Checkpoints Tuning

  • May 2020
  • PDF

This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA


Overview

Download & View Checkpoints Tuning as PDF for free.

More details

  • Words: 2,421
  • Pages: 12
This bulletin provides the Database Administrator a better understanding of  checkpoint processing and a description of four key initialization parameters  used for checkpoint tuning:             ­  CHECKPOINT_PROCESS             ­  LOG_CHECKPOINT_INTERVAL             ­  LOG_CHECKPOINT_TIMEOUT             ­  LOG_CHECKPOINTS_TO_ALERT     It also explains how to interpret and handle checkpoint errors: 'Checkpoint not  Complete' and 'Cannot Allocate New Log' reported in the ALERT<sid>.LOG file.    

Contents:      1.     What is a Checkpoint?   2. The checkpoint process  3. Checkpoints and Performance  4. Redo logs and Checkpoint  5. Instance parameters related with the checkpoint process   6. Understanding Checkpoint Error messages       ("Cannot allocate new log" and   "Checkpoint not complete")  7. Oracle Release Information       

CHECKPOINT TUNING AND ERROR HANDLING  1.     What is a Checkpoint?   A Checkpoint is a database event which synchronizes the modified data blocks in  memory with the datafiles on disk.  It offers Oracle the means for ensuring the  consistency of data modified by transactions.  The mechanism of writing modified 

blocks on disk in Oracle is not synchronized with the commit of the corresponding  transactions.  A checkpoint has two purposes: (1) to establish data consistency, and (2) enable  faster database recovery.   How is recovery faster?  Because all database  changes up to the checkpoint have been recorded in the datafiles, making it  unnecessary to apply redo log entries prior to the checkpoint. The checkpoint  must ensure that all the modified buffers in the cache are really written to the  corresponding datafiles to avoid the loss of data  which may occur with a crash (instance or disk failure).     Oracle writes the dirty buffers to disk only on certain conditions:    ­ A shadow process must scan more than one­quarter of the db_block_buffer       parameter.    ­ Every three seconds.    ­ When a checkpoint is produced.  A checkpoint is realized on five types of events:    ­ At each switch of the redo log files.    ­ When the delay for LOG_CHECKPOINT_TIMEOUT is reached.    ­ When the size in bytes corresponding to :       (LOG_CHECKPOINT_INTERVAL* size of IO OS blocks)       is written on the current redo log file.    ­  Directly by the ALTER SYSTEM SWITCH LOGFILE command.    ­ Directly with the ALTER SYSTEM CHECKPOINT command.     During a checkpoint the following occurs:   ­  The database writer (DBWR) writes all modified database      blocks in the buffer cache back to datafiles,   ­  Log writer (LGWR) updates both the controlfile and      the datafiles to indicate when the last checkpoint      occurred (SCN)

2. The checkpoint process     Please note that this parameter is obsolete starting with Oracle8 and now  the CKPT process is always started as part of the background processes.  The CHECKPOINT_PROCESS init.ora parameter determines whether or not the  optional CKPT background process will be started to perform LGWRs tasks  during  checkpoint operations of updating the datafile headers.  LGWR is then free to  perform its' primary function flushing the redo log buffer to the online redo  logs.  The CKPT process can improve performance significantly and decrease the  amount  of time users have to wait for a checkpoint operation to complete.  The  overhead associated with starting another background process is not  significant when compared to the performance benefit to be gained by enabling  CKPT, therefore, Oracle recommends always enabling the checkpoint process  (CKPT). 

3. Checkpoints and Performance  Checkpoints present a tuning dilemma for the Database Administrator.  Frequent  checkpoints will enable faster recovery, but can cause performance  degradation. How then should the DBA address this?  Depending on the number of datafiles in a database, a checkpoint can be a  highly resource intensive operation, since all datafile headers are frozen  during the checkpoint.  There is a performance trade­off regarding frequency  of checkpoints.  More frequent checkpoints enable faster database recovery  after a crash.  This is why some customer sites which have a very low  tolerance for unscheduled system downtime will often choose this option.  However, the performance degradation of frequent checkpoints may not justify  this philosophy in many cases. Let's assume the database is up and running 95% 

of the time, and unavailable 5% of the time from infrequent instance crashes  or hardware failures requiring database recovery.  For most customer sites, it  makes more sense to tune for the 95% case rather than the rare 5% downtime.  This bulletin assumes that performance is your number one priority and so  recommendations are made accordingly. Therefore, your goal is to minimize the  frequency  of checkpoints through tuning.  Tuning checkpoints involves four key initialization parameters             ­  CHECKPOINT_PROCESS             ­  LOG_CHECKPOINT_INTERVAL             ­  LOG_CHECKPOINT_TIMEOUT             ­  LOG_CHECKPOINTS_TO_ALERT  These parameters are discussed in detail below.  Recommendations are also given for handling "checkpoint not complete"  messages  found in the alert log, which indicate a need to tune redo logs and  checkpoints.

4. Redo logs and Checkpoint  A checkpoint occurs at every log switch.  If a previous checkpoint is already  in progress, the checkpoint forced by the log switch will override the current  checkpoint.  This necessitates well­sized redo logs to avoid unnecessary checkpoints as a  result of frequent log switches.  The alert log is a valuable tool for  monitoring the rate that log switches occur, and subsequently, checkpoints  occur.  Oracle recommends sizing the online redo logs such that switches occur  no more than once per hour. The following is an example of quick log switches  from the alert log:    

Fri May 16 17:15:43 1997  Thread 1 advanced to log sequence 1272    Current log# 3 seq# 1272 mem# 0: /prod1/oradata/logs/redologs03.log  Thread 1 advanced to log sequence 1273    Current log# 1 seq# 1273 mem# 0: /prod1/oradata/logs/redologs01.log  Fri May 16 17:17:25 1997  Thread 1 advanced to log sequence 1274    Current log# 2 seq# 1274 mem# 0: /prod1/oradata/logs/redologs02.log  Thread 1 advanced to log sequence 1275    Current log# 3 seq# 1275 mem# 0: /prod1/oradata/logs/redologs03.log  Fri May 16 17:20:51 1997  Thread 1 advanced to log sequence 1276    Current log# 1 seq# 1276 mem# 0: /prod1/oradata/logs/redologs01.log     If redo logs switch every 3 minutes, you will see performance degradation.  This indicates the redo logs are not sized large enough to efficiently handle  the transaction load.  size of the redolog files. 5. Instance parameters related with the checkpoint process  •

LOG_CHECKPOINT_INTERVAL  The LOG_CHECKPOINT_INTERVAL init.ora parameter controls how often  a checkpoint  operation will be performed based upon the number of operating system  blocks  that have been written to the redo log.  If this value is larger than the size  of the redo log, then the checkpoint will only occur when Oracle performs  a  log switch from one group to another, which is preferred.  NOTE: Starting with Oracle 8.1, LOG_CHECKPOINT_INTERVAL will  be interpreted  to mean that the incremental checkpoint should not lag the tail of the 

log by more than log_checkpoint_interval number of redo blocks.  On most Unix systems the operating system block size is 512 bytes.  This  means  that setting LOG_CHECKPOINT_INTERVAL to a value of 10,000 (the  default  setting), causes a checkpoint to occur after 5,120,000 (5M) bytes are  written  to the redo log.  If the size of your redo log is 20M, you are taking 4  checkpoints for each log.  LOG_CHECKPOINT_INTERVAL influences when a checkpoint occurs,  which means  careful attention should be given to the setting of this parameter, keeping it  updated as the size of the redo log files is changed.  The checkpoint  frequency is one of the factors which impacts the time required for the  database to recover from an unexpected failure.  Longer intervals between  checkpoints mean that if the system crashes, more time will be needed for  the  database to recover.  Shorter checkpoint intervals mean that the database  will  recover more quickly, at the expense of increased resource utilization  during  the checkpoint operation.  This parameter also impacts the time required to complete a database  recovery  operation during the roll forward phase of recovery.  The actual recovery  time  is dependent upon this time, and other factors, such as the type of failure  (instance or system crash, media failure, etc.), and the number of archived  redo logs which need to be applied.



LOG_CHECKPOINT_TIMEOUT 

The LOG_CHECKPOINT_TIMEOUT init.ora parameter controls how often  a checkpoint  will be performed based on the number of seconds that have passed since  the  last checkpoint.   NOTE: Starting with Oracle 8.1, LOG_CHECKPOINT_TIMEOUT will be  interpreted  to mean that the incremental checkpoint should be at the log  position  where the tail of the log was LOG_CHECKPOINT_TIMEOUT seconds  ago.  Checkpoint frequency impacts the time required for the  database to recover from an unexpected failure.  Longer intervals between  checkpoints mean that more time will be required during database  recovery.  Oracle recommends using LOG_CHECKPOINT_INTERVAL to control the  checkpoint  interval rather than LOG_CHECKPOINT_TIMEOUT, which will initiate a  checkpoint  every "n" seconds, regardless of the transaction frequency.  This can  cause  unnecessary checkpoints in cases where transaction volumes vary.   Unnecessary  checkpoints must be avoided whenever possible for optimal performance.  It is a misconception that setting LOG_CHECKPOINT_TIMEOUT to a  given value  will initiate a log switch at that interval, enabling a recovery window used  for a stand­by database configuration.  Log switches cause a checkpoint,  but a 

checkpoint does not cause a log switch.  The only way to cause a log  switch is  manually with ALTER SYSTEM SWITCH LOGFILE or resizing the redo  logs to cause  more frequent switches.  This is controlled by operating system blocks, not  a  timed interval.  Sizing of the online redo logs is critical for performance and recovery.  See additional sections below on redo logs and checkpoints. •

LOG_CHECKPOINTS_TO_ALERT: 

The LOG_CHECKPOINTS_TO_ALERT init.ora parameter, when set to a  value of TRUE,  allows you to log checkpoint start and stop times in the alert log.  This is  very helpful in determining if checkpoints are occurring at the optimal  frequency and gives a chronological view of checkpoints and other  database  activities occurring in the background.  See  to have more detail on How those instance  parameters can influence the checkpoint.

 6. Understanding Checkpoint Error messages     �  (   Cannot allocate new log    �     and      �Checkpoint not complete�)  Sometimes, you can see in your alert.log file, the following corresponding  messages:    Thread 1 advanced to log sequence 248      Current log# 2 seq# 248 mem# 0: /prod1/oradata/logs/redologs02.log    Thread 1 cannot allocate new log, sequence 249    Checkpoint not complete    

This message indicates that Oracle wants to reuse a redo log file, but the  corresponding checkpoint associated is not terminated.  In this case, Oracle  must wait until the checkpoint is completely realized. This situation may be  encountered particularly when the transactional activity is important.   This situation may also be checked by tracing two statistics in the  BSTAT/ESTAT report.txt file.  The two statistics are:    ­ Background checkpoint started.    ­ Background checkpoint completed.  These two statistics must not be different more than once.  If this is  not true, your database hangs on checkpoints.  LGWR is unable to continue  writing the next transactions until the checkpoints complete.  Three reasons may explain this difference:  ­ A frequency of checkpoints which is too high.  ­ A checkpoints are starting but not completing  ­ A DBWR which writes too slowly.  The number of checkpoints completed and started as indicated by  these statistics should be weighed against the duration of the bstat/estat  report.  Keep in mind the goal of only one log switch per hour, which ideally  should equate to one checkpoint per hour as well.  The way to resolve incomplete checkpoints is through tuning checkpoints and  logs:  1) Give the checkpoint process more time to cycle through the logs         ­  add more redo log groups         ­  increase the size of the redo logs  2) Reduce the frequency of checkpoints          ­ increase LOG_CHECKPOINT_INTERVAL          ­ increase size of online redo logs  3) Improve the efficiency of checkpoints enabling the CKPT process with  CHECKPOINT_PROCESS=TRUE  4) Set LOG_CHECKPOINT_TIMEOUT = 0.  This disables the checkpointing 

based on       time interval.  5) Another means of solving this error is for DBWR to quickly write the dirty  buffers on disk.  The parameter linked to this task is:    DB_BLOCK_CHECKPOINT_BATCH.    DB_BLOCK_CHECKPOINT_BATCH specifies the number of blocks which are  dedicated  inside the batch size for writing checkpoints.  When you want to accelerate  the checkpoints, it is necessary to increase this value. 7. Oracle Release Information  The CKPT process is optional in lower versions of Oracle7, but is mandatory in  Oracle8.  In versions 7.0 ­ 7.3.2, the CKPT is an optional background process which is  enabled by setting CHECKPOINT_PROCESS=TRUE in init.ora.  In versions 7.3.3 and 7.3.4, the CKPT process will be started automatically  regardless of the CHECKPOINT_PROCESS setting if either of the following  conditions exist:   ­ a large value for DB_FILES (50 or higher)   ­ a large value for DB_BLOCK_BUFFERS (10,000 or higher)  In version 8.0.3 and higher, the CKPT process is always enabled.  Attempting  to set CHECKPOINT_PROCESS in the init.ora will give the following error:   LM­101 "unknown parameter name checkpoint_process"  Starting from Oracle8i, Oracle Corporation recommends that Enterprise  Edition users who were using incremental checkpoints in an earlier release  to use fast­start checkpointing in Oracle8i. In fast­start checkpointing, the  FAST_START_IO_TARGET parameter replaces  DB_FILE_MAX_DIRTY_TARGET. 

FAST_START_IO_TARGET specifies the number of I/Os that should be needed  during  crash or instance recovery.When you set this parameter, DBWR writes dirty  buffers out  more aggressively, so that the number of blocks that must be processed during  recovery  stays below the value specified in the parameter.  So in Oracle8i The incremental checkpoint position should not lag the tail of the  log by more than LOG_CHECKPOINT_INTERVAL operating system blocks.The  LOG_CHECKPOINT_INTERVAL and FAST_START_IO_TARGET is taken into  account  to determine how far behind the end of the redo stream the checkpoint position  can really be.  In Oracle9i FAST_START_MTTR_TARGET is the preferred method of specifying  how far the checkpoint position should be behind the tail of the redo stream.  However,  LOG_CHECKPOINT_INTERVAL is still supported if needed. It functions as per  the Oracle8i  behaviour above.  FAST_START_MTTR_TARGET enables you to specify the number of seconds  the database  takes to perform crash recovery of a single instance.  FAST_START_MTTR_TARGET  can be overridden by either FAST_START_IO_TARGET or  LOG_CHECKPOINT_INTERVAL.  8. Using Statspack to determine Checkpointing problems 

Statspack snapshots can be taken every 15 minutes or so, these reports gather  useful  information about number of checkpoints started and checkpoints completed and  number  of database buffers written during checkpointing for that window of time . It also 

contains  statistics about redo activity. Gathering and comparing these snapshot reports  gives you  a complete idea about checkpointing performance at different periods of time.  Another important thing to watch in statspack report is the following wait events,  they could be a good indication about problems with the redo log throughput and  checkpointing:  log file switch (checkpoint incomplete)  log file switch (archiving needed)  log file switch/archive  log file switch (clearing log file)  log file switch completion  log switch/archive  log file sync 

In the case when one or more of the above wait events is repeated frequently  with considerable values then you need to take an action like adding More  online redo log files or increasing their sizes and/or modifying checkpointing  parameters. 

Related Documents

Checkpoints Tuning
May 2020 0
Tuning
November 2019 15
Tuning
June 2020 9
Tuning Notes
June 2020 1
Tuning Cars
November 2019 30
Fine Tuning
November 2019 17