浅析Buffer Cache

Buffer Cache

作用：用来缓存data files中的数据

结构：如下图所示

包含不同大小的block（是Oracle I/O的最小单位），块中包含的数据与数据文件中的物理数据是一一对应的。各个数据块之间通过不同的链来连接，可以存在多种链类型，不同的链类型代表不同的意义

链种类：

CBC：挂载数据块头部的信息，数据快头部包含我们的数据地址和模式对象等信息，而CBC链正是利用这个头部信息中的地址信息来指向buffer cache中缓存块，来获取需要的数据。

内部结构：类似前面share pool中的链结构

工作原理：

首先我们的server process在根据客户端的SQL解析成功后，根据需要获取的数据，数据库进行内部计算得到一个结果，这个结果就是我们对应的链编号和块信息，在对应的列找到了这个块地址信息后，就去对应的buffer中查找这个数据是在这个buffer，没有就会去磁盘中找到这个数据，先写到buffer中，在将数据返回给用户，即产生一次物理I/O；反正存在就直接返回给用户。

LRU（Lest Rest Use 最近最少使用）：串联buffer中的干净块

内部结构：链分成冷、热两端

工作原理：

根据LRU算法，将buffer中的干净块全部串起来，但是在串的时候还是会有一定的规律，将最近最少（例如最近被修改了1次）为被使用的块串在冷端，在最近最多（最近被修改了3次）这种块串在热端，这样就有利于我们在需要buffer中的内存是，优先去覆盖冷端的数据，这样可以减少发生物理I/O的次数。

LRW（Lest Rest Writer最近最少写）：串联buffer中的脏块，将最近频繁修改的块串在热端，其他的块串在冷端

工作原理：

根据最近最少未写入的算法，将buffer中的脏块相互串联起来，将最近由DBWR频繁写的数据块串在热端，反之串在冷端；这样有利于DBWR在将赃块写入磁盘时优先写入冷端的数据，后面需要使用到干净块时，也就优先使用这些冷端块，这样可以减少物理I/O的产生。

查询当前脏块：

select cpdrt,cplrba_seq||'.'||cplrba_bno||'.'||cplrba_bof"low rba",cpodr_seq||'.'||cpodr_bno||'.'||cpodr_bof"on disk rba",cpods,cpodt,cphbt from x$kcccp;

设置Buffer Cache大小：

查询buffer cache中的相关参数：select component,current_size,min_size from v$sga_dynamic_components;

修改buffer cache的大小：alter system set db_cache_size=20M scope=memory;

在OLTP系统中，对于DB_CACHE_SIZE的设置，推荐配置是：db_cache_size=SGA_MAX_SIZE/2 ~ SGA_MAX_SIZE * 2/3

使用advice来确认buffer cache的大小：

select size_for_estimate "Cache Size (MB)",size_factor,buffers_for_estimate "Buffers",estd_physical_read_factor est_read_factor,

estd_physical_reads est_phy_red,ESTD_PHYSICAL_READ_TIME est_phy_red_t 

from v$db_cache_advice 

where name='DEFAULT' and block_size=(select value from v$parameter where name='db_block_size');

Block 状态：当前使用的所有块状态都存放在x$bh视图中

目前我的数据库中使用的块状态

state主要有以下几种：

0，Free：no valid block image 空闲块

1，XCUR： a current mode block,exclusive to this instance

2，SCUR：a current mode block,share with other instances

3，CR：a consistent read (stale) block image 缓存undo中的数据，来实现读一致性

4，READ：buffer is reserved for a block being read from disk 正在由data—>buffer中的读取时刻

5，WRITE：与READ相反的过程，由buffer——>data 写入到磁盘的时刻

buffer cache中常用的SQL：

一个对象占用buffer的具体情况：

select o.object_name,decode(state,0,'free',1,'xcur',2,'scur',3,'cr',4,'read',5,'mrec',6,'irec',7,'write',8,'pi') state, count(*) blocks from x$bh b,dba_objects o where b.obj=o.data_object_id and o.object_name = 'table_name' group by o.object_name, state order by blocks desc;

实验：

创建T1表，并对其进行查询此时就会产生XCUR块

对T1表某一行进行更新，此时就会产生CR块

查询一个对象使用pool的具体情况

select o.object_name,decode(state,0,'free',1,'xcur',2,'scur',3,'cr',4,'read',5,'mrec',6,'irec',7,'write',8,'pi') state,count(*) blocks from x$bh b, dba_objects o where b.obj=o.data_object_id and state <> 0 group by o.object_name,state order by blocks asc;

寻找热块：select obj object,dbarfil file#,dbablk block#,tch touches from x$bh where tch>10 order by tch asc;

整个数据文件中block的总和：select sum(block) from dba_data_block;