在Oracle数据库的日常运维与性能调优工作中,理解和操作数据库缓存是一项核心技能，当人们提及“使用PL/SQL清理缓存数据库”时，通常指的是通过执行特定的PL/SQL命令（即SQL*Plus或类似工具中的SQL语句）来清空Oracle内存中的特定缓存区域，这并非一个常规操作，而是一种在特定诊断或性能测试场景下使用的管理手段，本文将深入探讨Oracle中主要的缓存类型，并详细说明如何安全、有效地进行清理。
理解Oracle数据库的缓存机制
Oracle数据库为了提升性能,在系统全局区（SGA）中使用了多种缓存结构，将频繁访问的数据和代码存放在内存中，以减少对磁盘的I/O操作，主要的缓存包括：
- 共享池：存储最近执行的SQL语句、PL/SQL代码及其解析后的执行计划，以及数据字典信息，这是“清理缓存”操作最常针对的目标。
- 数据库缓冲区缓存：存储从数据文件中读取的数据块副本，当查询需要数据时，Oracle首先会在这里查找。
- 重做日志缓冲区：存储数据库变更的事务记录，等待被写入重做日志文件。
- 结果缓存：存储查询结果集或PL/SQL函数的返回结果，以便后续相同查询可以直接返回，而无需重新执行。
清理缓存意味着强制Oracle清空这些内存区域,这会导致后续操作必须重新从磁盘加载数据或重新解析代码，通常会造成暂时的性能下降，执行此类操作必须谨慎。
清理共享池
共享池是Oracle内存管理的关键部分,清理它会清空所有已解析的SQL和PL/SQL代码。
操作命令：
ALTER SYSTEM FLUSH SHARED_POOL;
执行此命令的影响：
- 硬解析激增：所有新的SQL语句和PL/SQL程序在首次执行时，都必须经过完整的解析、优化和生成执行计划的过程，这个过程（硬解析）CPU开销大，且会持有共享池的闩锁，可能导致并发性能问题。
- 性能短暂下降：由于硬解析的增加，系统整体响应时间在缓存重建期间会显著变慢。
- 清空有问题的执行计划：这是清理共享池的一个主要正面用途，当某个SQL因为统计信息不准确或绑定变量窥视等问题产生了极差的执行计划，且无法通过其他方式（如手动收集统计信息、SQL Profile）立即修复时，清理共享池可以强制Oracle在下一次执行时重新生成一个新的执行计划。
使用场景：
- 性能诊断：当怀疑共享池中存在大量无用或有害的SQL（如使用了硬编码值的、无法重用的SQL）时，可以清理后观察硬解析情况。
- 执行计划修复：作为修复糟糕执行计划的“最后一搏”。
- 内存测试：在测试环境中，模拟数据库刚启动时的状态。
注意事项： 在高并发的生产数据库中，除非有DBA的明确指导和监控，否则应避免随意执行此命令，它会对所有用户产生性能影响。
清理数据库缓冲区缓存
此操作会清空所有已缓存的数据块,是更为剧烈的操作。
操作命令：
ALTER SYSTEM FLUSH BUFFER_CACHE;
执行此命令的影响：
- 物理I/O风暴：所有后续的数据查询都必须从磁盘上的数据文件中重新读取数据块，而不是从内存中获取，这将导致磁盘I/O在瞬间急剧飙升，可能导致系统响应极为缓慢甚至不可用。
- 缓存预热时间：系统需要一段时间来重新将热点数据加载到缓冲区缓存中，这个过程称为“缓存预热”。
使用场景：
- 物理I/O性能测试：精确测量数据库在完全无缓存情况下的物理读取性能。
- 数据一致性校验：在极少数情况下，如果怀疑内存中的数据块已损坏，可以清理缓存，强制从磁盘重新加载一个干净的副本。
注意事项： 这是影响最大的缓存清理操作，在生产环境中执行此命令的风险极高，几乎等同于一次小型的“灾难恢复”演练，必须在维护窗口期或得到明确授权后进行。
主要缓存清理操作对比
为了更清晰地理解,下表小编总结了两种核心缓存清理操作的区别：
| 特性 | 清理共享池 (FLUSH SHARED_POOL) |
清理缓冲区缓存 (FLUSH BUFFER_CACHE) |
|---|---|---|
| 清理对象 | SQL语句、PL/SQL代码、执行计划、数据字典 | 数据文件中的数据块 |
| 主要影响 | 后续SQL执行需硬解析，CPU和闩锁争用增加 | 后续数据访问需物理I/O，磁盘读写压力剧增 |
| 性能影响 | CPU密集型，解析阶段响应变慢 | I/O密集型，数据访问阶段响应极慢 |
| 常见用途 | 修复糟糕执行计划、诊断共享池问题 | 测试物理I/O性能、强制重载损坏数据块 |
| 风险等级 | 中等 | 高 |
其他缓存清理
除了上述两种,还有针对结果缓存的清理，但影响范围相对较小。
- 服务器结果缓存：
EXEC DBMS_RESULT_CACHE.FLUSH;
此命令用于清空服务器端的结果缓存,通常在更新了影响缓存结果的底层表之后，需要确保查询返回最新数据时使用。
使用PL/SQL命令清理Oracle数据库缓存是一个强大的双刃剑，它能有效解决某些特定问题（如清除错误的执行计划），但其代价是暂时的性能严重下降，在绝大多数情况下，应依赖Oracle的自动内存管理（AMM）来动态管理缓存，手动干预应作为最后的手段，并由经验丰富的数据库管理员在充分评估风险和影响后，在受控的环境下执行，理解每种缓存的功能和清理后的连锁反应，是进行安全操作的前提。
相关问答 (FAQs)
问题1：清理共享池和清理缓冲区缓存，哪一个对生产系统的影响更大？
解答： 清理缓冲区缓存（ALTER SYSTEM FLUSH BUFFER_CACHE;）对生产系统的影响通常更大，清理共享池主要增加CPU的解析开销，虽然会导致响应变慢，但系统仍然可以处理请求，而清理缓冲区缓存会直接导致所有数据访问都变成昂贵的物理磁盘I/O，这在现代系统中是最大的性能瓶瓶颈，很容易使系统因I/O等待而陷入瘫痪，响应变得极其缓慢甚至超时，清理缓冲区缓存的风险等级远高于清理共享池。
问题2：在什么情况下，我应该考虑清理共享池而不是直接使用SQL Tuning Advisor等工具？
解答： 清理共享池是一种“暴力”的、非精细化的调优手段，它无法保证新生成的执行计划就一定更好，SQL Tuning Advisor等工具则能通过分析SQL执行情况，提供具体的优化建议，如创建索引、收集统计信息或接受SQL Profile，你应该优先使用这些精细化工具，只有在以下极端情况下，才可考虑清理共享池作为临时应急方案：1）某个核心SQL的执行计划突然变得极差，导致系统大面积故障，需要立即恢复业务，而使用其他工具需要较长时间；2）在测试环境中，需要模拟一个“冷启动”状态，以评估应用在数据库刚启动时的性能表现，在任何情况下，这都不应成为生产环境解决问题的首选或常规方法。