數(shù)據(jù)庫(kù)緩存融合分析-創(chuàng)新互聯(lián)

本篇內(nèi)容主要講解“數(shù)據(jù)庫(kù)緩存融合分析”，感興趣的朋友不妨來(lái)看看。本文介紹的方法操作簡(jiǎn)單快捷，實(shí)用性強(qiáng)。下面就讓小編來(lái)帶大家學(xué)習(xí)“數(shù)據(jù)庫(kù)緩存融合分析”吧!

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概念

    簡(jiǎn)單地說(shuō)，緩存融合就是把Oracle RAC數(shù)據(jù)庫(kù)中所有數(shù)據(jù)庫(kù)緩存作為一個(gè)共享的數(shù)據(jù)庫(kù)緩存，并被RAC中的所有節(jié)點(diǎn)共享。它是實(shí)現(xiàn)RAC的基本技術(shù)。

    緩存融合主要有如下四個(gè)功能：

  （1） 提供擴(kuò)展性的傳輸。

  （2） 在實(shí)例間傳輸數(shù)據(jù)庫(kù)的映射。

  （3） 跟蹤資源的當(dāng)前位置和狀態(tài)。

  （4） 在每個(gè)實(shí)例的SGA的目錄結(jié)構(gòu)中保存資源信息。

    圖中描述了兩節(jié)點(diǎn)RAC數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行情況。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都運(yùn)行一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例，每個(gè)實(shí)例包含一組Oracle進(jìn)程和用于緩存的系統(tǒng)全局區(qū)（SGA）。除了這些集群中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都還運(yùn)行著一組特殊的進(jìn)程：全局緩存服務(wù)進(jìn)程（Global Cache Service ，GCS）和全局隊(duì)列服務(wù)進(jìn)程（Global Enqueue Service，GES），GES主要負(fù)責(zé)維護(hù)字典緩存和庫(kù)緩存內(nèi)的一致性，GCS主要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)不同實(shí)例間對(duì)數(shù)據(jù)塊的訪問(wèn)，它們通過(guò)Global Resource Directory（GRD）來(lái)維護(hù)和記錄每個(gè)數(shù)據(jù)塊的狀態(tài)，使其在群集中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間同步和串行處理對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)。同時(shí)，每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊又隸屬于某一個(gè)節(jié)點(diǎn)，對(duì)于這個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊來(lái)說(shuō)，這個(gè)節(jié)點(diǎn)稱為主節(jié)點(diǎn)（Master）。為了在服務(wù)器之間均衡工作負(fù)載，群集中所有服務(wù)器都可以成為部分?jǐn)?shù)據(jù)塊的主節(jié)點(diǎn)，GCS 是oracle 用來(lái)實(shí)施緩存融合的機(jī)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的群集。群集環(huán)境中所有節(jié)點(diǎn)共享且并發(fā)地對(duì)磁盤上的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新，另外還要額外地需要同其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行同步和串行機(jī)制，以避免兩個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)更新同一數(shù)據(jù)頁(yè)上的記錄，那么Oracle RAC是如何利用緩存融合處理數(shù)據(jù)同步的？下面通過(guò)幾種情況模擬分析下緩存的同步原理。

   （1） 節(jié)點(diǎn)A讀取一個(gè)全新的數(shù)據(jù)塊，該數(shù)據(jù)塊沒(méi)有被任何節(jié)點(diǎn)讀入

     ①節(jié)點(diǎn)A的請(qǐng)求發(fā)給GCS，GCS把這個(gè)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給這個(gè)數(shù)據(jù)塊的主節(jié)點(diǎn)，這里假定是節(jié)點(diǎn)B。因?yàn)檫@個(gè)數(shù)據(jù)塊沒(méi)有在任何節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存中，GCS標(biāo)記這個(gè)數(shù)據(jù)塊狀態(tài)為S（shared，共享狀態(tài)），并記錄到GRD中。

     ②接著B告訴節(jié)點(diǎn)A狀態(tài)修改了，準(zhǔn)備工作都完成了。然后節(jié)點(diǎn)A記錄共享狀態(tài)在自己的實(shí)例中，并讀入該數(shù)據(jù)塊。這時(shí)，節(jié)點(diǎn)A持有了該數(shù)據(jù)塊，并在GRD中進(jìn)行記錄，標(biāo)記持有該數(shù)據(jù)塊。此時(shí)，整個(gè)過(guò)程發(fā)生了一次IO操作。

  （2） 節(jié)點(diǎn)C要修改剛才節(jié)點(diǎn)A讀入的數(shù)據(jù)塊，這里假定節(jié)點(diǎn)A剛才讀入的數(shù)據(jù)塊SCN是100。

    ①節(jié)點(diǎn)C找到該數(shù)據(jù)塊的主節(jié)點(diǎn)，也就是節(jié)點(diǎn)B，要求能加一個(gè)X標(biāo)記（exclusive，獨(dú)占狀態(tài)），表明要修改數(shù)據(jù)。但是這個(gè)數(shù)據(jù)塊可能已經(jīng)存在于多個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)例中，每個(gè)實(shí)例都有個(gè)S標(biāo)記。

    ②GCS會(huì)告訴所有持有該數(shù)據(jù)塊的實(shí)例，把狀態(tài)S標(biāo)記轉(zhuǎn)換為N標(biāo)記（null，空狀態(tài)）。

    ③最后一個(gè)從S標(biāo)記轉(zhuǎn)換為N標(biāo)記的實(shí)例把數(shù)據(jù)塊發(fā)送到需要對(duì)其進(jìn)行修改的節(jié)點(diǎn)如節(jié)點(diǎn)C上。

    ④這時(shí)節(jié)點(diǎn)C的實(shí)例就可以對(duì)該數(shù)據(jù)塊加上X標(biāo)記，并通知該數(shù)據(jù)塊的主節(jié)點(diǎn)，也就是節(jié)點(diǎn)B的GCS，GCS將最新的標(biāo)記與位置記錄到GRD，并關(guān)閉以前節(jié)點(diǎn)的資源記錄。這時(shí)節(jié)點(diǎn)C就可以修改該數(shù)據(jù)塊了，假定把SCN從100修改成了101，這個(gè)時(shí)候磁盤上的數(shù)據(jù)塊SCN還是100，整個(gè)過(guò)程是通過(guò)內(nèi)部互聯(lián)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，沒(méi)有磁盤IO產(chǎn)生。

   （3） 節(jié)點(diǎn)D也要修改該數(shù)據(jù)塊

    ①與節(jié)點(diǎn)C修改該數(shù)據(jù)塊類似，節(jié)點(diǎn)D也會(huì)找到該數(shù)據(jù)塊的主節(jié)點(diǎn)，也就是節(jié)點(diǎn)B，要求加一個(gè)X（exclusive，獨(dú)占狀態(tài)）的鎖，表示要修改該數(shù)據(jù)塊。 

    ②這時(shí)GCS會(huì)告訴上一次修改成功的節(jié)點(diǎn)C，放棄它加上的X標(biāo)記，因?yàn)閯e的節(jié)點(diǎn)也要修改這個(gè)數(shù)據(jù)塊。

    ③節(jié)點(diǎn)C會(huì)確保這個(gè)數(shù)據(jù)塊的改變，已經(jīng)記入聯(lián)機(jī)日志中，然后轉(zhuǎn)換X標(biāo)記為N標(biāo)記，并把這個(gè)數(shù)據(jù)塊拷貝到節(jié)點(diǎn)D。

    ④節(jié)點(diǎn)D加上X標(biāo)記，并通知該數(shù)據(jù)塊的主節(jié)點(diǎn)，也就是節(jié)點(diǎn)B的GCS，GCS將最新的標(biāo)記與位置揭露到GRD，并關(guān)閉以前節(jié)點(diǎn)上的資源記錄。這時(shí)節(jié)點(diǎn)D就可以修改該數(shù)據(jù)塊了，假定把該數(shù)據(jù)塊的SCN從101又修改成102，但是磁盤的數(shù)據(jù)塊上的SCN還是100?？梢园l(fā)現(xiàn)RAC在這個(gè)過(guò)程中，也沒(méi)有任何磁盤操作，同樣是通過(guò)內(nèi)部互聯(lián)來(lái)完成的。

    （4） 節(jié)點(diǎn)A要重新讀取該數(shù)據(jù)塊

     ①節(jié)點(diǎn)A還是一樣，首先找到該數(shù)據(jù)塊的主節(jié)點(diǎn)，也就是節(jié)點(diǎn)B，希望能讀取最新的數(shù)據(jù)塊，也就是SCN為102的內(nèi)容。

     ②GCS根據(jù)GRD得知最新的數(shù)據(jù)塊在節(jié)點(diǎn)D上，于是GCS通知節(jié)點(diǎn)D。節(jié)點(diǎn)D需要確保剛才修改過(guò)的數(shù)據(jù)塊已經(jīng)記錄在聯(lián)機(jī)日志中，如果已經(jīng)確定記錄過(guò)，則把原來(lái)的X標(biāo)記轉(zhuǎn)換為S標(biāo)記。

     ③節(jié)點(diǎn)D拷貝數(shù)據(jù)塊到節(jié)點(diǎn)A的實(shí)例，這時(shí)節(jié)點(diǎn)A獲得該數(shù)據(jù)塊，并獲得S標(biāo)記。

     ④最后再告訴該數(shù)據(jù)塊的主節(jié)點(diǎn)，也就是節(jié)點(diǎn)B，GCS記錄最新的標(biāo)記與位置到GRD，這個(gè)時(shí)候，節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)D同時(shí)持有S標(biāo)記的相同的數(shù)據(jù)塊，數(shù)據(jù)塊的SCN為102，但是磁盤中的數(shù)據(jù)塊SCN還是100，最后如果發(fā)生寫操作，只要最新的一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生寫操作即可，所以該數(shù)據(jù)塊雖然在不同節(jié)點(diǎn)、不同實(shí)例中發(fā)生了多次改變，最終卻只有一次寫IO操作。

到此，相信大家對(duì)“數(shù)據(jù)庫(kù)緩存融合分析”有了更深的了解，不妨來(lái)實(shí)際操作一番吧！這里是創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！

當(dāng)前標(biāo)題：數(shù)據(jù)庫(kù)緩存融合分析-創(chuàng)新互聯(lián)
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