【深入解析--eygle】学习笔记
1.1 buffer pool原理
Buffer Cache是Oracle SGA中一个重要部分，通常的数据访问和修改都需要通过BufferCache来完成。当一个进程需要访问数据时，首先需要确定数据在内存中是否存在，如果数据在Buffer中存在，则需要根据数据的状态来判断是否可以直接访问还是需要构造一致性读取；如果数据在Buffer中不存在，则需要在Buffer Cache中寻找足够的空间以装载需要的数据，如果Buffer Cache中找不到足够的内存空间，则需要触发DBWR去写出脏数据，释放Buffer空间。
1.1.1 LRU 与LRUW List
在Buffer Cache中，Oracle通过几个链表进行内存管理，其中最为熟知的是LRU List和LRUW List（也经常被称为Write/Dirty List），各种List上存放的是指向具体的Buffer的指针等信息。
从Oracle8开始，为了实施增量检查点，Oracle还引入了检查点队列- Checkpoint Queue和文件队列 – File Queue；从Oracle8i开始，由于异步DBWn的引入，现在关于各种List以及Queue的更为精确的概念是工作集（WS - Working Sets）， 在 每 个WS中包含几个不同功能的List，每 个List都通过Cache Buffers LRU CHAIN Latch进行保护，当使 用 多 个DBWR进程时（通过DB_WRITER_PROCESSES参数可以设置数据库使用多个DBWR进程），数据库中会存在多个WS，同时当使用Buffer Cache的多缓冲池技术时，每个独立的缓冲池也会存在各自独立的WS。
LRU List用于维护内存中的Buffer，按照LRU算法进行管理（在不同版本中，管理方式有所不同），数据库初始化时，所有的Buffer都被Hash到LRUList上管理。当需要从数据文件上读取数据时，首先要在LRU List上寻找Free的Buffer，然 后 读 取 数 据 到Buffer Cache中；当数据被修改之后，状态变为Dirty，就可以被移动至LRUW List，LRUW List上的都是候选的可以被DBWR写出到数据文件的Buffer，一个Buffer要么在LRU List上，要么在LRUW List上存在，不能同时在这两个List上存在。
下图是Buffer Cache中LRU及LRUW List的简要示意图：
![\]()
检查点队列（Checkpoint Queue）则负责按照数据块的修改顺序记录数据块，同时将RBA和数据块关联起来，这样在进行增量检查点时，数据库可以按照数据块修改的先后顺序将其写出，从而在进行恢复时，可以根据最后写出数据块及其相关的RBA开始进行快速恢复。在检查点触发时DBWR根据检查点队列执行写出，在其他条件触发时，DBWR由Dirty List执行写出。检查点队列的内存在Shared Pool内存中分配：
同样具有相关Latch对其进行保护：
15:48:38 sys@felix SQL>select name ,gets,missesfrom v$latch where name like '%checkpoint queue%';
NAME GETS MISSES
-------------------------------------------------- ----------
active checkpoint queue latch 10247 0
checkpoint queue latch 145659 1
15:48:39 sys@felix SQL>
可以通过下图来详细介绍一下BufferCache的原理及使用：
![\]()
1．当一个Server进程需要读数据到Buffer Cache中时，首先必须判断该数据在Buffer
中是否存在（图中①所示过程），如 果 存 在 且 可 用 ，则获取该数据，同时根据LRU
算法增进其访问计数；如果Buffer中不存在该数据，则需要从数据文件上进行读取。
2．在读取数据之前，Server进程需要扫描LRU List寻找Free的Buffer，扫描过程中Server进程会把发现的所有已经被修改过的Buffer注册到LRUW List上（图中②所示过程），这些Dirty Buffer随后可以被写出到数据文件。
3． 如果LRUW Queue超过了阀值，Server进程就会通知DBWn去写出脏数据（图中③所示过程）；
这也是触发DBWn写的一个条件，这个阀值曾经提到是25%，也就是当Dirty Queue超过25%满就会触发DBWn的写操作：
16:13:58 sys@felix SQL>select kvittag, kvitval,kvitdsc from x$kvit where kvittag ='kcbldq';
KVITTAG KVITVAL KVITDSC
-------------------- ------------------------------------------------------------
kcbldq 25 large dirty queue ifkcbclw reaches this
16:14:04 sys@felix SQL>
如果Server进程扫描LRU超过一个阀值仍然不能找到足够的Free Buffer，将停止寻找，转而通知DBWn去写出脏数据，释放内存空间。
同样这个阀值可以从以上字典表中查询得到，这个数字是40%，也就是说当Server进程扫描LRU超过40%还没能找到足够的Free Buffer就会停止搜索，通知DBWn执行写出，这是进程会处于free buffer wait等待
16:18:03 sys@felix SQL>col KVITDSC for a60
16:18:20 sys@felix SQL>select kvittag, kvitval,kvitdsc from x$kvit where kvittag = 'kcbfsp';
KVITTAG KVITVAL KVITDSC
-------------------- ----------------------------------------------------------------------
kcbfsp 40 Max percentage of LRUlist foreground can scan for free
16:18:24 sys@felix SQL>
同时我们知道，由于增量检查点的引入，DBWn也会主动扫描LRU List，将发现的Dirty Buffer注册到Dirty List以及Checkpoint Queue，这个扫描也受一个内部约束，在Oracle9iR2中，这个比例是25%：
4． 找到足够的Buffer之后，Server进程就可以将Buffer从数据文件读入Buffer Cache（图中④所示过程）
5． 如果读取的Block不满足读一致性需求，则Server进程需要通过当前Block版本和回滚段构造前镜像返回给用户。
从Oracle 8i开始，LRU List和LRUW List又分别增加了辅助List（AUXILIARY List），用于提高管理效率。引入了辅助List之后，当数据库初始化时，Buffer首先存放在LRU的辅助List上（AUXILIARY RPL_LST）