理解redo（7）oracle redo並行機制的原理介紹

    在前面的blog中，我們知道，redo entries寫入log buffer大致的過程如下：

        在PGA中生產Redo Entry -> 服務進程擷取Redo Copy latch(存在多個---CPU_COUNT*2) -> 服務進程擷取redo allocation latch(僅1個) -> 分配log buffer ->

        釋放redo  allocation latch -> 將Redo Entry寫入Log Buffer -> 釋放Redo Copy latch

 

    由於log buffer是一塊“共用”記憶體，為了避免衝突，它是受到redo allocation latch保護的，每個server process需要先擷取到該latch才能分配redo buffer。因此，在OLTP系統中，我們通常可以觀察到redo allocation latch的等待事件。

 

    oracle引入shared strand和private strand來實現並行redo buffer分配機制，藉此避免高並發下的redo allocation latch等待事件。

 

   1   shared strand

 

    為了減少redo allocation latch等待事件，oracle引入了log buffer的並行機制。其基本原理是，將log buffer劃分為多個小的buffer，這些小的buffer被稱作shared strand。每一個shared strand受到一個單獨的redo allocation latch的保護。多個shared strand的出現，使得原來序列化的redo buffer分配變成了並行的過程，從而減少了redo
allocation latch的等待。

 

    shared strand由一些隱藏參數控制：

09:39:59 sys@ORCL (^ω^) col name for a2509:42:11 sys@ORCL (^ω^) col value for a1009:42:11 sys@ORCL (^ω^) col description for a5509:42:11 sys@ORCL (^ω^) select a.ksppinm name,b.ksppstvl value,a.ksppdesc description09:42:11   2    from x$ksppi a,x$ksppcv b09:42:11   3   where a.indx = b.indx09:42:11   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  --控制是否允許shared strand數量在_log_parallelism和_log_parallelism_max之間動態變化

    每一個shared_strand的大小=log_buffer/(shared_strand的數量)：

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           351232012:58:46 sys@ORCL (^ω^) show parameter log_bufferNAME_COL_PLUS_S TYPE            VALUE_COL_PLUS_--------------- --------------- ---------------log_buffer      integer         702464012:58:57 sys@ORCL (^ω^) select 7024640/2 from dual; 7024640/2----------   3512320

    關於shared strand的數量設定，16個cpu之內最大預設為2，當系統中存在redo allocation latch等待時，每增加16個cpu可以考慮增加1個strand，最大不應該超過8。
並且_log_parallelism_max不允許大於cpu_count。

 

    2  private strand

 

    為了進一步降低redo buffer的衝突，10g引入了private strand機制，這是從shared pool中分配出來的一塊記憶體空間。每一個Private strand受到一個單獨的redo allocation latch保護，每個Private strand作為“私人的”strand只會服務於一個活動事務。擷取到了Private strand的使用者事務不是在PGA中而是在Private strand產生Redo。當flush
private strand或者commit時，Private strand被批量寫入log檔案中。如果新事務申請不到Private strand的redo allocation latch，則會繼續遵循舊的redo buffer機制，申請寫入shared strand中。對於未能擷取到Private strand的redo allocation latch的事務，在事務結束前，即使已經有其它事務釋放了Private strand，也不會再申請Private strand了。

   

    整個事務過程大致如下：

    事務開始 -> 申請Private strand的redo allocation latch (申請失敗則申請Shared Strand的redo allocation latch) -> 在Private strand中生產Redo Enrey -> 

    Flush/Commit ->申請Redo Copy Latch -> 服務進程將Redo Entry批量寫入Log File -> 釋放Redo Copy Latch -> 釋放Private strand的redo allocation latch

12:59:30 sys@ORCL (^ω^) select * from v$sgastat where name like '%strand%';POOL                     NAME                 BYTES------------------------ --------------- ----------shared pool              private strands    119808013:12:31 sys@ORCL (^ω^) select indx,strand_size_kcrfa from x$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已選擇18行。14:53:42 sys@ORCL (^ω^) select 66560*18 from dual;  66560*18----------   1198080

    每個Private strand的大小為65K。Private strand的數量受到2個方面的影響：min（logfile的大小，活躍事務數量）

                 2.1  logfile的大小

                        參數_log_private_mul指定了使用多少logfile空間預分配給Private strand，預設為5。我們可以根據當前logfile的大小（要除去預分配給log buffer的空間）計算出這一約束條件下能夠預分配多少個Private strand。

15:27:25 sys@ORCL (^ω^) select bytes from v$log where status='CURRENT';     BYTES----------  5242880015:32:30 sys@ORCL (^ω^)  select trunc(((select bytes from v$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$ksppsv val  where nam.indx = val.indx AND nam.ksppinm = '_log_private_mul') / 100 / 66560)15:35:16   3          as "calculated private strands"15:35:16   4     from dual;calculated private strands--------------------------                        3415:35:22 sys@ORCL (^ω^) select count(1) "actual private strands" from x$kcrfstrand where last_buf_kcrfa = '00';actual private strands----------------------                    1815:36:03 sys@ORCL (^ω^) alter system switch logfile;系統已更改。15:36:22 sys@ORCL (^ω^) select bytes from v$log where status='CURRENT';     BYTES----------  5242880015:36:46 sys@ORCL (^ω^)  select trunc(((select bytes from v$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$ksppsv val  where nam.indx = val.indx AND nam.ksppinm = '_log_private_mul') / 100 / 66560)15:37:00   3          as "calculated private strands"15:37:00   4     from dual;calculated private strands--------------------------                        3415:37:01 sys@ORCL (^ω^) select count(1) "actual private strands" from x$kcrfstrand where last_buf_kcrfa = '00';actual private strands----------------------                    1815:37:19 sys@ORCL (^ω^)

                2.2  活躍事務數量

                       參數_log_private_parallelism_mul用於推算活躍事務數量在最大事務數量中的百分比，預設為10。Private strand的數量不能大於活躍事務的數量。

15:37:19 sys@ORCL (^ω^) show parameter transactionsNAME_COL_PLUS_S TYPE            VALUE_COL_PLUS_--------------- --------------- ---------------transactions    integer         187transactions_pe integer         5r_rollback_segment15:42:47 sys@ORCL (^ω^) select trunc((select to_number(value) from v$parameter where name = 'transactions') *15:44:33   2         (select to_number(val.KSPPSTVL)15:44:33   3             from sys.x$ksppi nam, sys.x$ksppsv val15:44:33   4            where nam.indx = val.indx15:44:33   5               AND nam.ksppinm = '_log_private_parallelism_mul') / 100 )15:44:33   6          as "calculated private strands"15:44:33   7   from dual;calculated private strands--------------------------                        1815:44:35 sys@ORCL (^ω^) select count(1) "actual private strands" from x$kcrfstrand where last_buf_kcrfa = '00';actual private strands----------------------                    18