Oracle Dba必须了解的buffer busy waits等待

虽然LATCH的持有是排他的，但是这个时间极端，引起争用的可能性不大，如果大家都是来读数据块的，那么BUFFER LOCK的S模式之间都是

Buffer Busy Waits是怎么产生的？

作为一个Oracle Dba，如果你从未遇到过Buffer Busy Waits等待，那么你算不上一个真正的Oracle Dba。Buffer Busy Waits是Oracle 数据库非常常见的一个等待，特别是在并发写比较频繁的环境里。说起为什么会产生这个等待，首先要描述下，Oracle读写数据块的过程：

1）首先依据数据块地址计算出（HASH算法）数据块所在的HASH BUCKET。

2）根据桶的编号，计算出保护这个桶的CBC LATCH，然后申请CBC LATCH，找寻数据块在不在桶里（内存里），我们这里假设在内存里。

3）读取/修改数据块。

4）释放CBC LATCH。

以上的描述看似是非常通畅，但是存在一个问题，CBC LATCH的持有是排他的（我们暂时不考虑复杂情况：共享LATCH的持有情况），如果在排他持有CBC LATCH的情况下，读取数据块内容，那么这个LATCH的持有时间就会比较长，因为相对于LATCH的获取和释放这种CPU原子操作，读取数据块的内容是非常耗时的，因此在持有CBC LATCH的情况下，读取数据块，对于读写频繁的数据库/块，那么势必会造成CBC LATCH的争用。为了解决这个问题，Oracle引入了buffer pin（buffer lock)的功能。

我们有必要对读取数据块的内容重新做下描述，大致步骤如下：

1）首先需要判断数据块所在的HASH BUCKET。

2）然后申请CBC LATCH，，定位到数据块。

3）以S/X模式获取数据块的buffer pin/lock。（读取获得s模式，修改获得x模式，S和S模式具有兼容性，S和X、X和X模式不具有兼容性）。

4）释放CBC LATCH

5）在PIN的保护下，读取/修改数据块。

6）获得CBC LATCH。

7）释放（UNPIN)BUFFER PIN(BUFFER LOCK)。

8）释放CBC LATCH。

看似步骤复杂了，CBC LATCH获取/释放了两次，可是却大大的提高了并发度。上面描述的步骤里，持有CBC LATCH的目的变得单纯，只是为了修改BUFFER的PIN模式，然后依靠PIN的模式兼容性来保护数据块，例如：S和S模式的PIN是兼容的，可以并发的读取，S和X模式是不兼容的，后来的会话需要产生等待。

虽然LATCH的持有是排他的，但是这个时间极端，引起争用的可能性不大，如果大家都是来读数据块的，那么BUFFER LOCK的S模式之间都是具有共享性的，不会产生争用。但是同一个时刻，如果一个进程以S模式持有了数据块的BUFFER LOCK，另一个进程想以X模式持有，那么就会出现争用，因为道理很简单，S模式的BUFFER LOCK和X模式的BUFFER LOCK不兼容。同理，两个同时欲修改同一个数据块的进程，也会遭遇BUFFER LOCK冲突.这个冲突以ORACLE 等待事件表示出来就是Buffer Busy Waits，也就是说Buffer Busy Waits等待的本质是buffer lock的争用导致的。

我们平时经常说读不阻塞写，写不阻塞读，那是在物理的数据块级别，在内存里，读写/写写在同一个时刻都是互相阻塞的。只有读读不阻塞。

为了方便理解，上面很多步骤做了简化，下面对某些点做些补充：

1）一旦你PIN住了一个数据块，不需要立即去UNPIN（移除PIN）它。ORACLE认为你的本次调用后还有可能去访问这个数据块，因此保留了PIN，直到本次调用结束再UNPIN。

2）Oracle在对唯一索引/undo块/唯一索引的回表/索引root、branch块的设计上，在访问(读取）的时候，获取的是共享的CBC LATCH，不需要去PIN数据块，在持有共享CBC LATCH的情况下读取数据块。可能的原因是这些块修改的可能性比较小，因此Oracle单独的采用这种机制。因此对于普通数据块的读取都是需要获取2次CBC LACTH，而对于这种特殊的数据块，只获取一次共享CBC LATCH就OK 了。

3）我们上面所说的情况都是在数据块已经存在在内存里的情况。如果数据块不在内存，有可能会产生READ BY OTHER SESSION争用等待。有时间我们再看这个等待的原因。

4）上面描述只符合10G后的版本。在10G前读读也会产生BUFFER BUSY WAITS，10G后把这方面的BUFFER BUSY WAITS归到了READ BY OTHER SESSION等待里。

5）上面的描述基本都采用了数据块这个词，更准确的表达应该是buffer block。