知识大全 OracleRedolog并行机制详解

Posted 2022-07-16 知

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　　Oracle的数据库日志称为Redo log 所有数据改变都记录Redo log 可以用于修复受损的数据库 Redo log 是用于恢复和一个高级特性的重要数据一个redo条目包含了相应操作导致的数据库变化的所有信息所有redo条目最终都要被写入redo文件中去

　　Redo log buffer是为了避免Redo文件IO导致性能瓶颈而在sga中分配出的一块内存一个redo条目首先在用户内存(PGA)中产生然后由oracle服务进程拷贝到log buffer中当满足一定条件时再由LGWR进程写入redo文件由于log buffer是一块共享内存为了避免冲突它是受到redo allocation latch保护的每个服务进程需要先获取到该latch才能分配redo buffer 因此在高并发且数据修改频繁的oltp系统中我们通常可以观察到redo allocation latch的等待 Redo写入redo buffer的整个过程如下

　　在PGA中生产Redo Enrey > 服务进程获取Redo Copy latch(存在多个 CPU_COUNT* ) > 服务进程获取redo allocation latch(仅个) > 分配log buffer > 释放redo allocation latch > 将Redo Entry写入Log Buffer > 释放Redo Copy latch;

　　shared strand

　　为了减少redo allocation latch等待在oracle 中引入了log buffer的并行机制其基本原理就是将log buffer划分为多个小的buffer 这些小的buffer被成为strand(为了和之后出现的private strand区别它们被称之为shared strand) 每一个strand受到一个单独redo allocation latch的保护多个shared strand的出现使原来序列化的redo buffer分配变成了并行的过程从而减少了redo allocation latch等待

　　shared strand的初始数据量是由参数log_parallelism控制的;在 g中该参数成为隐含参数并新增参数_log_parallelism_max控制shared strand的最大数量;_log_parallelism_dynamic则控制是否允许shared strand数量在_log_parallelism和_log_parallelism_max之间动态变化

　　 HELLODBA >select nam ksppinm val KSPPSTVL nam ksppdesc

　　 from sys x$ksppi nam

　　 sys x$ksppsv val

　　 where nam indx = val indx

　　 AND nam ksppinm LIKE _%

　　 AND upper(nam ksppinm) LIKE %LOG_PARALLE% ;

　　 KSPPINM KSPPSTVL KSPPDESC

　　 _log_parallelism Number of log buffer strands

　　 _log_parallelism_max Maximum number of log buffer strands

　　 _log_parallelism_dynamic TRUE Enable dynamic strands

　　每一个shared strand的大小 = log_buffer/(shared strand数量) strand信息可以由表x$kcrfstrand查到(包含shared strand和后面介绍的private strand g以后存在)

　　 HELLODBA >select indx strand_size_kcrfa from x$kcrfstrand where last_buf_kcrfa != ;

　　 INDX STRAND_SIZE_KCRFA

　　 HELLODBA >show parameter log_buffer

　　 NAME TYPE VALUE

　　 log_buffer integer

　　关于shared strand的数量设置个cpu之内最大默认为当系统中存在redo allocation latch等待时每增加个cpu可以考虑增加个strand 最大不应该超过并且_log_parallelism_max不允许大于cpu_count

　　注意在 g中参数_log_parallelism被取消 shared strand数量由_log_parallelism_max _log_parallelism_dynamic和cpu_count控制

　　Private strand

　　为了进一步降低redo buffer冲突在 g中引入了新的strand机制 Private strand Private strand不是从log buffer中划分的而是在shared pool中分配的一块内存空间

　　 HELLODBA >select * from V$sgastat where name like %strand% ;

　　 POOL NAME BYTES

　　 shared pool private strands

　　 HELLODBA >select indx strand_size_kcrfa from x$kcrfstrand where last_buf_kcrfa = ;

　　 INDX STRAND_SIZE_KCRFA

　　Private strand的引入为Oracle的Redo/Undo机制带来很大的变化每一个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mit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中事务是否使用Private strand 可以由x$ktcxb的字段ktcxbflg的新增的第位鉴定

　　 HELLODBA >select decode(bitand(ktcxbflg ) ) used_private_strand count(*)

　　 from x$ktcxb

　　 where bitand(ksspaflg ) !=

　　 and bitand(ktcxbflg ) !=

　　 group by bitand(ktcxbflg );

　　 USED_PRIVATE_STRAND COUNT(*)

　　对于使用Private strand的事务无需先申请Redo Copy Latch 也无需申请Shared Strand的redo allocation latch 而是flush或mit是批量写入磁盘因此减少了Redo Copy Latch和redo allocation latch申请/释放次数也减少了这些latch的等待从而降低了CPU的负荷过程如下

　　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

　　注意对于未能获取到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

　　每个Private strand的大小为 K g中 shared pool中的Private strands的大小就是活跃会话数乘以 K 而 g中在shared pool中需要为每个Private strand额外分配 k的管理空间即数量* k

　　 SQL> select * from V$sgastat where name like %strand% ;

　　 POOL NAME BYTES

　　 shared pool private strands

　　 HELLODBA >select trunc(value * KSPPSTVL / ) * *

　　 from (select value from v$parameter where name = transactions ) a

　　 (select val KSPPSTVL

　　 from sys x$ksppi nam sys x$ksppsv val

　　 where nam indx = val indx

　　 AND nam ksppinm = _log_private_parallelism_mul ) b;

　　 TRUNC(VALUE*KSPPSTVL/ )* *

　　 HELLODBA >select * from V$sgastat where name like %strand% ;

　　 POOL NAME BYTES

　　 shared pool private strands

　　 HELLODBA >select trunc(value * KSPPSTVL / ) * ( + ) *

　　 from (select value from v$parameter where name = transactions ) a

　　 (select val KSPPSTVL

　　 from sys x$ksppi nam sys x$ksppsv val

　　 where nam indx = val indx

　　 AND nam ksppinm = _log_private_parallelism_mul ) b;

　　 TRUNC(VALUE*KSPPSTVL/ )*( + )*

　　Private strand的数量受到个方面的影响 logfile的大小和活跃事务数量

　　参数_log_private_mul指定了使用多少logfile空间预分配给Private strand 默认为我们可以根据当前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

　　 HELLODBA >select bytes from v$log where status = CURRENT ;

　　 BYTES

　　 HELLODBA >select trunc(((select bytes from v$log where status = CURRENT ) (select to_number(value) from v$parameter where name = log_buffer ))*

　　 (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 ) / / )

　　 as calculated private strands

　　 from dual;

　　 calculated private strands

　　 HELLODBA >select count( ) actual private strands from x$kcrfstrand where last_buf_kcrfa = ;

　　 actual private strands

　　当logfile切换后(和checkpoint一样切换之前必须要将所有Private strand的内容flush到logfile中因此我们在alert log中可能会发现日志切换信息之前会有这样的信息 Private strand flush not plete 这是可以被忽略的) 会重新根据切换后的logfile的大小计算对Private strand的限制

　　 HELLODBA >alter system switch logfile;

　　 System altered

　　 HELLODBA >select bytes from v$log where status = CURRENT ;

　　 BYTES

　　 HELLODBA >select trunc(((select bytes from v$log where status = CURRENT ) (select to_number(value) from v$parameter where name = log_buffer ))*

　　 (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 ) / / )

　　 as calculated private strands

　　 from dual;

　　 calculated private strands

　　 HELLODBA >select count( ) actual private strands from x$kcrfstrand where last_buf_kcrfa = ;

　　 actual private strands

　　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 Private strand的数量不能大于活跃事务的数量

　　 HELLODBA >show parameter transactions

　　 NAME TYPE VALUE

　　 transactions integer

　　 transactions_per_rollback_segment integer

　　 HELLODBA >select trunc((select to_number(value) from v$parameter where name = transactions ) *

　　 (select to_number(val KSPPSTVL)

　　 from sys x$ksppi nam sys x$ksppsv val

　　 where nam indx = val indx

　　 AND nam ksppinm = _log_private_parallelism_mul ) / )

　　 as calculated private strands

　　 from dual;

　　 calculated private strands

　　 HELLODBA >select count( ) actual private strands from x$kcrfstrand where last_buf_kcrfa = ;

　　 actual private strands

　　注在预分配Private strand时会选择上述个条件限制下最小一个数量但相应的shared pool的内存分配和redo allocation latch的数量是按照活跃事务数预分配的

cha138/Article/program/Oracle/201311/16501