LRU ，LRUW，CKPT-Q

原文出处：http://www.itpub.net/thread-1631537-1-1.html    http://www.linuxidc.com/Linux/2012-07/66767.htm  感谢vage兄

mian repl_lst , aux repl_lst

oracle buffer cache中辅助链表的定位就是让进程快速的找到可用buffer，所有全表扫描的块都被放到辅助链表。

非全表扫描，先到辅助LRU中寻找可有块，找到后会将其从辅助LRU中，移到主LRU冷端头。

如果非全表扫描较多，辅助LRU中块会越来越少，为了保持比例（辅助LRU占整个LRU总块数的20%到25%左右），SMON进程会3秒一次持有LRU
Latch，将主LRU冷端末的块移到辅助LRU。

全表扫描也先到辅助LRU中寻找可用块，但全表扫描的块仍将留在辅助LRU，不会调往主LRU冷端头。因此全表扫描的块将很快被覆盖。全表
扫描操作将只使用辅助LRU（也会用到主LRU，只会用到很少量的主LRU），一次大的全扫操作，可以将辅助LRU的所有块覆盖一遍或多遍。

数据库刚启动时，或刚Flush Buffer_cache时，所有块会被放在辅助LRU中。
前台进程（服务器进程）扫描主、辅LRU时，会将遇到的TCH为2以下的脏块，移到主LRUW。

DBWR三秒一次，扫描检查点队列的长度、确定是否要写脏块。另外，DBWR每三秒还会扫描主LRUW，将其中的脏块移到辅助LRUW，然后写到磁盘。
从检查点队列写到磁盘中的块，不会改变它在LRU链表中的位置。从LRUW写到磁盘中的块，会被放于辅助LRU，以供马上覆盖。

select CNUM_SET,CNUM_REPL,ANUM_REPL,CNUM_WRITE ,ANUM_WRITE  from x$kcbwds;
CNUM_SET CNUM_REPL ANUM_REPL CNUM_WRITE  ANUM_WRITE
4710        4710   4704            0       0
4710        4710   4704            0       0

SQL> select lru_flag,count(*) from x$bh group by lru_flag;
  LRU_FLAG   COUNT(*)
---------- ----------
         6       3081
         2       6734
         8          2
         0       2658
LRU_FLAG为6、4，说明BUffer在辅助LRU中。为0、2，说明在主LRU的冷端，为8、9的，说明在主LRU的热端

x$kcbwds视图中CNUM_SET列，统计工作组所有块数量。简单点说，也就是LRU链上所有块的数量。
CNUM_REPL列是主、辅LRU链表中所有的块数。
ANUM_REPL列是辅LRU链上所有的块数。
用CNUM_REPL-ANUM_REPL，即为所有主LRU链上的块数。
CNUM_WRITE、ANUM_WRITE这个列对应LRUW（也即为脏LRU）链，CNUM_WRITE为LRUW链中所有块数，ANUM_WRITE为辅助LRUW中的块数。两个相减，要以得到主LRUW中的块数。

脏块何时进入LRUW队列？

1、DBWR 每3秒醒来，之后它会做两件事：
  （1）、检查检查点队列长度，如果脏块太多、恢复时间有可能超过fast_start_mttr_target参数的值，开始沿着检查点队列写脏块。
  （2）、检查LRUW，有脏块就写。
2、当前台进程（也就是服务器进程）扫描LRU时，会将发现的脏块移到LRUW中，等待3秒一次DBWR醒来，将脏块写磁盘。
前面说的流行说法还有第三点：
3、当前台进程扫描LRU的一定数量的块后，都没有发现可用块，此时会触发紧急写。前台进程等待，DBWR将脏块从检查点队列移到LRUW，从LRUW写到磁盘。
这种说法容易理解，这是紧急情况。前台进程已经在等待Free Buffer Waits了，DBWR不会再按检查点队列依次写，而是从LRU中碰到脏块就移到LRUW、然后写到磁盘。

select CNUM_SET,CNUM_REPL,ANUM_REPL,CNUM_WRITE ,ANUM_WRITE  from x$kcbwds where cnum_set>0;
select * from v$sysstat where name in ('dirty buffers inspected');
第一条语句可以查看LRUW的长度信息，第二条语句，可以观察前台进程在扫描LRU时，跳过的脏块数。我们可以观察到如下结果：

rowid与file#,block_id换算

SQL> select dbms_rowid.ROWID_RELATIVE_FNO(rowid),dbms_rowid.rowid_block_number(rowid) from XX ;

一个Checkpoint Queue，一个Lruw

脏块通过CKPT-Q写到磁盘后，其所处的LRU位置不变，这一点我在前文中已经提到过，也很容易验证这点，从x$BH中的 NXT_REPL,PRV_REPL两列，就可以验证此点。也就是说，从CKPT-Q写脏块，是和LRU链表无关的，也就是不需要获得LRU Latch。如果从CKPT-Q写脏块申请了LRU Latch，哪一定和LRUW有关。

将检查点超时参数设为很小的值，写个简单的DTrace脚本，跟踪一下DBWR进程Latch的获得情况。发现每次从CKPT-Q写脏块时，DBWR都要按如下顺序申请Latch：
获得cache buffers chains Latch
  获得LRU Latch
  释放LRU Latch
释放cache buffers chains Latch
获得checkpoint queue latch
释放checkpoint queue latch
获得cache buffers lru chain
释放cache buffers lru chain
也就是说，从CKPT-Q写脏块时，不但要获得checkpoint queue latch，还要LRU Latch。根据前面的分析，从CKPT-Q写脏块时，获取LRU Latch的目的，只能是为了访问LRUW，因为CKPT-Q写不改变块在LRU的位置，不必要访问LRU。哪么，CKPT-Q写访问LRUW的目的是什 么，可以推论，目的是为了检查脏块是否在LRUW、并摘掉它。

 

两个链表设计的目的是不一样的，Checkpoint Queue按照数据块第一次被修改的先后时间排序（数据块只要变脏，肯定在这个链表上），Dbwr沿着Checkpoint Queue写脏数据，Oracle希望越早修改的块，会越早被写出。有利于减少恢复时间。但是有一点非常重要，这些块被写到磁盘后，1）是不会改变这个块 在Lru链表里的位置的 2）这个块依然存在在内存里（很多人有误解，认为写出脏快后，这个块就不在内存里了）。而Lruw链表不是这个目的，它的设计只是为了腾出点空间来，让后 面发生物理读的块或者需要构造CR的块可以在Buffer Cache里有地方，既然是为了腾出空间，那么就要有块被牺牲掉挪出空间来，一般是Tch小于2，CR块，全表扫描的块会被牺牲重用。在系统急需大量空闲 块的时候，进程搜索LRU链表（包含Lru-Aux）过程中，如果发现了脏快（因为是从Lru冷端扫起，所以脏快的Tch也很小）那么就挪到Lruw链表 上，然后再从Lruw写入到磁盘，最终这个Free的内存块就可以被挪到Lru-Aux上被重用了，当然这个块被写入磁盘后，需要把这个块从 Checkpoint Queue摘除。一个块被修改变脏后，一定会进入到Checkpoint Queue队列，但是不会立即进入到Lruw队列，只有发生进程搜索LRU链表的时候，如果Tch数比较小，才会被放入Lruw链表然后被写入磁盘。并不 象很多人认为的，Lru链表里就应是干净的块。其实Lru链表里的脏快应该是很多的，特别是如果你的脏块访问的比较频繁，Tch数比较高，是很难被刷到 Lruw链表里的，它会一直呆在Lru连表里，当然这个脏块最终会从Checkpoint Queue写出变为干净的块，但是它在Lru链表里的位置不变，不会被刷出Buffer Cache。