OCP知识点讲解 之 LRU链与脏LRU链

一、LRU链：任何缓存的大小都是有限制的，并且总不如被缓存的数据多。就像Buffercache用来缓存数据文件，数据文件的大小远远超过Buffercache。因此，缓存总有被

一、LRU链：

     为了实现LRU的功能，Oracle在Buffer cache中创建了一个LRU链表，Oracle将Buffer cache中所有内存块，按照访问次数、访问时间排序串在链表中。链表的两头我们分别叫做热端与冷端， 如下图

 

     当你第一次访问某个块时，如果这个块不在Buffer cache中，Oracle要选将它读进Buffer cache。在Buffer cache中选择牺牲者时，Oracle将从冷端头开始选择，在上图的例子中，内存块U将是牺牲者。

 

 

 如上图，新块将会被读入U，覆盖U原来的内容。这里，我们假设新块是V。但是块V不会被放在冷端头，因为冷端头的块，会很快被当作牺牲者权覆盖的。这不符合“将最后访问时间距现在最远的块作为牺牲者”的宗旨。块V是最后时间距当前时刻最近的，它不应该作为下一个牺牲者。Oracle是如何实验LRU的，我们继续看。

 

 

 Oracle将LRU链从中间分为两半，一半记录热端块、一半记录冷端块。如上图，而刚刚被访问的块V，如下图：

 

 

     如过再有新的块进入Buffer cache，比如块X被读入Buffer cache，它将覆盖T，并且会被移至块V的前面，如下图：

 

 

     大家可以想像一下，如果按照这面的方式继续下去，最右边冷端头处的块，一定是最后一次访问时间距现在最远的块。那么，访问次数多的块是不会被选做牺牲者的，这一点Oracle是如何实现的？这很简单，Oracle一般以2次为准，块被访问2次以上了，它就有机会进入热端。

     Oracle为内存中的每个块都添加了一个记录访问次数的标志位，假设图中每个块的访问次数如下：

 

 

     如果现在又有新块要被读入Buffer cache，Oracle开始从冷端头寻找牺牲者，冷端头第一个块S，它的访问次数是2，香港虚拟主机，那么，它不能被覆盖，只要访问次数大于等于2的块，Oracle会认为它可能会被经常访问到，Oracle要把它移到热端，它会选择R做为本次的牺牲者：

 

 

     块S会被从冷端移到热端，并且它的访问次数会被清零。此时，块R就是牺牲者了，因为它的访问次数不到两次。

 

 

     新块Y覆盖了块R，并被移到了冷端块开始处，它的访问次数是1。如果块Y再被访问了一次，它的访问次数变为了2：

 

 

     虽然Y的访问次数达到了两次，但它不会马上被移到热端，它仍然留在原来的位置，随着不断有新块加入，被插入到它的前面，虚拟主机，它会不断的被向后推移。

 

 

     如上图，又加入了很多的新块，Y又被推到了冷端头，当再有新块进入Buffer cache时，Y不会是牺牲者，它会被移到热端头S的前面，Y后面的Z，它的访问次数没有达到2，它将会是牺牲者。

     好了，这就是Oracle中Buffer cache管理LRU的原理。按照这种方式运作，Oracle可以把常用的块尽量长的保持在Buffer cache中。而且，每有新块进入Buffer cache，Oracle都会从冷端头处，从右向左搜索牺牲块。因为越靠近冷端，块的访问次数有可能越少、最后的访问时间离现在最远。好了，LRU链还没有讲完，下面，我们再讨论一下脏块与脏LRU链的问题。

 

 

二、脏块与脏LRU链：

     Oracle中修改块的规则是只对Buffer cache中的块进行修改，并不直接修改磁盘中的块。如果要修改的块不在Buffer cache中，Oracle会先将它读入Buffer cache，再在Buffer cache中进行修改。当Buffer cache中的块被修改后，Oracle会把它标记为“脏”块。脏块含有脏数据，脏数据就是用户修改过的数据。Oracle会定期的将脏块写到磁盘中。有一个专门的后台进程就是专门负责写脏块到磁盘的，它就是DBWn。我们也把DBWn写脏块到磁盘这个过程叫做刷新脏块，刷新过后，脏块就不脏了，又变成了干净块。其实，有一个块A，如果Buffer cache中此块的数据和磁盘上块中数据不一致，香港服务器，那么，这个块就是脏块。否则，就是干净块。当修改完成后，因为Oracle只修改Buffer cache，因此，块中数据和磁盘肯定不一致，这时块就是脏块。当块被刷新后，块被写到磁盘，那么，磁盘中块数据和Buffer cache中块的数据又是一致的，此时，块就又变成了干净块。