Share nothing理論在數據庫設計和優化中的實踐應用
首先介紹share nothing概念。最早接觸它是在 DataBaseManagentSystem一書的並行數據庫章節中。
並行數據庫要求盡可能的去並行執行數據庫操作，從而提高性能。在並行計算體系結構實現中有很多可選的體系結構。包括：
share-memory：多個cpu共享同一片內存，cpu之間通過內部通訊機制（interconnection network）進行通訊；
share-disk ： 每一個cpu使用自己的私有內存區域，通過內部通訊機制直接訪問所有磁盤系統。
Share-nothing： 每一個cpu都有私有內存區域和私有磁盤空間，而且2個cpu不能訪問相同磁盤空間，cpu之間的通訊通過網絡連接。3種體系結構如下圖：
Share disk share nothing share memory
shared memory 體系結構的cpu之間通過主存進行通訊，具有很高的效率；但當更多的cpu被添加到主機上時，內存競爭contetion就成為瓶頸，cpu越多，瓶頸越 厲害。Shared disk也存在同樣問題，因為磁盤系統由 Interconnection Network 連接在一起。
Shared memory和shared disk的基本問題是interference：當添加更多的cpu，系統反而減慢，因為增加了對內存訪問（memroy access）和網絡帶寬（network bandwidth）的競爭。這樣shared nothing體系得到了廣泛的推廣。
Shared nothing體系是數據庫穩定增長，當隨着事務數量不斷增加，增加額外的cpu和主存就可以保證每個事務處理時間不變。
總的來說，shared nothing降低了競爭資源的等待時間，從而提高了性能。反過來，如果一個數據庫應用系統要獲得良好的可擴展的性能，它從設計和優化上就要考慮 shared nothing體系結構。Share nothing means few contention.它在oracle數據庫設計和優化上有很多相同之處。
Share nothing 對數據庫應用主要體現在多用戶並行訪問系統時候，優化數據庫操作的response time上。如果數據庫操作能夠順利獲得所需要的資源，不發生等待事件，自然可以減少response time. 同時也體現在操作盡量少占用資源上，避免浪費時間在無用功上。
如Sequence的實現方式。如果使用Oracle Sequence ，oracle可以緩存sequence，這樣最小的降低多個Session獲得唯一序列的競爭。如果設計為實體化表存儲sequence value方式，每次獲得sequence value都需要鎖住紀錄，這樣產生了嚴重資源競爭，導致hot block.同時增加了Response time.
如存儲過 程的使用，也體現着share nothing原理。將多個sql 封裝在存儲過程中，避免了不必要的SQL*Net message from/to client， SQL*Net data from/to client 等等待事件。這體現了設計良好的應用使用最少的資源完成工作。
如在優化sql/表結構設計上，share nothing意味着降低查詢的執行成本—— I/O和cpu usage.這主要體現在降低consistent gets上。
在物理設計上，share nothing體現在避免磁盤熱點塊，協調進程對磁盤的競爭，平衡磁盤利用率上。
Oracle自身設計上很多都體現了Share Nothing特性；在設計可擴展的數據庫應用的時候也要注意到這點。
參考：