buffer cache 的学习

来源：互联网发布：淘宝网助理软件编辑：程序博客网时间：2024/05/21 08:40

buffer cache 的学习

buffer cache 的概念以及作用：

buffer cache用来存放从数据文件读取来的数据的一个copy，buffer中存放最近被使用的数据，并使用LRU算法来管理，oracle 使用Buffer Touch Counts，来代替频繁的移动链表。oracle使用buffer cache 的目的有一下两点：

1.优化物理I/O

数据库在buffer cache更新数据库并且在redo log buffer 中存放原数据的改变。。。。当commit之后，redo log buffer中的数据会马上写入磁盘但是buffer cache不会马上写到磁盘中。这样就能避免频繁的读写磁盘的物理I/O

2.保持频繁的读写cache并且减少对磁盘的写操作。。。

数据库可以通过读取buffer cache 代替读取物理磁盘改善性能。

buffer 的状态

Unused（未使用的）：这类buffer 从来没被使用过，所以也最容易被使用。

Clean(干净的)：这类buffer的数据是干净的，就是已经存在检查点，被写入到了磁盘。所以这类buffer也容易使用，不需要设置检查点。

dirty(脏的):这类buffer中的数据是脏数据，当要使用这部分buffer是必须设置检查点，将数据写入到磁盘中,才能使用.

当buffer cache 真在被使用时，它就被pin住了。。。

buffer 的模式

Current mode（当前模型）： current mode get 也称为 db block get, 它是检索目前存在于cache中的数据块。比如说：一个没有提交的事务更新了一个数据块中的两条数据，此时 db block get检索数据就会检索到两条已经更新的数据。一般会出现在更新语句中。

Consistent mode（一致性模式）：consistent mode 是检索数据块的一致性读，这个模式有可能会使用undo data。比如说：一个没有提交的事务更新了一个数据库中的两条数据，此时当其它用户查询这两条数据时，Oracle会使用undo data还原出这个数据库一致性读的状态，并不包含当前更新了的数据（consistent read clone）。

buffer 写入数据到磁盘：

DBWn 进程阶段性将LRU末端的脏数据写入磁盘中，一般触发Oracle写入进程在以下的情况中：

A server process cannot find clean buffers for reading new blocks into the database buffer cache.
The database must advance the checkpoint, which is the position in the redo thread from which instance recovery must begin.
Tablespaces are changed to read-only status or taken offline.

预测buffer cache 的大小对物理I/O的影响，可以使用 V$DB_CACHE_ADVICE

SELECT size_for_estimate, buffers_for_estimate, estd_physical_read_factor, estd_physical_reads   FROM V$DB_CACHE_ADVICE   WHERE name          = 'DEFAULT'     AND block_size    = (SELECT value FROM V$PARAMETER WHERE name = 'db_block_size')     AND advice_status = 'ON';

根据执行上面语句,我们可以看到当buffer cache 为272M时，而不是304M时，物理读会增加1.74倍或者是74%，所以不建议设置buffer cache为212M。

当buffer cache 增加到334M时，物理读会减少7%，所以当SGA_MAX设置允许的情况下，建议增加buffer cache的大小。

Estd Phys    Estd Phys Cache Size (MB)      Buffers Read Factor        Reads---------------- ------------ ----------- ------------              30        3,802       18.70  192,317,943      10% of Current Size               60        7,604       12.83  131,949,536              91       11,406        7.38   75,865,861             121       15,208        4.97   51,111,658             152       19,010        3.64   37,460,786             182       22,812        2.50   25,668,196             212       26,614        1.74   17,850,847             243       30,416        1.33   13,720,149             273       34,218        1.13   11,583,180             304       38,020        1.00   10,282,475      Current Size              334       41,822         .93    9,515,878             364       45,624         .87    8,909,026             395       49,426         .83    8,495,039             424       53,228         .79    8,116,496             456       57,030         .76    7,824,764             486       60,832         .74    7,563,180             517       64,634         .71    7,311,729             547       68,436         .69    7,104,280             577       72,238         .67    6,895,122             608       76,040         .66    6,739,731      200% of Current Size

计算buffer cache 的命中率

1.计算buffer cache 命中率所需要的一些资料如下

StatisticDescription

consistent gets from cache

Number of times a consistent read was requested for a block from the buffer cache.

db block gets from cache

Number of times a CURRENT block was requested from the buffer cache.

physical reads cache

Total number of data blocks read from disk into buffer cache.

Example 7-1 Calculating the Buffer Cache Hit Ratio
SELECT NAME, VALUE  FROM V$SYSSTATWHERE NAME IN ('db block gets from cache', 'consistent gets from cache', 'physical reads cache');
Using the values in the output of the query, calculate the hit ratio for the buffer cache with the following formula:
1 - (('physical reads cache') / ('consistent gets from cache' + 'db block gets from cache'))

计算命中率的sql  如下

select db_block_gets,consistent_gets,physical_read,1 - (physical_read / (db_block_gets + consistent_gets))  from (        SELECT max(decode(name, 'db block gets from cache', value, null)) as db_block_gets,               max(decode(name, 'consistent gets from cache', value, null)) as consistent_gets,               max(decode(name, 'physical reads cache', value, null)) as physical_read          FROM V$SYSSTAT         WHERE NAME IN ('db block gets from cache','consistent gets from cache','physical reads cache')                );

根据oracle文档，buffer cache命中率保持在98%以上比较好。。。。。。

V$BH显示出了当前在SGA中占用数据块的对象，可以确定每个Segment使用了多少内存空间。

Oracle提供了两种方法：

Method 1

The following query counts the number of blocks for all segments that reside in the buffer cache at that point in time. Depending on buffer cache size, this might require a lot of sort space.

COLUMN OBJECT_NAME FORMAT A40COLUMN NUMBER_OF_BLOCKS FORMAT 999,999,999,999SELECT o.OBJECT_NAME, COUNT(*) NUMBER_OF_BLOCKS     FROM DBA_OBJECTS o, V$BH bh    WHERE o.DATA_OBJECT_ID = bh.OBJD      AND o.OWNER         != 'SYS'    GROUP BY o.OBJECT_NAME    ORDER BY COUNT(*);Method 2
Use the following steps to determine the percentage of the cache used by an individual object at a given point in time:
 Find the Oracle Database internal object number of the segment by entering the following query:
SELECT DATA_OBJECT_ID, OBJECT_TYPE  FROM DBA_OBJECTS  WHERE OBJECT_NAME = UPPER('segment_name'); 
Because two objects can have the same name (if they are different types of objects), use the OBJECT_TYPE column to identify the object of interest.
Find the number of buffers in the buffer cache for SEGMENT_NAME:
SELECT COUNT(*) BUFFERS   FROM V$BH WHERE OBJD = data_object_id_value; 
where data_object_id_value is from step 1.
Find the number of buffers in the instance:
SELECT NAME, BLOCK_SIZE, SUM(BUFFERS)  FROM V$BUFFER_POOL GROUP BY NAME, BLOCK_SIZE HAVING SUM(BUFFERS) 0;
Calculate the ratio of buffers to total buffers to obtain the percentage of the cache currently used by SEGMENT_NAME:
% cache used by segment_name = [buffers(Step2)/total buffers(Step3)]

v$db_cache_advice 表结构如下：

列名数据类型说明IDNUMBER缓冲池标识号（从1到8，1-6对应于DB_nK_CACHE_SIZE，DB_CACHE_SIZE与系统标准块尺寸的序号相关，如DB_BLOCK_SIZE为8K，则DB_CACHE_SIZE的标识号为3（2,4,8…）。7是DB_KEEP_CACHE_SIZE，8是DB_RECYCLE_CACHE_SIZE）NAMEVARCHAR2(20)缓冲池名称BLOCK_SIZENUMBER该池中的缓冲区的块大小（以字节为单位）。可能的值：标准块大小，2的幂非标准的块大小, 2048, 4096, 8192,16384, 32768.ADVICE_STATUSVARCHAR2(3)建议器状态：ON表示建议器在运行，OFF表示建议器已经关闭。当建议器关闭了，视图中的数据是上一次打开所统计得出的SIZE_FOR_ESTIMATENUMBER预测性能数据的Cache大小（M为单位）SIZE_FACTORNUMBER预测的Cache大小因子（即与当前大小的比例）BUFFERS_FOR_ESTIMATENUMBER预测性能数据的Cache大小（缓冲块数）ESTD_PHYSICAL_READ_FACTORNUMBER这一缓冲大小时，物理读因子，它是如果缓冲大小为SIZE_FOR_ESTIMATE时，建议器预测物理读数与当前实际物理读数的比率值。如果当前物理读数为0，这个值为空。ESTD_PHYSICAL_READSNUMBER如果缓冲大小为SIZE_FOR_ESTIMATE时，建议器预测物理读数。ESTD_PHYSICAL_READ_TIMENUMBER当缓冲池的大小为size_for_estimate时需要的物理读的时间。ESTD_PCT_OF_DB_TIME_FOR_READSNUMBER当缓冲池为size_for_estimate是物理读所消耗时间的百分比ESTD_CLUSTER_READSNUMBER为读取的数据块的总数。只对RAC有效ESTD_CLUSTER_READ_TIMENUMBER读取花费的总时间。只对rac有效