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Oracle Study之案例--延迟块清除(deferred block cleanout)
  发布者: 发布时间:2015/9/29 17:33:45 阅读:1198次 【字体:

  在Oracle中数据锁(这里主要指TX类型行锁)实际上是数据的属性,存储在块首部,称之为事务槽(ITL)。COMMIT操作的职责包括释放块上的锁,实际的释放方式即清除块上相应的事务槽,但这里存在一个性能的考量。设想一个UPDATE大量数据的操作,因为执行时间较长,一部分已修改的块已被缓冲池flush out写至磁盘,当UPDATE操作完成执行COMMIT操作时,则需要将那些已写至磁盘的数据块重新读入,这将消耗大量I/O,并使COMMIT操作十分缓慢;为了解决这一矛盾,Oracle使用了延迟块清除的方案,对待存在以下情况的块COMMIT操作不做块清除:

  在更新过程中,被缓冲池flush out写至磁盘的块

  若更新操作涉及的块超过了块缓冲区缓存的10%时,超出的部分块。

  虽然COMMIT放弃对这些块的块清除(block cleanout)操作,但COMMIT操作仍会修改回滚段的段头,回滚段的段头包括了段中的事务的字典,COMMIT操作将本事务转化为非ACTIVE状态。

  当下一次操作如SELECT,UPDATE,INSERT或DELETE访问到这些块时可能需要在读入后完成块清除,这样的操作称之为块延迟清除(deferred block cleanout);块延迟清除通过事务槽上的回滚段号,槽号等信息访问回滚段头的事务字典,若事务不再活跃或事务过期则完成清除块上的事务槽,事务槽清除后继续执行相应的操作。

  块延迟清除的影响在SELECT操作过程中体现的最为明显。总结来说块延迟清除是COMMIT操作的一个延续,始终是一种十分轻微的操作,且该种操作是行级的,不会使段(Segment)的属性有所改变。

  案例分析:

  场景一:

  会话一更新一小表,更新的block数小于db_block_buffers*10%,当会话一进行commit时,更新的block还存在于buffer cache中。

  由于更新的块数较少,Oracle采用SO(state block)列表来管理更新块。SO主要包括了更新块的事物状态信息。

  当会话一进行提交时,会从SO列表中获取更新块的事物信息,从而进行更新块的事物信息清理。清理主要包括块头itl状态列的更新(Flag,Lck ,Scn/Fsc)和行锁标记的清理。Oracle对于这种块清理称之为快速块清理。(Fast Block Cleanout)。

  发生延迟块清除后,块头的Flag往往显示如下:

  Itl Xid Uba Flag Lck Scn/Fsc

  0x01 0x0009.01f.0000bed8 0x04c00016.13bf.28 --U- 3 fsc 0x0000.063f1a51

  其中U表示upper bound(上界),意味着快速块清除。

  场景二:

  会话一更新一大表,更新的blocks数大于db_block_buffers*10%,当会话一进行commit前,部分更新的block由于种种原因已经刷新至至数据文件。

  当会话进行commit时,Oracle对存在于SO列表的更新块进行快速块清理,同时更新undo segment head中的事物槽(将事物槽state标记从10置回9,表示该事务已经提交)。

  但需要注意的是,Oracle在commit时,并不会处理已刷新在数据文件中的block(此时数据块头还flag标记仍然显示未提交状态,Lck依然显示该块中行锁的行数,Scn/Fsc为空,行锁标记依然为lb: 0x2)。

  Oracle采用此方进行提交时,并不需要再次将该事务涉及到的block从物理文件中读取,而只需要进行快速块清理和更新undo segment head中的事物槽即可。从而保证提交的性能最优化。

  当有另一会话再次读取已刷新至数据文件的block时,如果发现此block itl列表有未提交事物时,那么Oralce将进行延迟块清除(defered block cleanout)。

  当进行延迟块清除时,Oracle将获取数据块中未提交事物的xid中的seq和undo segment head中事物槽的seq进行比较。

  如例子所示,数据块的ITL显示如下:

  ITL Xid Uba Flag Lck Scn/Fsc

  0x01 0x0009.018.0000bdd4 0x04c00016.13a5.32 C-U- 0 scn 0x0a00.063f0838

  0x02 0x0009.01f.0000bed8 0x04c00016.13bf.28 ---- 3 fsc 0x0000.00000000

  undo segment head的和此事物相关的事物槽显示如下:

  index state cflags wrap# uel scn dba

  ---------------------------------------------------------------

  0x1f 9 0x00 0xbed8 0xffff 0x0a00.063f1a51 0x04c00016

  undo segment head的事物控制列表如下:

  TRN CTL:: seq: 0x13c0 chd: 0x002d ctl: 0x001f inc: 0x00000000 nfb: 0x0000

  mgc: 0x8201 xts: 0x0068 flg: 0x0001 opt: 2147483646 (0x7ffffffe)

  uba: 0x04c0000d.13c0.04 scn: 0x0a00.063f17f1

  事物控制列表中scn主要表示事物槽被覆盖前的scn。

  如上所示ITL 0x02中有未提交事物,那么首先会获取0x02事物中xid(回滚段为0x0009,事物槽为0x01f,seq为 0000bed8)和undo segment head对应事物槽比较(主要比较xid.seq和事物槽的wrap#)。

  如果两者相等,那么进行延迟块清除时,Oracle将获取事物槽中的scn写往ITL列表中的Scn/Fsc列。

  如果两者不相等,这里分为两种情况:

  1、undo的事物槽被其他事物覆盖,那么进行延迟块清除时,Oracle将获取undo segment head的事物控制列表的scn写往ITL列表中的Scn/Fsc列。

  这里需要注意的是,此时的scn并不是事物提交时的真正scn,而且肯定比事物提交时的scn大,那这样会不会影响事物一致性呢,接下来例子会进行说明。

  2、undo表空间被删除,此时undo$并不会将此表空间删除,只会将STATUS$从2改为1,而且每个undo segment依然保留着最近一次提交的scn。如下所示

  SQL> select SCNBAS,SCNWRP,STATUS$,file#,name from undo$;

  SCNBAS SCNWRP STATUS$ FILE# NAME

  ---------- ---------- ---------- ---------- ------------------------------

  258954408 2560 1 13 _SYSSMU127$

  258954399 2560 1 13 _SYSSMU128$

  258954395 2560 1 13 _SYSSMU129$

  258954404 2560 1 13 _SYSSMU130$

  那么进行延迟块清除时,Oracle会去undo$中对获取对应的undo segment中的scn写往ITL列表中的Scn/Fsc列。

  同样需要注意的是,此时的scn并不一定事物提交时的真正scn,可能会比提交的scn大。发生延迟块清除后,块头的Flag往往显示如下:

  ITL Xid Uba Flag Lck Scn/Fsc

  0x01 0x0009.018.0000bdd4 0x04c00016.13a5.32 C-U- 0 scn 0x0a00.063f0838

  其中C表示该事物已结束,U表示Upper bound(上界),C-U-往往表示延迟块清除。