2，通过用户Profile的LOGICAL_READS_PER_SESSION、LOGICAL_READS_PER_CALL，或者dbms_resource_manager的SWITCH_IO_REQS、SWITCH_IO_MEGABYTES来控制IO消耗量，但由于超过限制会中断调用或者会话连接，因此，通常较少使用此方式，如需使用，应特别注意是否应用能接受；

▪ 方式3，通过PDB表空间对应不同存储的方式来作IO控制，可以是同一存储不同RAID组，也可以是不同的独立存储。此方式控制效果最好，但规划设计较复杂，成本较高；

存储空间规划配置

存储空间规划

各租户存储空间分配如下：

注：PDB Value计算中2为按两年增量计算，0.8为表空间使用率80%，可据实调整。

存储空间配置

根据存储空间规划，进行PDB存储资源配置如下：

alter session set container = CDB$ROOT;

alter pluggable database PDB-X storage (maxsize 3310G);

alter pluggable database PDB-Y storage (maxsize 1655G);

alter pluggable database PDB-Z storage (maxsize 1250G);

--PDB对应的max_size值与设置一致，则正常生效

select name, max_size from v$pdbs;