Buffer Cache 原理
Buffer Cache概述
Buffer Cache是SGA的一部分，Oracle利用Buffer Cache来管理data block，Buffer Cache的最终目的就是尽可能的减少磁盘I/O。Buffer Cache中主要有3大结构用来管理Buffer Cache。
Hash Bucket与Hash Chain List
Oracle将buffer cache中所有的buffer通过一个内部的Hash算法运算之后，将这些buffer放到不同的 Hash Bucket中。每一个Hash Bucket中都有一个
Hash Chain List，通过这个list，将这个Bucket中的block串联起来。
下面举个简单的例子来介绍一下Hash 算法，Oracle的Hash 算法肯定没这么简单，具体算法只有Oracle公司知道。
• 一个简单的mod函数 ，我们去mod 4
Ø 1 mod 4 = 1
Ø 2 mod 4 = 2
Ø 3 mod 4 = 3
Ø 4 mod 4 = 0
Ø 5 mod 4 = 1
Ø 6 mod 4 = 2
Ø 7 mod 4 = 3
Ø 8 mod 4 = 0
……………省略…………………..
那么这里就相当于创建了4个Hash Bucket
如果有如下block：
blcok :DBA(1,1) ------> (1+1) mod 4 =2
block :DBA(1,2) ------> (1+2) mod 4 =3
block :DBA(1,3) ------> (1+3) mod 4 =0
block :DBA(1,4) ------> (1+4) mod 4 =1
block :DBA(1,5) ------> (1+5) mod 5 =2
………........省略…………………....
比如我要访问block(1,5)，那么我对它进行Hash运算，然后到Hash Bucket为2的这个Bucket里面去寻找，Hash Bucket 为2的这个Bucket 现在有2个block，
这2个block是挂在Hash Chain List上面的
希望在散列链上添加,删除,搜索,检索,读取,或修改块的进程首先获得cache buffers chains latch,从而保护链上的缓冲区。
这样做可以保证独占的访问,并防止其他进程接下来读取或改变同一个链。为了完整性因此牺牲了并发性。
从图中我们可以看到，一个latch:cache buffers chains(x$bh.hladdr) 可以保护多个Hash Bucket，也就是说，如果我要访问某个block，我首先要获得这个latch，
一个Hash Bucket对应一个Hash Chain List，
而这个Hash Chain List挂载了一个或者多个Buffer Header。
Hash Bucket的数量受隐含参数_db_block_hash_buckets的影响，
Latch:cache buffers chains的数量受隐含参数_db_block_hash_latches的影响
Hash Bucket的数量受隐含参数_db_block_hash_buckets的影响，
Latch:cache buffers chains的数量受隐含参数_db_block_hash_latches的影响
SQL> SELECT x.ksppinm NAME, y.ksppstvl VALUE, x.ksppdesc describ
FROM x$ksppi x, x$ksppcv y
WHERE x.inst_id = USERENV('Instance')
AND y.inst_id = USERENV('Instance')
AND x.indx = y.indx
AND x.ksppinm LIKE '%_db_block_hash%' 2 3 4 5 6 ;
NAME VALUE DESCRIB
------------------------------ ---------- ------------------------------
_db_block_hash_buckets 16384 Number of database block hash buckets
_db_block_hash_latches 1024 Number of database block hash Latches
可以用下面查询计算cache buffers chains latch的数量:
SQL> select count(*) from v$latch_children a,v$latchname b where a.latch#=b.latch# and b.name='cache buffers chains';
COUNT(*)
----------
1024
根据我们的查询，那么一个cache buffers chains latch 平均下来要管理
Select 16384/1024 from dual 16个块，那么现在我们随意的找一个latch，来验证一下前面提到的结构图。
SQL> select * from (select hladdr,count(*) from x$bh group by hladdr) where rownum<=5;
HLADDR COUNT(*)
-------- ----------
2D32792C 3
2D3279A8 4
2D327A24 4
2D327AA0 6
2D327D1C 3
我们查询latch address 为2D327AA0 所保护的data block
SQL> select hladdr,obj,dbarfil,dbablk, nxt_hash,prv_hash from x$bh where hladdr='2D327AA0' order by obj;
HLADDR OBJ DBARFIL DBABLK NXT_HASH PRV_HASH
-------- ---------- ---------- ---------- -------- --------
2D327AA0 2 1 72670 2D327CFC 2D327CFC
2D327AA0 5841 1 11705 2D327D14 2D327D14
2D327AA0 6470 2 5969 2D327CEC 2D327CEC
2D327AA0 75313 2 58025 2D327CBC 2D327CBC
2D327AA0 75313 2 58258 2D327CDC 2D327CDC
2D327AA0 75347 2 66701 2D327CB4 2D327CB4
已选择6行。
请观察DBA(1,72670)，它的NXT_HASH与PRV_HASH相同，也就是说DBA(1,72670)挂载在只包含有1个data block的 Hash Chain上。
当一个用户进程想要访问Block(1,72670)：
l 对该Block运用Hash算法，得到Hash值。
l 获得cache buffers chains latch
l 到相应的Hash Bucket中搜寻相应Buffer Header
l 如果找到相应的Buffer Header，然后判断该Buffer的状态，看是否需要构造CR Block，或者Buffer处于pin的状态，最后读取。
l 如果找不到，就从磁盘读入到Buffer Cache中。
在Oracle9i以前，如果其它用户进程已经获得了这个latch，那么新的进程就必须等待，直到该用户进程搜索完毕(搜索完毕之后就会释放该latch)。从Oracle9i开始 cache
buffers chains latch可以只读共享，也就是说用户进程A以只读(select)的方式访问Block(84,615093)，这个时候获得了该latch，同时用户进程B也以只读的方式访问Block
(765,1259399)，那么这个时候由于是只读的访问，用户进程B也可以获得该latch。但是，如果用户进程B要以独占的方式访问Block(765,1259399)，那么用户进程B就会等待用户进
程A释放该latch，这个时候Oracle就会对用户进程B标记一个latch:cache buffers chains的等待事件。
我们遇到了latch:cache buffers chains该怎么办？
l 不够优化的SQL。大量逻辑读的SQL语句就有可能产生非常严重的latch:cache buffers chains等待，因为每次要访问一个block，就需要获得该latch，由于有大量的逻辑读，那
么就增加了latch:cache buffers chains争用的机率
2.Hash Bucket太少，需要更改_db_block_hash_buckets隐含参数。其实在Oracle9i之后，我们基本上不会遇到这个问题了，除非遇到Bug。所以这个是不推荐的，记住，在对
Oracle的隐含参数做修改之前一定要咨询Oracle Support。
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