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Library cache内部机制详解II

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    我之前曾经写过一篇Library cache内部机制详解,但是遗留了一些关于11g中mutex的改进的问题,最近因为有些11g的数据库频频发生mutex相关的等待事件,所以我又多这个问题做了一些探讨。

    关于Mutex,可以参考ORACLE mutex实现机制这篇文章,mutex是从10g开始引入的,在library cache中有大量的使用,它的主要作用有两个:一是用来替换library cache pin,二是作为更轻量级的latch使用。

    在9i中,Library cache lock有null,share,exclusive三种模式,lock的作用是控制进程间的并发访问。Library cache pin有share和exclusive两种模式,pin的作用是保证数据一致性,防止数据在访问时被交换出去。我们先来回顾一下library cache lock和library cache pin在不同场景下的使用方式:

    Procedure/function/trigger

    访问对象:需要在object handle上获取一个share类型的library cache lock,然后在data heap上获取share类型的library cache pin,同时在依赖的对象的上获取share类型的library cache lock和pin,保证依赖的对象不能被修改。

    编译对象:需要在object handle上获取一个exclusive类型的library cache lock,然后在data heap上获取exclusive类型的library cache pin,同时在依赖的对象上获取share类型的library cache lock和pin,保证依赖的对象不能被修改。

    当持有对象的library cache pin时,同时会在row cache中对相应的对象加锁,就是row cache lock,阻止可能导致数据字典信息混乱的DDL发生,row cache lock和library cache lock/pin一样,都是为了保证对象的一致性。

    Cursor

    Cursor execute:Cursor与procedure等实体对象不同的是,Cursor在执行时,在object handle上获取null类型的library cache lock,然后再data heap上获取share类型的library cache pin,同时在依赖的对象的上获取null类型的library cache lock和share类型的library cache pin。

    Cursor hard parse:Cursor硬解析需要在object handle上获取exclusvie类型的library cache lock,然后再data heap上exclusive获取类型的library cache pin,同时在依赖的对象上获取share类型的library cache lock和pin,保证依赖的对象不能被修改。

    Null类型的library cache lock与share类型的最大区别在于,Null lock并不起到并发控制的作用,它仅仅类似于一个触发器,当cursor所依赖的对象被修改时,需要获取exclusive类型的library cache lock/pin,这时Null lock被打破,Null lock会通知所有访问该对象的进程,表明cursor已经处于失效状态,需要重新解析,所以这种锁又称为“breakable parse lock”。

    从上述描述中我们可以看到,关于Cursor和procedure等对象,他们在执行时获取的library cache lock和pin的类型是不同的。

    Oracle 11g的变化

    Oracle从10g开始在library cache中引入mutex,在11g中mutex得到了更大规模的使用,主要有以下几个等待事件:

    cursor: pin X

     cursor: pin S

     cursor: pin S wait on X

     cursor: mutex X

     cursor: mutex S

     library cache: mutex X

     library cache: mutex S

    cursor: pin S,cursor: pin X,cursor: pin S wait on X这三个等待事件,实际上就是替代了cursor的library cache pin,pin S代表执行(share pin),pin X代表解析(exclusive pin),pin X wait on X代表执行正在等待解析操作。这里需要强调一下,它们只是替换了访问cursor的library cache pin,而对于访问procedure这种实体对象,依然是传统的library cache pin。

    cursor: mutex S,cursor: mutex X这两个等待也与cursor有关,一些资料上的解释是:cursor: mutex S用于Examining parent cursor, Querying V$SQLSTATS bucket,cursor: mutex X用于Loading new child cursor under parent, Modifying V$SQLSTATS bucket,Updating bind capture data。关于这两个等待的使用场景,目前还不是特别明确,我猜测它们是cursor: pin S,cursor: pin X这两个等待需要获取mutex时的产生的等待,因为cursor pin也是通过mutex实现的。

    从上面的分析我们看出,在11g版本中,library cache lock和library cache pin依然存在,Procedure和function等对象仍旧使用原有的方式,Null类型的library cache lock也依然存在,作用同样是在依赖对象改变时,通知失效的cursor,唯一的变化是cursor的library cache pin被mutex的相关等待所取代。

    library cache: mutex X,library cache: mutex S,这两个事件很明显是用来替代之前的library cache latch,主要作用是在hash bucket中定位handle时使用。而share pool latch和library cache load lock latch,latch依然存在,估计后续版本可能会逐步被替换掉。

    -EOF-

附:9i,10g,11g关于library cache的等待事件比较,从中我们可以看到各版本的变化。

    

Wait event

Latch

9i

library cache pin

library cache lock

library cache load lock

shared pool

library cache

library cache pin

library cache pin allocation

library cache load lock

10g

cursor: mutex X

cursor: mutex S

cursor: pin S wait on X

library cache pin

library cache lock

library cache load lock

cursor: pin X

cursor: pin S

library cache revalidation

library cache shutdown

library cache

library cache lock

library cache pin

library cache pin allocation

library cache lock allocation

library cache load lock

library cache hash chains

11g

cursor: mutex X

cursor: mutex S

cursor: pin S wait on X

library cache pin

library cache lock

library cache load lock

library cache: mutex X

library cache: mutex S

cursor: pin X

cursor: pin S

library cache revalidation

library cache shutdown

library cache load lock

shared pool

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