oracle RAC Cache fusion算法

oracle RAC Cache fusion算法

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Cache  fusion,即oracle多个节点实例的内存融合，也就是将多个分布式实例内存看做一个整体，其实其算法相对来说还是采用了分布式锁原理，上篇文章中 对分布式锁进行了概述，其中谈到分布式锁分为四种类型，cache fusion即数据库缓冲区采用的全局锁机制：

其中，SL0代表share mode、Local Role、0个Past Image
XL0代表Exclusive mode、Local Role、0个Past Image
读-读并发
假设4个节点的RAC环境，这四个节点分别是A、B、C、D，其中B是,master节点，假设初始访问数据DB1在A、B、C、D均没有。其中SCN是100；

实例A:请求GCS读取一个数据块，而这个节点没有被任何节点读入
实例A:GCS服务进程LMSn把这个请求转给Resource Master,即B节点
实例B：查询自己的GRD目录发现这个块没有被任何节点使用，同意A的请求
实例A:从磁盘读取数据块到缓存中，SCN是100，获得PCM lock(share mode,local role)
实例B:将读取信息记录到GRD
假设这时实例C也要读取这个数据块
实例C:向实例B发送请求
实例B:向实例A发出通知，让实例A发送数据
实例A：发送数据给实例C，并要求实例C要以share mode模式访问数据块，如果这时实例A已经释放，也需要通知实例C从磁盘访问
实例C:通知实例B，更新GRD

读-写并发

实例C：要修改实例A读入进来的数据块，向实例B请求Exclusive mode PCM锁请求
实例B：检查GRD，发现实例A以share mode持有数据块，于是想实例A发出请求，请求其Mode装换成NULL mode,
意味着实例A可以释放这块数据锁占有的内存空间。
实例A：向实例C发送数据块，并释放自己的PCM锁
实例C：获得exclusive mode PCM锁，通知实例B，更新GRD
实例B：更新GRD，删除实例A持有的条目
实例C：修改数据块后，数据块SCN升级为110
整个过程时通过内联心跳来拷贝的，没有任何IO操作

写-写并发

实例D：请求修改数据块，向实例B发出Exclusive-mode PCM锁请求
实例B：查看GRD，确定实例C持有当前版本（current version),于是向实例C转发请求
实例C：发送数据块，将自己的锁降级为NULL-MODE

实例C发送数据前必须完成如下工作：
将log写到redo log file
将buffer标识为null mode,PI=1,表示现在持有的这个数据块的PI版本，必须等到current version写到磁盘才能清空。
发送的数据块是current state的，也就是带着修改的内容发送的,cache fusion的传送过程时跨事务边界的，也就是说不必等待实例C上的事务完成，就可以发送这个PI数据块。

实例D：收到数据块，获得exclusive-mode锁，通知实例B更新GRD。
实例B：更新GRD
实例D：对写入数据块做相关操作，SCN更新为114

写入磁盘：

实例C因为log switch触发了检查点，要把所有dirty buffer内容写入磁盘
实例C：通知实例B写入磁盘.
实例B，查看GRD，确定实例D持有current version，向实例D发送写请求
实例D：把数据块写入到磁盘，同时在日志中记录一条BWR记录，并把锁降级为XL0
实例D：通知实例B，写成功
实例B：通知所有拥有PI的实例，可以清空其PI空间，对于实例D，已经有了BWR记录，不用清空LOG buffer，
如果多个实例有PI，则都要清空，这些实例会记录一条BWR在log中
实例C：清空内存空间，并在log buffer中记录BWR记录，同时释放锁。
在集群环境中，只有当需要清空的数据块是current或PI版本是，才需要发出些请求，也就是对数据块做过修改，才发出写请求。

写-读并发

实例A，向实例B发送请求读取数据块
实例B:查找GRD，实例D持有current version，向实例D转发请求
实例D：发送数据块，模式降级为SG1
实例A，获得数据块，获得share模式

oracle 10中，实例D在第一次发送数据块时并不会立即降级为share mode,仍然保持exclusive模式，同时实例D会计算发给实例A的次数，如果超过了默认参数_fairness_threshold，就把自己降级为share-mode.