·将经常访问的块保持在buffercache中将不经常访问的块写入到磁盘

当DatabaseSmart Flash Cache（flash cache）开启时，buffer cache的一部分可以驻留在flash cache。这个buffer cache的扩展存储在flash disk device，它指一种使用flash memory的固态存储设备。数据库可以通过使用从flash memory 中读取buffers替换从磁盘中读取，这样将提高性能。

注意：Database Smart Flash Cache只有在Oracle EnterpriseLinux以及Solaris中才可以使用

Buffer States(Buffer的状态)

数据库使用内部算法来管理在缓存中的buffers。任意一个buffer拥有下面这些状态之一：

·Unused（未使用）

这种buffer是可以被使用的，因为它之前没被使用过，或者当前没被使用。这种类型的buffer是最容易被数据库所使用。

·Clean（干净）

这种buffer在之前被使用过 现在还包含一个块在某一个时间点的读一致性版本。这种块包含数据，但它"clean（干净）" ，那么它不需要被checkpoint。数据库可以pin住这个块并且重用它。

·Dirty（脏块）

这种buffer包含被修改过且还没有写入到磁盘的块。数据库checkpoint这个块后才可以重用它。

每个buffer都有一个访问模式：pinned或者free（未被pin）。当一个会话访问缓存中一个buffer时，它变为“pinned”，那么它不会被内存换出。多个会话不能同时修改一个pinned buffer。

数据库使用一个复杂的算法使buffer的访问更加高效。指向dirty或nondirty buffer的指针在同一个least recently used（LRU）列表上，这个列表有热端和冷端。一个冷buffer是指在最近没被使用过的buffer。一个热buffer是一个经常被访问以及最近被使用过的buffer。

注意：理论上，只有一个LRU，但是为了并发性，数据库实际使用了几个LRU。

Buffer Modes（buffer的模式）

当一个客户需要数据，Oracle数据库通过以下两种模式从数据库buffer cache中取回数据：

·Current mode（当前模式）

一个currentmode get，同样称之为 db block get。这是一种将当前在buffer cache中存在的块的检索方式。举个例子，如果一个未提交的事务更新了一个块中的两行，那么current mode get将这个块（包括未提交的行）取回。使用修改语句时数据库会频繁使用db block gets。

·Consistent mode（一致性模式）

一个consistentread get是获取一个块的读一致性版本。这种获取方法可能会用到undo数据。举个例子，如果一个未提交事务更新了一个块中的良好，如果一个其他session的查询需要用到这个块，那么数据库使用undo数据去创建出本块的一个读一致性版本块。（称之为consistent read clone ，读一致性克隆）这个读一致性版本块将不会包括刚才未提交事务做的修改。基本上，一个查询获取的块都是consistent mode。

Buffer I/O(buffer的I/O)

一个logical I/O（逻辑I/O），通常被称之为buffer I/O，指的是在buffer cache中buffer的读与写。当一个需要的buffer没能在内存中找到，那么数据库将执行一个physical I/O（物理I/O）从flash cache或磁盘中将buffer 复制到内存中，然后一个logical I/O把被缓存进来的buffer读出。

Buffer Writes(buffer的写)

database writer(DBWn)进程周期性的将又冷又脏的buffers写到磁盘。DBWn在下面情况将发生：

·一个服务进程没办法找到一个干净的buffer来放置新被读入到buffer cache的块。

像一些buffer变脏了，对应的空闲buffer将减少，如果数量低于一个内部阀值，而且又需要干净的buffer，那么服务进程将通知DBWn执行写出操作。

数据库使用LRU来确定哪些脏快要被写。当脏块位于LRU的冷端，那么数据库将把它们从LRU上移动到一个write queue（写出队列）。DBWn将按照队列顺序把这些buffer写入磁盘，如果可能将使用多块写入。这个机制预防LRU被脏快塞满并保证有干净的buffer可供重用。

·数据库必须推进checkpoint（检查点），checkpoint是redo线程上instance recovery（实例恢复）的起点位置。

·表空间变为redo-only状态或者变为offline。

Buffer Reads（buffer的读）

当clean buffer或unused buffer数量少时，数据库必须从buffer cache中移除一些buffer。这个算法根据flash cache是否开启将有所不同：

·Flash cache disabled（flash cache关闭）

数据库在需要的时候覆盖重用clean buffer。如果这个被覆盖的块，之后还会需要，那么数据库必须将它从磁盘中再次读入

·Flash cache enabled（flash cache开启）

DBWn可以将clean buffer的身体部分写入到flash cache，使得在内存中的这个buffer可以被重用。数据库将继续把这个clean buffer的头部留在LRU列表，用来跟踪buffer身体部分在flash cache中的位置。如果这个buffer在后面被请求，那么数据库可以将它从flash cache中读取（替代了之前从磁盘中读取）。

当一个客户端进程请求一个buffer，服务端进程将在buffer cache中搜索它。当数据库在内存中找到了这个buffer，那么将发生一个cache hit（cache 命中）。扫描的顺序如下：

1. 服务进程将扫描buffer cache去找这整个buffer。

如果进程着找到了整个buffer，那么数据库将对这个buffer执行logical read

2. 服务进程扫描flash cache LRU列表去找buffer的头

如果进程找到了buffer头，那么数据库将对这个buffer的身体部分执行optimized physical read（优化的物理读），将其从flashcache中读到内存cache。

3. 如果进程没有在内存中找到buffer（发生一个cache miss），那么服务进程执行下面步骤：

a． 从数据文件中拷贝块到内存（一个physical read 物理读）

b． 在其进入内存后，执行一个对该块的logical read（逻辑读）。