數據庫緩存融合分析

本篇內容主要講解“數據庫緩存融合分析”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“數據庫緩存融合分析”吧!

概念

    簡單地說，緩存融合就是把Oracle RAC數據庫中所有數據庫緩存作為一個共享的數據庫緩存，并被RAC中的所有節點共享。它是實現RAC的基本技術。

    緩存融合主要有如下四個功能：

  （1） 提供擴展性的傳輸。

  （2） 在實例間傳輸數據庫的映射。

  （3） 跟蹤資源的當前位置和狀態。

  （4） 在每個實例的SGA的目錄結構中保存資源信息。

    圖中描述了兩節點RAC數據庫的運行情況。每個節點都運行一個數據庫實例，每個實例包含一組Oracle進程和用于緩存的系統全局區（SGA）。除了這些集群中的每個節點都還運行著一組特殊的進程：全局緩存服務進程（Global Cache Service ，GCS）和全局隊列服務進程（Global Enqueue Service，GES），GES主要負責維護字典緩存和庫緩存內的一致性，GCS主要負責協調不同實例間對數據塊的訪問，它們通過Global Resource Directory（GRD）來維護和記錄每個數據塊的狀態，使其在群集中的各個節點之間同步和串行處理對數據的訪問。同時，每個數據區塊又隸屬于某一個節點，對于這個數據區塊來說，這個節點稱為主節點（Master）。為了在服務器之間均衡工作負載，群集中所有服務器都可以成為部分數據塊的主節點，GCS 是oracle 用來實施緩存融合的機制。

緩存融合工作原理

    我們知道，Oracle RAC是采用共享磁盤方式實現數據庫的群集。群集環境中所有節點共享且并發地對磁盤上的數據庫進行更新，另外還要額外地需要同其它節點進行同步和串行機制，以避免兩個或多個節點同時更新同一數據頁上的記錄，那么Oracle RAC是如何利用緩存融合處理數據同步的？下面通過幾種情況模擬分析下緩存的同步原理。

   （1） 節點A讀取一個全新的數據塊，該數據塊沒有被任何節點讀入

     ①節點A的請求發給GCS，GCS把這個請求轉發給這個數據塊的主節點，這里假定是節點B。因為這個數據塊沒有在任何節點的內存中，GCS標記這個數據塊狀態為S（shared，共享狀態），并記錄到GRD中。

     ②接著B告訴節點A狀態修改了，準備工作都完成了。然后節點A記錄共享狀態在自己的實例中，并讀入該數據塊。這時，節點A持有了該數據塊，并在GRD中進行記錄，標記持有該數據塊。此時，整個過程發生了一次IO操作。

  （2） 節點C要修改剛才節點A讀入的數據塊，這里假定節點A剛才讀入的數據塊SCN是100。

    ①節點C找到該數據塊的主節點，也就是節點B，要求能加一個X標記（exclusive，獨占狀態），表明要修改數據。但是這個數據塊可能已經存在于多個節點的實例中，每個實例都有個S標記。

    ②GCS會告訴所有持有該數據塊的實例，把狀態S標記轉換為N標記（null，空狀態）。

    ③最后一個從S標記轉換為N標記的實例把數據塊發送到需要對其進行修改的節點如節點C上。

    ④這時節點C的實例就可以對該數據塊加上X標記，并通知該數據塊的主節點，也就是節點B的GCS，GCS將最新的標記與位置記錄到GRD，并關閉以前節點的資源記錄。這時節點C就可以修改該數據塊了，假定把SCN從100修改成了101，這個時候磁盤上的數據塊SCN還是100，整個過程是通過內部互聯進行數據交換，沒有磁盤IO產生。

   （3） 節點D也要修改該數據塊

    ①與節點C修改該數據塊類似，節點D也會找到該數據塊的主節點，也就是節點B，要求加一個X（exclusive，獨占狀態）的鎖，表示要修改該數據塊。 

    ②這時GCS會告訴上一次修改成功的節點C，放棄它加上的X標記，因為別的節點也要修改這個數據塊。

    ③節點C會確保這個數據塊的改變，已經記入聯機日志中，然后轉換X標記為N標記，并把這個數據塊拷貝到節點D。

    ④節點D加上X標記，并通知該數據塊的主節點，也就是節點B的GCS，GCS將最新的標記與位置揭露到GRD，并關閉以前節點上的資源記錄。這時節點D就可以修改該數據塊了，假定把該數據塊的SCN從101又修改成102，但是磁盤的數據塊上的SCN還是100。可以發現RAC在這個過程中，也沒有任何磁盤操作，同樣是通過內部互聯來完成的。

    （4） 節點A要重新讀取該數據塊

     ①節點A還是一樣，首先找到該數據塊的主節點，也就是節點B，希望能讀取最新的數據塊，也就是SCN為102的內容。

     ②GCS根據GRD得知最新的數據塊在節點D上，于是GCS通知節點D。節點D需要確保剛才修改過的數據塊已經記錄在聯機日志中，如果已經確定記錄過，則把原來的X標記轉換為S標記。

     ③節點D拷貝數據塊到節點A的實例，這時節點A獲得該數據塊，并獲得S標記。

     ④最后再告訴該數據塊的主節點，也就是節點B，GCS記錄最新的標記與位置到GRD，這個時候，節點A與節點D同時持有S標記的相同的數據塊，數據塊的SCN為102，但是磁盤中的數據塊SCN還是100，最后如果發生寫操作，只要最新的一個節點發生寫操作即可，所以該數據塊雖然在不同節點、不同實例中發生了多次改變，最終卻只有一次寫IO操作。

到此，相信大家對“數據庫緩存融合分析”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續學習！