一  前言

filesystemio_options  控制着操作系统io的设置。该参数只作用于文件系统。它有四个值可供设置，分别是：{none | setall | directIO | asynch }。该参数默认值受数据库版本和操作系统类型及操作系统版本影响。

从oracle 10G开始，对于ASM磁盘管理的情况，filesystem_option参数不作用于ASM磁盘管理的数据库。

二 I/O 说明

说明

在Synchronous   I/O 的机制下，若一个Oracle进程想调用一个I/O请求，那么必须等待其他请求完成后才能调用。例如，如果它发起对几个数据块的读取，那么进程就必须等待它把所有数据块都读取到内存之后，才能进行下一个动作。

说明

在Asynchronous  I/O 的机制下，进程可以与I/O请求同时工作。对已经读取的数据块，可以直接进行处理，不用等待所有数据块全部加载完毕再处理。

说明

在buffer I/O机制下，操作系统有自己的一套用于维护磁盘数据的cache，而不是直接从process buffer读取或者写入。其原理是从磁盘中读取数据写入cache，然后拷贝至process buffer。或者从process buffer中拷贝至cache然后写入到磁盘中。

2.4 direct I/O 说明

Direct I/O  能让所有的读和写的请求直接来自于磁盘，绕过操作系统缓存。

在ASM磁盘管理下，为了防止集群管理的数据库的数据损坏，必须直接使用Direct I/O。

对于使用文件系统的数据库环境，Oracle发出的读取请求可以从OS缓冲区中得到满足，而一旦启用direct I/O又不增加SGA大小，将导致磁盘读取需要更多的时间才能完成。为了充分利用direct I/O，需要将用于OS缓存部分增加到数据库SGA中。

三 filesystemio_options 和liao 参数说明

disk_asynch_io 是相当于主开关，不管是文件系统还是裸设备，它都控制着异步io的开启与关闭，filesystemio_options是子开关，控制着文件系统上的异步io。如果数据库使用了文件系统， 那么I/O只受filesystemio_options控制。

的情况

RAC 环境下，direct I/O是默认开启的。并且在ASM磁盘管理下，I/O肯定是异步的，而且直接做的是direct I/O。所以，对于ASM磁盘管理，不用设置filesystemio_options，只要设置合理的SGA和PGA大小即可。（详情见mos：Document 751463.1）

单机的情况

在文件系统文件管理的情况下，那么异步I/O的开启则受filesystemio_options的控制影响。

以下是Oracle官方文件系统管理的情况下，使用同/异步IO，缓存/直接IO的设置矩阵说明。

文件系统设为开启异步和直接IO那么就选setall选项，开启同步和直接IO就选directIO选项。

四  参数配置说明

1 、单机环境下，异步IO受filesystemio_options控制，此参数用于特定的平台，各个操作系统平台默认值不一样，linux平台默认是none，更改选项语句格式：

ALTER SYSTEM SET FILESYSTEMIO_OPTIONS={SETALL|ASYNCH| DIRECTIO|NONE}SCOPE=SPFILE;

2 、RAC环境下，Asynchronous IO受DISK_ASYNCH_IO参数控制，默认是TRUE，更改选项语句格式：

ALTER SYSTEM SET DISK_ASYNCH_IO={FALSE|TRUE} SCOPE=SPFILE;

Oracle 建议您将此参数设置为其默认值。但是，如果asynchronous  I/O 性能不稳定，则可以将此参数设置为false，以禁用asynchronous  I/O 。如果您的平台不支持磁盘asynchronous  I/O ，则此参数不起作用。

五  参数配置建议

在linux下FILESYSTEMIO_OPTIONS参数配置建议：

filesystem_option 参数，只有在9i，10G的时代，AIX、HP小机，使用祼设备的情况下设置filesystem_option为异步+直接I/O，电信也是基于这样的环境下设置该参数，10G开始，有了ASM，filesystem_option可以由Oracle自动配置，特别是11G及以上都是默认none，而对于文件系统，不建设设置为异步+直接I/O。

setall ： 存储I/O性能良好的情况下设置，可以大幅提升I/O总体性能，尤其是写性能，如果多套数据库公用一套存储则不建议设置此参数。使用场景除了小机和裸设备，文件系统如果要开启的话，需要具备两点：1、把文件系统的cache内存加到SGA上去，变向的保证缓存量，2、修改前操作系统磁盘性能指标正常不存在瓶颈。磁盘监控的主要iostat指标如下：

使用率（%util ） ：是指磁盘 I/O  的百分比。过高的使用率（比如达到 80% 及以上），通常意味着磁盘 I/O  存在性能瓶颈。

队列长度（aqu-sz ）: 平均请求队列长度

IOPS （r/s+ w/s ）： 是指每秒的 I/O  请求数。

吞吐量（rkB/s+wkB/s ） ：是指每秒的 I/O  请求大小。

响应时间（r_await+w_await ） ：是指 I/O  请求从发出到收到响应的间隔时间。

* 对于 aqu-sz ，r/s+ w/s ，rkB/s+wkB/s ，r_await+w_await 的几个指标，基线是每个环境都不一样的，如果要定基线找几个环境开始监控这些指标，作为正常时间段的基线。

注意：除了操作系统层面指标出现大幅异常，我们同样需要注意数据库层面的等待事件（db file sequential/scattered read,direct path read/write等），特别需要注意开启前后与I/O相关的等待响应时间是否发生大幅变化。

directIO ： 直接绕过缓存，使用directIO参数意味着Synchronous  I/O 需要等待其他请求完成后才能调用，对存储压力较大。且消耗CPU资源，不建议在生产上设置此参数。

asynch ： 异步IO可以提高性能，但是显而易见的是对磁盘处理IO能力有较高要求，否则提交的处理请求多，处理能力跟不上，根本无法达到提高性能的要求。（开启前请先检查磁盘IO处理能力，若磁盘性能已在临界值，开启后总体性能反而会有明显下降）

None ： 默认参数，由Oracle自身调节，有较好的综合表现。

六  实验测试

测试结果：相同的测试环境下，none的整体性能优于其他三种。（由于采用的是虚拟化环境测试经过仅供参考）。具体测试结果如下：

测试工具：HammerDB

测试环境：centos7.4 + oracle11.2.0.4单机 虚拟化环境8核cpu、12GB内存

数据库内存配置：SGA 2.4G  PGA 798M

模型样本数据量：200g数据，5仓库，测试用户20

对照指标：TMP，为每分钟处理事务数。每分钟处理值越高代表数据库总体处理性能越好。

总结：在存储性能一般的情况下设置setall和Asynch数据库总体性能都会下降。

设置Setall TMP值：

设置directIO TMP值：  

设置Asynch TMP值：

设置None TMP值：

实验数据对照表

图1-1Cpu用户使用率监控图

图1-2内存监控图

图1-3 IO读写监控图

从图1-1 Cpu用户使用率监控图得出结论，设置成setall时，cpu平均使用率是最低的，那么说明此参数cpu消耗较小。ASYNCH消耗cpu最高，NONE第二，其次DIRECTIO。

从图1-2 分析，在压力测试期间内存占用最高的是NONE，第二是ASYNC，第三是DIRECTIO，最后是SETALL。

从图1-3 IO读写监控图分析得到结论，设置成setall时，每秒读平均流量明显高于参数设置成none和async时，由于实验环境I/O性能存在一定的瓶颈，I/0 繁忙度很容易达到100%。在生产发生问题时，同样表现为I/O读流量较高。如下图所示：

六  总结

根据以上实验数据得出结论，FILESYSTEMIO_OPTIONS参数设置成SETALL后操作系统CPU和内存占用情况没有出现很大的异常，在I/O读方面有较大的变化。设置成SETALL慢是因为数据库出现了严重的I/O等待，导致数据库整体变慢。导致变慢的原因主要有两个：1、内存使用量少，说明cache到内存的数据少了，大部分压力直接落在了磁盘I/O上，这时候应适当调整SGA大小（原本Oracle发出的读取请求可以从OS缓冲区中得到满足，而一旦启用setall意味着开启了direct I/O，这时候应该增加数据库SGA大小，否则将导致磁盘读取需要更多的时间才能完成）；2、存储I/O瓶颈，无法提供更高的I/O吞吐量，大量的阻塞会话来不及处理，导致数据库系统整体变慢。所以一定要在存储性能良好的情况下设置SETALL参数。

下图是生产故障时awr报告的等待事件部分，总体I/O等待占据了整个DB time的68.1%,且平均I/0 等待达到了3ms，正常情况下，平均I/0等待在应在1ms以下。直接路径读等待事件的平均I/O延迟更是达到了7ms，占据了整个DBtime的19.9%。显然当时数据库总体性能已经出现了严重的问题，由于相关I/O等待事件的大量堵塞，导致数据库响应速度整体变慢。

图1-4 故障时间I/O等待

图1-4 正常运行时I/O等待

七  论证调整调大SGA 后性能变化

测试工具：HammerDB

测试环境：centos7.4 + oracle11.2.0.4单机 虚拟化环境8核cpu、12GB内存

数据库内存配置：SGA 4.8G  PGA 798M

模型样本数据量：200g数据，5仓库，测试用户20

参数设置filesystem_option设置为SETALL

SGA 设置4.8G TMP值：

SGA 设置2.4G TMP值：

SGA 设置4.8G 每秒读写值：

SGA 设置2.4G 每秒读写值：

根据以上实验数据得出结论，FILESYSTEMIO_OPTIONS参数设置成SETALL情况下，调大数据库SGA，数据库总体性能有所改善，且磁盘每秒读平均在200k/s以下。总体TPM有所提升，且每秒读压力有所降低。