天高地厚

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理解redo(7)oracle redo并行机制的原理介绍 .

Posted on 2013-01-31 09:41  天高地厚-GNU  阅读(509)  评论(0编辑  收藏  举报

在前面的blog中,我们知道,redo entries写入log buffer大致的过程如下:

        在PGA中生产Redo Entry -> 服务进程获取Redo Copy latch(存在多个---CPU_COUNT*2) -> 服务进程获取redo allocation latch(仅1个) -> 分配log buffer ->

        释放redo  allocation latch -> 将Redo Entry写入Log Buffer -> 释放Redo Copy latch

 

    由于log buffer是一块“共享”内存,为了避免冲突,它是受到redo allocation latch保护的,每个server process需要先获取到该latch才能分配redo buffer。因此,在OLTP系统中,我们通常可以观察到redo allocation latch的等待事件。

 

    oracle引入shared strand和private strand来实现并行redo buffer分配机制,借此避免高并发下的redo allocation latch等待事件。

 

   1   shared strand

 

    为了减少redo allocation latch等待事件,oracle引入了log buffer的并行机制。其基本原理是,将log buffer划分为多个小的buffer,这些小的buffer被称作shared strand。每一个shared strand受到一个单独的redo allocation latch的保护。多个shared strand的出现,使得原来序列化的redo buffer分配变成了并行的过程,从而减少了redo allocation latch的等待。

 

    shared strand由一些隐藏参数控制:

  1. 09:39:59 sys@ORCL (^ω^) col name for a25  
  2. 09:42:11 sys@ORCL (^ω^) col value for a10  
  3. 09:42:11 sys@ORCL (^ω^) col description for a55  
  4. 09:42:11 sys@ORCL (^ω^) select a.ksppinm name,b.ksppstvl value,a.ksppdesc description  
  5. 09:42:11   2    from x$ksppi a,x$ksppcv b  
  6. 09:42:11   3   where a.indx = b.indx  
  7. 09:42:11   4     and a.ksppinm like '%_log_parallelism%'  
  8. 09:42:13   5  /  
  9.   
  10. NAME                      VALUE      DESCRIPTION  
  11. ------------------------- ---------- -------------------------------------------------------   
  12. _log_parallelism          1          Number of log buffer strands  
  13. _log_parallelism_max      2          Maximum number of log buffer strands  
  14. _log_parallelism_dynamic  TRUE       Enable dynamic strands  --控制是否允许shared strand数量在_log_parallelism和_log_parallelism_max之间动态变化  
09:39:59 sys@ORCL (^ω^) col name for a25
09:42:11 sys@ORCL (^ω^) col value for a10
09:42:11 sys@ORCL (^ω^) col description for a55
09:42:11 sys@ORCL (^ω^) select a.ksppinm name,b.ksppstvl value,a.ksppdesc description
09:42:11   2    from x$ksppi a,x$ksppcv b
09:42:11   3   where a.indx = b.indx
09:42:11   4     and a.ksppinm like '%_log_parallelism%'
09:42:13   5  /

NAME                      VALUE      DESCRIPTION
------------------------- ---------- -------------------------------------------------------
_log_parallelism          1          Number of log buffer strands
_log_parallelism_max      2          Maximum number of log buffer strands
_log_parallelism_dynamic  TRUE       Enable dynamic strands  --控制是否允许shared strand数量在_log_parallelism和_log_parallelism_max之间动态变化


    每一个shared_strand的大小=log_buffer/(shared_strand的数量):

  1. 12:55:40 sys@ORCL (^ω^) select indx,strand_size_kcrfa from x$kcrfstrand where last_buf_kcrfa != '00';  
  2.   
  3.       INDX STRAND_SIZE_KCRFA  
  4. ---------- -----------------   
  5.          0           3512320  
  6.          1           3512320  
  7.   
  8. 12:58:46 sys@ORCL (^ω^) show parameter log_buffer  
  9.   
  10. NAME_COL_PLUS_S TYPE            VALUE_COL_PLUS_  
  11. --------------- --------------- ---------------   
  12. log_buffer      integer         7024640  
  13. 12:58:57 sys@ORCL (^ω^) select 7024640/2 from dual;  
  14.   
  15.  7024640/2  
  16. ----------   
  17.    3512320  
12:55:40 sys@ORCL (^ω^) select indx,strand_size_kcrfa from x$kcrfstrand where last_buf_kcrfa != '00';

      INDX STRAND_SIZE_KCRFA
---------- -----------------
         0           3512320
         1           3512320

12:58:46 sys@ORCL (^ω^) show parameter log_buffer

NAME_COL_PLUS_S TYPE            VALUE_COL_PLUS_
--------------- --------------- ---------------
log_buffer      integer         7024640
12:58:57 sys@ORCL (^ω^) select 7024640/2 from dual;

 7024640/2
----------
   3512320


    关于shared strand的数量设置,16个cpu之内最大默认为2,当系统中存在redo allocation latch等待时,每增加16个cpu可以考虑增加1个strand,最大不应该超过8。
并且_log_parallelism_max不允许大于cpu_count。

 

    2  private strand

 

    为了进一步降低redo buffer的冲突,10g引入了private strand机制,这是从shared pool中分配出来的一块内存空间。每一个Private strand受到一个单独的redo allocation latch保护,每个Private strand作为“私有的”strand只会服务于一个活动事务。获取到了Private strand的用户事务不是在PGA中而是在Private strand生成Redo。当flush private strand或者commit时,Private strand被批量写入log文件中。如果新事务申请不到Private strand的redo allocation latch,则会继续遵循旧的redo buffer机制,申请写入shared strand中。对于未能获取到Private strand的redo allocation latch的事务,在事务结束前,即使已经有其它事务释放了Private strand,也不会再申请Private strand了。

   

    整个事务过程大致如下:

    事务开始 -> 申请Private strand的redo allocation latch (申请失败则申请Shared Strand的redo allocation latch) -> 在Private strand中生产Redo Enrey -> 

    Flush/Commit ->申请Redo Copy Latch -> 服务进程将Redo Entry批量写入Log File -> 释放Redo Copy Latch -> 释放Private strand的redo allocation latch

  1. 12:59:30 sys@ORCL (^ω^) select * from v$sgastat where name like '%strand%';  
  2.   
  3. POOL                     NAME                 BYTES  
  4. ------------------------ --------------- ----------   
  5. shared pool              private strands    1198080  
  6.   
  7. 13:12:31 sys@ORCL (^ω^) select indx,strand_size_kcrfa from x$kcrfstrand where last_buf_kcrfa = '00';  
  8.   
  9.       INDX STRAND_SIZE_KCRFA  
  10. ---------- -----------------   
  11.          2             66560  
  12.          3             66560  
  13.          4             66560  
  14.          5             66560  
  15.          6             66560  
  16.          7             66560  
  17.          8             66560  
  18.          9             66560  
  19.         10             66560  
  20.         11             66560  
  21.         12             66560  
  22.         13             66560  
  23.         14             66560  
  24.         15             66560  
  25.         16             66560  
  26.         17             66560  
  27.         18             66560  
  28.         19             66560  
  29.   
  30. 已选择18行。  
  31. 14:53:42 sys@ORCL (^ω^) select 66560*18 from dual;  
  32.   
  33.   66560*18  
  34. ----------   
  35.    1198080  
12:59:30 sys@ORCL (^ω^) select * from v$sgastat where name like '%strand%';

POOL                     NAME                 BYTES
------------------------ --------------- ----------
shared pool              private strands    1198080

13:12:31 sys@ORCL (^ω^) select indx,strand_size_kcrfa from x$kcrfstrand where last_buf_kcrfa = '00';

      INDX STRAND_SIZE_KCRFA
---------- -----------------
         2             66560
         3             66560
         4             66560
         5             66560
         6             66560
         7             66560
         8             66560
         9             66560
        10             66560
        11             66560
        12             66560
        13             66560
        14             66560
        15             66560
        16             66560
        17             66560
        18             66560
        19             66560

已选择18行。
14:53:42 sys@ORCL (^ω^) select 66560*18 from dual;

  66560*18
----------
   1198080


    每个Private strand的大小为65K。Private strand的数量受到2个方面的影响:min(logfile的大小,活跃事务数量)

                 2.1  logfile的大小

                        参数_log_private_mul指定了使用多少logfile空间预分配给Private strand,默认为5。我们可以根据当前logfile的大小(要除去预分配给log buffer的空间)计算出这一约束条件下能够预分配多少个Private strand。

  1. 15:27:25 sys@ORCL (^ω^) select bytes from v$log where status='CURRENT';  
  2.   
  3.      BYTES  
  4. ----------   
  5.   52428800  
  6.   
  7. 15:32:30 sys@ORCL (^ω^)  select trunc(((select bytes from v$log where status = 'CURRENT') - (select to_number(value) from v$parameter where name = 'log_buffer'))*  
  8. 15:35:16   2         (select to_number(val.KSPPSTVL) from sys.x$ksppi nam, sys.x$ksppsv val  where nam.indx = val.indx AND nam.ksppinm = '_log_private_mul') / 100 / 66560)  
  9. 15:35:16   3          as "calculated private strands"  
  10. 15:35:16   4     from dual;  
  11.   
  12. calculated private strands  
  13. --------------------------   
  14.                         34  
  15.   
  16. 15:35:22 sys@ORCL (^ω^) select count(1) "actual private strands" from x$kcrfstrand where last_buf_kcrfa = '00';  
  17.   
  18. actual private strands  
  19. ----------------------   
  20.                     18  
  21.   
  22. 15:36:03 sys@ORCL (^ω^) alter system switch logfile;  
  23.   
  24. 系统已更改。  
  25.   
  26. 15:36:22 sys@ORCL (^ω^) select bytes from v$log where status='CURRENT';  
  27.   
  28.      BYTES  
  29. ----------   
  30.   52428800  
  31.   
  32. 15:36:46 sys@ORCL (^ω^)  select trunc(((select bytes from v$log where status = 'CURRENT') - (select to_number(value) from v$parameter where name = 'log_buffer'))*  
  33. 15:36:59   2         (select to_number(val.KSPPSTVL) from sys.x$ksppi nam, sys.x$ksppsv val  where nam.indx = val.indx AND nam.ksppinm = '_log_private_mul') / 100 / 66560)  
  34. 15:37:00   3          as "calculated private strands"  
  35. 15:37:00   4     from dual;  
  36.   
  37. calculated private strands  
  38. --------------------------   
  39.                         34  
  40.   
  41. 15:37:01 sys@ORCL (^ω^) select count(1) "actual private strands" from x$kcrfstrand where last_buf_kcrfa = '00';  
  42.   
  43. actual private strands  
  44. ----------------------   
  45.                     18  
  46.   
  47. 15:37:19 sys@ORCL (^ω^)  
15:27:25 sys@ORCL (^ω^) select bytes from v$log where status='CURRENT';

     BYTES
----------
  52428800

15:32:30 sys@ORCL (^ω^)  select trunc(((select bytes from v$log where status = 'CURRENT') - (select to_number(value) from v$parameter where name = 'log_buffer'))*
15:35:16   2         (select to_number(val.KSPPSTVL) from sys.x$ksppi nam, sys.x$ksppsv val  where nam.indx = val.indx AND nam.ksppinm = '_log_private_mul') / 100 / 66560)
15:35:16   3          as "calculated private strands"
15:35:16   4     from dual;

calculated private strands
--------------------------
                        34

15:35:22 sys@ORCL (^ω^) select count(1) "actual private strands" from x$kcrfstrand where last_buf_kcrfa = '00';

actual private strands
----------------------
                    18

15:36:03 sys@ORCL (^ω^) alter system switch logfile;

系统已更改。

15:36:22 sys@ORCL (^ω^) select bytes from v$log where status='CURRENT';

     BYTES
----------
  52428800

15:36:46 sys@ORCL (^ω^)  select trunc(((select bytes from v$log where status = 'CURRENT') - (select to_number(value) from v$parameter where name = 'log_buffer'))*
15:36:59   2         (select to_number(val.KSPPSTVL) from sys.x$ksppi nam, sys.x$ksppsv val  where nam.indx = val.indx AND nam.ksppinm = '_log_private_mul') / 100 / 66560)
15:37:00   3          as "calculated private strands"
15:37:00   4     from dual;

calculated private strands
--------------------------
                        34

15:37:01 sys@ORCL (^ω^) select count(1) "actual private strands" from x$kcrfstrand where last_buf_kcrfa = '00';

actual private strands
----------------------
                    18

15:37:19 sys@ORCL (^ω^)


                2.2  活跃事务数量

                       参数_log_private_parallelism_mul用于推算活跃事务数量在最大事务数量中的百分比,默认为10。Private strand的数量不能大于活跃事务的数量。

  1. 15:37:19 sys@ORCL (^ω^) show parameter transactions  
  2.   
  3. NAME_COL_PLUS_S TYPE            VALUE_COL_PLUS_  
  4. --------------- --------------- ---------------   
  5. transactions    integer         187  
  6. transactions_pe integer         5  
  7. r_rollback_segm  
  8. ent  
  9. 15:42:47 sys@ORCL (^ω^) select trunc((select to_number(value) from v$parameter where name = 'transactions') *  
  10. 15:44:33   2         (select to_number(val.KSPPSTVL)  
  11. 15:44:33   3             from sys.x$ksppi nam, sys.x$ksppsv val  
  12. 15:44:33   4            where nam.indx = val.indx  
  13. 15:44:33   5               AND nam.ksppinm = '_log_private_parallelism_mul') / 100 )  
  14. 15:44:33   6          as "calculated private strands"  
  15. 15:44:33   7   from dual;  
  16.   
  17. calculated private strands  
  18. --------------------------   
  19.                         18  
  20.   
  21. 15:44:35 sys@ORCL (^ω^) select count(1) "actual private strands" from x$kcrfstrand where last_buf_kcrfa = '00';  
  22.   
  23. actual private strands  
  24. ----------------------   
  25.                     18