Shared Pool 原理


由于shared pool中最重要的是library cache，所以本文主要讲解Library cache的结构，library cache latch，library cache lock，library cache pin。

 

What is shared pool?

 

Shared pool是SGA中的一部分，由于它是SGA的一部分，这意味着它可以被所有的进程所访问，Shared Pool当中主要包含了2部分：library cache和

dictionary cache 也称为 row cache。

    Library cache包含了共享SQL区(shared SQL areas),私有SQL区(private SQLareas,如果配置了共享服务器),PL/SQL存储过程以及包，还有一些控制信息，比如说locks以及library cache handles。

    Dictionary cache包含了表，视图的依赖信息，比如表结构，它的用户，Oracle在解析SQL的时候就会频繁的访问dictionary cache。

 

How is it managed?

 

Shared pool和PGA都是由一个Oracle的内存管理器来管理，我们称之为KGH heap manager。Heap Manager不是一个进程，而是一串代码。Heap Manager主要目的就是满足server 进程请求memory 的时候分配内存或者释放内存。Heap Manager在管理PGA的时候，Heap Manager需要和操作系统来打交道来分配或者回收内存。但是呢，在shared pool中，内存是预先分配的，Heap Manager管理所有的空闲内存。当某个进程需要分配shared pool的内存的时候，Heap Manager就满足该请求，Heap Manager也和其他ORACLE模块一起工作来回收shared pool的空闲内存。

 

Library Cache Manager

 

Library cache Manager 可以看做是Heap Manager的客户端，因为library cache manager是根据Heap Manager来分配内存从而存放library cache objects。Library cache Manager控制所有的library cache object，包括package/procedure, cursor, trigger等等。

 

Hash Table and Hash Bucket

 

Library cache是由一个hash table组成，这个hash table又由hash bucket组成的数组构成，每个hash bucket又是由一些相互指向的library cache handle所组成，library cache object handle就指向具体的library cache object以及一些引用列表。

Library Cache结构示意图如下：

 

 

 

 

Library Cache handle

 

我们对Library cache中所有对象的访问是通过利用library cache handle来实现的，也就是说我们想要访问library cache object，我们必须先找到library cache handle。Library cache handle指向library cache object,它包含了library object的名字，命名空间，时间戳，引用列表，lock对象以及pin对象的列表信息等等。Library cache handle也被library cache用来记录哪个用户在这个这个handle上有lock，或者是哪个用户正在等待获得这个lock。那么这里我们也知道了library cache lock是发生在handle上的。

    当一个进程请求library cache object, library cache manager就会应用一个hash 算法，从而得到一个hash 值，根据相应的hash值到相应的hash bucket中去寻找。这里的hash算法原理与buffer cache中快速定位block的原理是一样的。如果library cache object在内存中，那么这个library cache handle就会被找到。有时候，当shared pool不够大，library cache handle会保留在内存中，然而library cache heap由于内存不足被age out，这个时候我们请求的object heap就会被重载。最坏的情况下，library cache handle在内存中没有找到，这个时候就必须分配一个新的library cache handle，同时object heap也会被加载到内存中。

 

Library Cache Object

 

Library Cache Object是由一些独立的heap所组成，前面说了Library cache handle指向Library cache Object，其实handle是指向第一个heap,这个heap 我们就称之为heap 0。Heap 0记录了指向其他heap的指针信息。

 

 

根据上面描述，Library cache中的的Library cache object结构示意图可以用上图来表示(本图摘自DSI405)

 

Library cache lock/pin

 

Library cache lock/pin是用来控制对library cache object的并发访问的。Lock管理并发，pin管理一致性，lock是针对于library cache handle,而pin是针对于heap。

当我们想要访问某个library cache object，我们首先要获得这个指向这个object的handle的lock，获得这个lock之后我们就需要pin住指向这个object的heap。

当我们对包，存储过程，函数，视图进行编译的时候，Oracle就会在这些对象的handle上面首先获得一个library cache lock，然后再在这些对象的heap上获得pin，这样就能保证在编译的时候其它进程不会来更改这些对象的定义，或者将对象删除。

当一个session对SQL语句进行硬解析的时候，这个session就必须获得library cache lock，这样其他session就不能够访问或者更改这个SQL所引用的对象。如果这个等待事件花了很长时间，通常表明共享池太小(由于共享池太小，需要搜索free的chunk，或者将某些可以被移出的object page out，这样要花很长时间)，当然了，也有可能另外的session正在对object进行修改(比如split 分区),而当前session需要引用那个table，那么这种情况下我们必须等另外的session进行完毕。

Library Cache lock有3中模式：

l  Share(S):     当读取一个library cache object的时候获得

l  Exclusive(X): 当创建/修改一个library cache object的时候获得

l  Null(N)：     用来确保对象依赖性

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