码迷,mamicode.com
首页 > 数据库 > 详细

[ORACLE] oracle Buffer Cache 之Hash Bucket与Hash Chain List(cache bufferschain)

时间:2020-05-05 18:14:39      阅读:85      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:edit   count   nts   HERE   进程   product   管理   数据库   font   

Hash Bucket 和 Cache Buffer Chain

Oracle 把管理的所有的 Buffer 通过一个内部的 Hash 算法运算后存放到不同 Hash Bucket 中,这样通过 Hash Bucket 进行分割之后,众多的 Buffer被分布到一定数量的 Bucket之中,当用户需要在 Buffer中定位数据是否存在时,只需要通过同样的算法获得 Hash 值,然后到相应的 Bucket 中查找少量的 Buffer 即可确定。
每个 Buffer 的存放的 Bucket 由 Buffer 的数据块地址(DBA,Data Block Address)运算决定。在 Bucket 内部,通过 Cache Buffer Chain(它是一个双向链表)将所有的 Buffer 通过 Buffer Header 信息联系起来。
Buffer Header 存放的是对应数据块的概要信息,包括数据块的文件号、块地址、状态等。在判断数据块在 Buffer 中是否存在,通过检查 Buffer header 即可确定。
 

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也叫:cache buffers chain,通过这个list,将这个Bucket中的block串联起来。

对应每个Bucket,只存在一个Chain,当用户试图搜索Cache Buffer Chain时,必须首先获得Cache Buffer Chain Latch

Hash Chain List可以通过基表x$bh查看   ??

Buffer Header 数据可以从数据库的字典表X$BH中查询得到 ??

SQL> set linesize 50
SQL> desc x$bh
 Name             Null?      Type
 ----------------------- -------- ----------------
 ADDR             RAW(8)    ---block在buffercache中的address
 INDX             NUMBER
 INST_ID          NUMBER
 CON_ID           NUMBER
 HLADDR           RAW(8)    --(Hash Chain Latch Address)latch:cache buffers chains 的地址
 BLSIZ            NUMBER
 NXT_HASH         RAW(8)    ---指向同一个Hash Chain List的下一个block地址 
 PRV_HASH         RAW(8)    ---指向同一个HashChain List的上一个block地址
 NXT_REPL         RAW(8)    ---指向LRU list中的下一个block地址
 PRV_REPL         RAW(8)    ---指向LRUlist中的上一个block地址
......
 TS#                  NUMBER
 FILE#                  NUMBER
......
 TCH                  NUMBER    --表征一个Buffer的访问次数,Buffer访问次数越多,说明该Buffer越“抢手”,也就越可能存在热点块竞争的问题
 ......

查询可以获得当前数据库最繁忙的Buffer:

SQL> set linesize 200
SQL> select *  from (select addr,ts#,file#,dbarfil,dbablk,tch from x$bh order by tch desc) where rownum<11; 

ADDR            TS#     FILE#      DBARFIL     DBABLK        TCH
---------------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
00007F8DD59D2718      0         1        1      51224        255
00007F8DD59D2128      0         1        1      51217        255
00007F8DD59D2718      0         1        1    3917        255
00007F8DD59D2128      0         1        1      48233        255
00007F8DD59D5920      0         1        1      21927        255
00007F8DD59D57A0      0         1        1    3915        255
00007F8DD59D2128      0         1        1      20846        255
00007F8DD59D2128      0         1        1      13657        255
00007F8DD59D2718      0         1        1      51200        255
00007F8DD59D22A8      0         1        1      48234        255

10 rows selected.

查询得到这些热点Buffer都来自哪些对象:

SQL> col OWNER for A20
SQL> select e.owner,e.segment_name,e.segment_type from dba_extents e,
      (select * from (select addr,ts#,file#,dbarfil,dbablk,tch   from x$bh      order by tch desc)  where rownum<11) b
where e.relative_fno=b.dbarfil and e.block_id<=b.dbablk  and e.block_id+  2    3  e.blocks>b.dbablk; 

OWNER             SEGMENT_NAME                                                              SEGMENT_TYPE
-------------------- -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------
SYS             C_FILE#_BLOCK#                                                              CLUSTER
SYS             C_FILE#_BLOCK#                                                              CLUSTER
SYS             C_FILE#_BLOCK#                                                              CLUSTER
SYS             C_FILE#_BLOCK#                                                              CLUSTER
SYS             C_FILE#_BLOCK#                                                              CLUSTER
SYS             C_FILE#_BLOCK#                                                              CLUSTER
SYS             C_FILE#_BLOCK#                                                              CLUSTER
SYS             C_FILE#_BLOCK#                                                              CLUSTER
SYS             C_FILE#_BLOCK#                                                              CLUSTER
SYS             C_FILE#_BLOCK#                                                              CLUSTER

10 rows selected.

每个Buffer对应x$bh中一条记录,Hash Chain List就是由x$bh中的NXT_HASH,PRV_HASH 这2个指针构成了一个双向链表,通过NXT_HASH,PRV_HASH这2个指针,那么在同一个Hash Chain List的block就串联起来了。

技术图片技术图片技术图片

 

 

 

由于 Buffer 根据 Buffer Header 进行散列,最终决定存入那一个 Hash Bucket,那么 Hash Bucket 的数量在一定程度上决定了每个 Bucket 中 Buffer 数量的多少,也就间接影响了搜索的性能。所以在不同版本中,Oracle 一直在修改算法,优化 Hash Bucket 的数量。我们可以想象,
Bucket 的数量多一些,那么在同一时间就可以有更多的同学可以拿到不同的抽屉,进行数据访问;但是更多的抽屉,显然需要更多的存放空间,更多的管理成本,所以优化在什么时候都不是简单的一元方程。
Latch:cache buffers chains的数量受隐含参数_db_block_hash_latches的影响,
Hash Bucket 的设置受一个隐含参数_ DB_BLOCK_HASH_BUCKETS 的影响。
从上图可看到 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。

 

SQL> select BANNER_FULL from v$version;

BANNER_FULL
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Oracle Database 19c Enterprise Edition Release 19.0.0.0.0 - Production
Version 19.3.0.0.0
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%;

NAME                      VALUE          DESCRIB
-----------------------------------------------------------------------
_db_block_hash_buckets    262144      Number of database block hash buckets
_db_block_hash_latches    2048       Number of database block hash latches        
SQL> select count(distinct hladdr) from x$bh ; 

COUNT(DISTINCTHLADDR)
---------------------
         2048
SQL> select count(*)  from v$latch_children a,v$latchname b where a.latch#=b.latch# and b.name=cache buffers chains; 

  COUNT(*)
----------
      2048 

验证

SQL> select *  from(select hladdr,count(*) from x$bh  group by hladdr) where rownum<=5; 

HLADDR           COUNT(*)
---------------- ----------
00000000A80CE028     25
00000000A80CE0F0     31
00000000A80CE1B8     40
00000000A80CE280     18
00000000A80CE348     17

SQL> select hladdr,obj,dbarfil,dbablk,nxt_hash,prv_hash from x$bh where hladdr=00000000A80CE028 order by obj;

HLADDR            OBJ    DBARFIL       DBABLK NXT_HASH       PRV_HASH
---------------- ---------- ---------- ---------- ---------------- ----------------
00000000A80CE028      2         1        12226 00000000A80CEC68 00000000A80CEC68
00000000A80CE028     64         1       114311 00000000A80CE828 00000000A80CE828
00000000A80CE028    119         1         1280 00000000D4F9A130 00000000CEFC4598
00000000A80CE028    119         1         1280 00000000D1FC9E30 00000000A80CEBB8
00000000A80CE028    119         1         1280 00000000D8F84740 00000000D1FC9E30
00000000A80CE028    119         1         1280 00000000A80CEBB8 00000000D4F9A130
00000000A80CE028    378         1        25756 00000000A80CEA38 00000000A80CEA38
00000000A80CE028    385         1        21575 00000000A80CE878 00000000A80CE878
00000000A80CE028    568         1         3864 00000000D9F57B78 00000000D2FC53A8
00000000A80CE028    568         1         3864 00000000D5F995F0 00000000CFFC4700
00000000A80CE028    568         1         3864 00000000D2FC53A8 00000000A80CE8E8
00000000A80CE028    568         1         3864 00000000A80CE8E8 00000000D5F995F0
00000000A80CE028    720         1       115908 00000000A80CECC8 00000000A80CECC8
00000000A80CE028    780         1        14810 00000000E4FB9CD8 00000000A80CE998
00000000A80CE028      20324         1        47648 00000000D0FDF550 00000000A80CEB98
00000000A80CE028      20324         1        47648 00000000D3FAFB20 00000000CDFB50E8
00000000A80CE028      20324         1        47648 00000000D6FEF6A8 00000000D0FDF550
00000000A80CE028      20324         1        47648 00000000A80CEB98 00000000D3FAFB20
00000000A80CE028      73154         3        64962 00000000A80CEBC8 00000000A80CEBC8
00000000A80CE028      73610         3        78492 00000000A80CE998 00000000D6F864C8
00000000A80CE028      74505         3       173812 00000000A80CE678 00000000A80CE678
00000000A80CE028      74952         3       254615 00000000A80CECE8 00000000A80CECE8
00000000A80CE028      74978         3       253018 00000000A80CE848 00000000A80CE848
00000000A80CE028      75239         3       224361 00000000A80CE808 00000000A80CE808
00000000A80CE028 4294967295         4         1752 00000000A80CEAF8 00000000A80CEAF8

25 rows selected.

 

当一个用户进程想要访问Block时:
1>    对该Block运用Hash算法,得到Hash值。
2>     获得cache buffers chains latch
3>     到相应的Hash Bucket中搜寻相应Buffer Header
4>       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(一致性读块),或者Buffer处于pin的状态,最后读取。
5>     如果找不到,就从磁盘读入到Buffer Cache中。
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,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不同的Block,但被同一个 cache buffers chains latch管理),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,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。

[ORACLE] oracle Buffer Cache 之Hash Bucket与Hash Chain List(cache bufferschain)

标签:edit   count   nts   HERE   进程   product   管理   数据库   font   

原文地址:https://www.cnblogs.com/tingxin/p/12831375.html

(0)
(0)
   
举报
评论 一句话评论(0
登录后才能评论!
© 2014 mamicode.com 版权所有  联系我们:gaon5@hotmail.com
迷上了代码!