關于Freelists和Freelist Groups的研究（修訂版）- 有多少種free list
2024-07-21 02:05:33
供稿：網友
四． 有多少種free list1． master free list或者segment free list簡稱為mfl，在segment被創建的時候自動生成的，如果我們在創建segment時沒有指定freelists參數，或者指定freelists=1，都是生成這個mfl。mfl對于每個segment來說有且只有一個（如果指定freelists>1，產生的就是不是mfl，這一點將在process free list部分解釋）。mfl相當于一個空閑空間池，當一個segment被創建時的初始化block以及以后動態分配的新block都鏈接到mfl中，這個池中的所有空閑塊是被所有進程共享的，對于該segment有insert操作的所有進程都可能會去讀取這個free list，這樣當有多個進程要同時insert數據時，就可能出現在mfl上的爭用（mfl在一個時間只能允許一個進程取得空閑塊，當然，其實進程從mfl上讀取空閑塊的操作并不是簡單地需要多少就取多少，取得以后就直接向塊中插入數據，實際上的過程要更復雜一些，這個過程在“進程請求空閑塊的過程”部分會有詳細描述）。由此，推出了freelist groups的概念，設置freelist groups參數大于1就是設置了多個mfl，這樣就緩解了對于mfl的爭用。有關freelist groups更詳細的內容在“super master free list”部分會有描述。 2． process free list如果進程必須直接從mfl中讀取空閑塊，那么對于mfl的爭用由freelist groups參數解決（設置多個mfl），但是顯然還有另外一個思路就是盡量不讓進程去直接讀取mfl，沒有需求自然就無所謂爭用。由此引入了另外一個級別的free list，這就是process free list，簡稱為pfl。當我們指定存儲參數freelists>1的時候，生成的就是pfl。我們前面說過mfl是在segment被創建的時候自動生成的，所以無論是不是有pfl，對于每個segment來說都仍然存在1個mfl。也就是如果我們定義freelists等于2的話，那么在segment header block中將總共存在3個freelist，其中1個是mfl，另外2個是pfl。這一點我們同樣可以通過dump轉儲信息來驗證。seg lst:: flg: unused lhd: 0x00000000 ltl: 0x00000000 seg lst:: flg: unused lhd: 0x00000000 ltl: 0x00000000 seg lst:: flg: used lhd: 0x01c0008b ltl: 0x01c0008b 后面兩個free list既是pfl，而前面一個則是mfl。顧名思義，既然命名為process free list，那么顯然位于這個級別的free list中的空閑塊只能被一個進程讀取。想象一下，如果當前系統對于某張表最多同時會有10個進程同時作insert操作，那么我們設置freelists=10，將能盡量滿足每個進程都能夠使用專屬于自己的free list，無疑通過這樣的手段我們緩解了free list的爭用。一個進程到底會使用哪個pfl，oracle內部的算法是：(p % nfl) + 1其中p表示dml操作進程的process id，可以從v$process.pid字段中取得。nfl表示freelists存儲參數定義的pfl數量。可能會有疑問，如果是這樣，多個mfl有存在的必要嗎？我們只需要設置多個pfl不就可以了嗎？然而事實并非如此，不過請稍安毋躁，在后面講解“進程請求空閑塊的過程”中會解釋這個問題。 3． transaction free list在oracle中事務（transaction）是一個重要的概念，每次dml操作，事務的開始都是自動的，而我們可以通過commit或者rollback來標志一個事務的結束。一個進程（或者說一個用戶會話）有自己的pfl，然后一個進程可能會執行很多的事務，于是又出現了這個級別的free list，這就是transaction free list，簡稱為tfl。tfl是動態產生的，只有當dml語句（比如delete或者update）使block占用量降到pctused參數指定值之下時才會生成tfl，一個tfl只屬于一個事務，而一個事務也只會有一個tfl，一個事務沒有提交之前，此事務的tfl上的空閑塊不會被其它事務使用。但是可以立刻被本事務使用（此時這些空閑塊被稱為previously freed blocks）。每個segment最少可以有16個tfl，同時只要有需求就會動態增加tfl數量，除非達到了segment header block size的限制。當沒有空間允許新的事務得到自己的tfl時，這個事務就必須等待其它的事務提交并釋放tfl。等待哪個事務的算法是：(p % nfl)其中p表示dml操作進程的process id，可以從v$process.pid字段中取得。nfl表示當前的tfl總數量。通過dump轉儲數據塊信息，我們可以看到類似于下面的內容：xct lst:: flg: used lhd: 0x01c0008c ltl: 0x01c0008a xid: 0x0008.01f.000003d2其中xid表示transaction id，關于transaction id的格式和表示的意義，有興趣的讀者可以查看其它的資料。 4． super master free list或者segment master free list這個級別的free list只有在設置了多個freelist groups時才會出現。當我們設置freelist group>1，就會產生freelist group block，這些block緊跟在segment header block之后，假設我們設置了storage(freelists 4 freelist groups 2)，那么該segment的第一個塊是segment header block，第2，3個塊則都是freelist group block。首先在segment header block中存在1個free list，這個free list就被稱為super master free list或者segment master free list。而在每個freelist group block中又都存著1個mfl，還存在4個pfl，每個freelist group block塊的剩余空間則全部留給tfl使用。在單個instance中進程選擇freelist group的算法是(p % nfb) + 1 。其中p表示dml操作進程的process id，可以從v$process.pid字段中取得。nfb表示freelist groups 參數定義的freelist groups數量。而在rac環境中的算法則更加復雜，本文不作討論了。查看freelist group block的轉儲文件可以看到類似于下面的內容：frmt: 0x02 chkval: 0x0000 type: 0x16=data segment free list block with free block count blocks in free list = 5 ccnt = 0 seg lst:: flg: unused lhd: 0x00000000 ltl: 0x00000000 seg lst:: flg: unused lhd: 0x00000000 ltl: 0x00000000 seg lst:: flg: unused lhd: 0x00000000 ltl: 0x00000000 seg lst:: flg: used lhd: 0x01c00116 ltl: 0x01c0011a seg lst:: flg: unused lhd: 0x00000000 ltl: 0x00000000
