LRU是Buffer Cache池中的重要链表，它的作用我不再详述，已经有很多相关资料。这次主要和大家讨论下主LRU、辅助LRU的作用。

先来看一个测试。

步1：环境介绍

先来看看Buffer Cache的大小：

SQL> show sga

Total System Global Area 1073741824 bytes

Fixed Size                  1284344 bytes

Variable Size             960497416 bytes

Database Buffers          104857600 bytes

Redo Buffers                7102464 bytes

Buffer Cache大小100M。

再来看看测试表大小：

SQL> set linesize 1000

SQL> col segment_name for a30

SQL> SQL> select segment_name,bytes/1024/1024 from dba_segments where segment_name='A3_70M';

SEGMENT_NAME                   BYTES/1024/1024

------------------------------ ---------------

A3_70M                                      80

SQL> SQL> select segment_name,bytes/1024/1024 from dba_segments where segment_name='A4_70M';

SEGMENT_NAME                   BYTES/1024/1024

------------------------------ ---------------

A4_70M                                      80

两张测试表，A3_70M、A4_70M，各自大小80M。本来是想把它们两个大小建为70M的，所以名字带有后缀_70M，但建的大了一点，不过，这无所

谓，不会影响我们的测试结果。

步2：刷新Buffer Cache池，观察LRU链长度

SQL> alter system flush buffer_cache;

SQL> select CNUM_SET,CNUM_REPL,ANUM_REPL,CNUM_WRITE ,ANUM_WRITE  from x$kcbwds;

CNUM_SET  CNUM_REPL  ANUM_REPL CNUM_WRITE ANUM_WRITE

---------- ---------- ---------- ---------- ----------

0          0          0          0          0

0          0          0          0          0

0          0          0          0          0

0          0          0          0          0

6238       6238       6219          0          0

6237       6237       6224          0          0

0          0          0          0          0

0          0          0          0          0

0          0          0          0          0

0          0          0          0          0

0          0          0          0          0

CNUM_SET  CNUM_REPL  ANUM_REPL CNUM_WRITE ANUM_WRITE

---------- ---------- ---------- ---------- ----------

0          0          0          0          0

0          0          0          0          0

0          0          0          0          0

0          0          0          0          0

0          0          0          0          0

16 rows selected.

这个视图返回16行，但只有两行有数据。其他行都是0，原因是什么？

查一下select name from v$latch_children where name ='cache buffers lru chain'; 就可以知道，我一共有16个cache buffers lru

chain Latch，但只有两个被使用了。

每一个cache buffers lru chain latch，都算作一个“工作组”，work set。意义是指每个cache buffers lru chain latch，都对应一组主

、辅LRU链，和脏LRU链。

x$kcbwds视图中CNUM_SET列，统计工作组所有块数量。简单点说，也就是LRU链上所有块的数量。

CNUM_REPL列是主、辅LRU链表中所有的块数。

ANUM_REPL列是辅LRU链上所有的块数。

用CNUM_REPL-ANUM_REPL，即为所有主LRU链上的块数。

CNUM_WRITE、ANUM_WRITE这个列对应LRUW(也即为脏LRU)链，CNUM_WRITE为LRUW链中所有块数，ANUM_WRITE为辅助LRUW中的块数。两个相减，

要以得到主LRUW中的块数。

这个测试中，先不用观察LRUW。我们先只关注主、辅LRU。

来看我们的显示结果吧，两个工作组加起来，一共12475个块。

另外，可以看到，CNUM_REPL的ANUM_REPL列的几乎相等，这说明绝大多数块，都在辅助LRU链表中，这是为什么呢？这是我们今天第一点结论，

flush了buffer cache、或刚刚开启数据库时，所有的可用Buffer都会链接到辅助LRU中。

步3：先查询a3_70M，再查询a4_70M，分别观察物理读。(注意顺序，先查询A3_70M，再查询A4_70M)

SQL> set autot trace

SQL> select count(*) from a3_70m;

Execution Plan

----------------------------------------------------------

Plan hash value: 850873958

---------------------------------------------------------------------

| Id  | Operation          | Name   | Rows  | Cost (%CPU)| Time     |

---------------------------------------------------------------------

|   0 | SELECT STATEMENT   |        |     1 |  1643   (1)| 00:00:20 |

|   1 |  SORT AGGREGATE    |        |     1 |            |          |

|   2 |   TABLE ACCESS FULL| A3_70M |  1511K|  1643   (1)| 00:00:20 |

---------------------------------------------------------------------

Statistics

----------------------------------------------------------

207  recursive calls

0  db block gets

9292  consistent gets

9271  physical reads

0  redo size

414  bytes sent via SQL*Net to client

381  bytes received via SQL*Net from client

2  SQL*Net roundtrips to/from client

4  sorts (memory)

0  sorts (disk)

1  rows processed

SQL> select count(*) from a4_70m;

Execution Plan

----------------------------------------------------------

Plan hash value: 2047399966

---------------------------------------------------------------------

| Id  | Operation          | Name   | Rows  | Cost (%CPU)| Time     |

---------------------------------------------------------------------

|   0 | SELECT STATEMENT   |        |     1 |  1643   (1)| 00:00:20 |

|   1 |  SORT AGGREGATE    |        |     1 |            |          |

|   2 |   TABLE ACCESS FULL| A4_70M |  1502K|  1643   (1)| 00:00:20 |

---------------------------------------------------------------------

Statistics

----------------------------------------------------------

207  recursive calls

0  db block gets

9292  consistent gets

9259  physical reads

0  redo size

414  bytes sent via SQL*Net to client

381  bytes received via SQL*Net from client

2  SQL*Net roundtrips to/from client

4  sorts (memory)

0  sorts (disk)

1  rows processed

可以看到，第一次查询A3_70M和A4_70M，物理读分别是9200多。

步4：再次查询a3_70M，再查询a4_70M，分别观察物理读。(顺序无所谓，先查谁都可以)

SQL> select count(*) from a3_70m;

Execution Plan

----------------------------------------------------------

Plan hash value: 850873958

---------------------------------------------------------------------

| Id  | Operation          | Name   | Rows  | Cost (%CPU)| Time     |

---------------------------------------------------------------------

|   0 | SELECT STATEMENT   |        |     1 |  1643   (1)| 00:00:20 |

|   1 |  SORT AGGREGATE    |        |     1 |            |          |

|   2 |   TABLE ACCESS FULL| A3_70M |  1511K|  1643   (1)| 00:00:20 |

---------------------------------------------------------------------

Statistics

----------------------------------------------------------

0  recursive calls

0  db block gets

9269  consistent gets

213  physical reads

0  redo size

414  bytes sent via SQL*Net to client

381  bytes received via SQL*Net from client

2  SQL*Net roundtrips to/from client

0  sorts (memory)

0  sorts (disk)

1  rows processed

SQL> select count(*) from a4_70m;

Execution Plan

----------------------------------------------------------

Plan hash value: 2047399966

---------------------------------------------------------------------

| Id  | Operation          | Name   | Rows  | Cost (%CPU)| Time     |

---------------------------------------------------------------------

|   0 | SELECT STATEMENT   |        |     1 |  1643   (1)| 00:00:20 |

|   1 |  SORT AGGREGATE    |        |     1 |            |          |

|   2 |   TABLE ACCESS FULL| A4_70M |  1502K|  1643   (1)| 00:00:20 |

---------------------------------------------------------------------

Statistics

----------------------------------------------------------

0  recursive calls

0  db block gets

9269  consistent gets

9135  physical reads

0  redo size

414  bytes sent via SQL*Net to client

381  bytes received via SQL*Net from client

2  SQL*Net roundtrips to/from client

0  sorts (memory)

0  sorts (disk)

1  rows processed

发现没有，A3_70M的物理读在第二次查询时大量下降，只有213次。而A4_70M在第二次查询时，物理读下降很不明显，还是9200次左右。

可以再测个几遍，情况依旧。A3_70M的物理读很少，而A4_70M的物理读很多。

这是我们今天的问题一：考虑这是为什么。

下面继续我们的问题2。

步5：连续两次查询A3_70M和A4_70M

SQL> select count(*) from a4_70m;

Statistics

----------------------------------------------------------

0  recursive calls

0  db block gets

9269  consistent gets

8686  physical reads

0  redo size

414  bytes sent via SQL*Net to client

381  bytes received via SQL*Net from client

2  SQL*Net roundtrips to/from client

0  sorts (memory)

0  sorts (disk)

1  rows processed

SQL> select count(*) from a4_70m;

Statistics

----------------------------------------------------------

0  recursive calls

0  db block gets

9269  consistent gets

8722  physical reads

0  redo size

414  bytes sent via SQL*Net to client

381  bytes received via SQL*Net from client

2  SQL*Net roundtrips to/from client

0  sorts (memory)

0  sorts (disk)

1  rows processed

这是两次A4_70M的结果对比，多次查询A4_70M之后，物理读下降到了8700多，然后不再下降。

再来看两次连续查询A3_70M的结果对比：

SQL> select count(*) from a3_70m;

Statistics

----------------------------------------------------------

0  recursive calls

0  db block gets

9269  consistent gets

600  physical reads

0  redo size

414  bytes sent via SQL*Net to client

381  bytes received via SQL*Net from client

2  SQL*Net roundtrips to/from client

0  sorts (memory)

0  sorts (disk)

1  rows processed

SQL> select count(*) from a3_70m;

Statistics

----------------------------------------------------------

0  recursive calls

0  db block gets

9269  consistent gets

0  physical reads

0  redo size

414  bytes sent via SQL*Net to client

381  bytes received via SQL*Net from client

2  SQL*Net roundtrips to/from client

0  sorts (memory)

0  sorts (disk)

1  rows processed

第一次有600次物理读，第二次就没有了。

问题2出来了，考虑这是没什么。

步6：暂时总结

1、A3_70M和A4_70M表大小一样。行数一样、所占空间也一样，都是80M

2、第一次查询时，我们是先查询A3_70M，再查A4_70M。如果你反过来，先查A4_70M，将看到A4_70M的物理读在第二次查询时大大减少，连续两

次查询时物理读为0。

两个问题：

1、为什么第一次查询时，先查的表，在第二次查询时物理读会大大减少，而后查的表则不会。

2、为什么第一次查询时，先查的表连续两次查询时物理读会减少为0，而后查的表不会。

一个提示：可以观察一下我们开始提到的x$kcbwds视图。

步7：如何观察块处在哪个链上。

如何进一步分析这个问题？其实这两个问题的回答，都需要着落到一件事上，就是要分析两个表对应的块，分别在什么链上。是在主LRU，还是

辅LRU。如何进行这个观察呢？其实很简单，x$bh中有个LRU_FLAG列，通过这个列，就可以确定块在哪个链表上。

我们来看一下这个视图：

SQL> select lru_flag,count(*) from x$bh group by lru_flag;

LRU_FLAG   COUNT(*)

---------- ----------

6       3081

2       6734

8          2

0       2658

在我的测试库中，我观察到的LRU_FLAG有4种值，6、2、8和0。这4个值分别代别什么意义呢？确定这个其实很简单，DUMP一下块对应的Buffer

就行了，以LRU_FLAG为6的为例：

(1)、随便查找LRU_FLAG为6的一行：

SQL> select lru_flag,file#,dbablk,TS# from x$bh where LRU_FLAG=6 and rownum=1;

LRU_FLAG      FILE#     DBABLK        TS#

---------- ---------- ---------- ----------

6          5      12459          4

(2)、如下DUMP一下这个BUffer：

SQL> alter session set events 'immediate trace name SET_TSN_P1 level 5';

Session altered.

SQL> alter session set events 'immediate trace name BUFFER level 0x014030ab';

Session altered.

上面这两个命令，“SET_TSN_P1 level 5”中的5，是表空间号加1得到的。也就是TS#+1。

第二个命令中“BUFFER level 0x014030ab”，其中0x014030ab，是5号文件12459号块的DBA。

这个DBA是如何计算出的？其实我是在另一个会话中DUMP一下5号文件12459号块，查看DUMP结果才得到的，Oracle也提供了一个包，其实有个函

数可以根据文件号、块号生成DBA，包名、函数名我都忘了，只好用笨方法。

好，来查看DUMP结果吧，到user_dump_dest目录中，找到日期最靠后的(我一般是ls -lFrt)，它就是我们刚刚生成的DUMP文件。在它的开头，

我们可以看到如下内容：

*** 2012-07-03 08:58:36.571

*** SERVICE NAME

SYS$USERS) 2012-07-03 08:58:36.523

*** SESSION ID

874.3) 2012-07-03 08:58:36.523

Dump of buffer cache at level 10 for tsn=4, rdba=20983979

BH (7bbf0764) file#: 5 rdba: 0x014030ab (5/12459) class: 1 ba: 7b9dc000

set: 5 blksize: 8192 bsi: 0 set-flg: 0 pwbcnt: 0

dbwrid: 0 obj: 9738 objn: 9738 tsn: 4 afn: 5

hash: [7d7e687c,8e94b67c] lru: [7bbe80b8,7bbf0704]

lru-flags: moved_to_tail on_auxiliary_list

ckptq: [NULL] fileq: [NULL] objq: [7bbf075c,7bbe8110]

st: XCURRENT md: NULL tch: 0

flags: only_sequential_access

LRBA: [0x0.0.0] HSCN: [0xffff.ffffffff] HSUB: [65535]

buffer tsn: 4 rdba: 0x014030ab (5/12459)

scn: 0x0000.00418edb seq: 0x01 flg: 0x06 tail: 0x8edb0601

frmt: 0x02 chkval: 0xc400 type: 0x06=trans data

我对这里面的东西，不过多解释了，其实有一行：

lru-flags: moved_to_tail on_auxiliary_list

这一行说明了块对应Buffer所在LRU链表的状态。Buffer目前在辅助LUR，moved_to_tail说明Buffer正移向链表末尾。

好了，我们已经总结出来，LRU_FLAG列为6，说明Buffer在辅助LRU链表。

其他的我不再一一列出测试过程了，总结一下，LRU_FLAG为6、4，说明BUffer在辅助LRU中。为0、2，说明在主LRU的冷端，为8、9的，说明在

主LRU的热端。

步8：问题1：为什么第一次查询时，先查的表，在第二次查询时物理读会大大减少，而后查的表则不会

让我们来观察一下A3_70M、A4_70M 的块都在什么链上

SQL> select lru_flag,count(*) from x$bh a,dba_objects b where a.obj=b.data_object_id and object_name='A3_70M' group by lru_flag;

LRU_FLAG   COUNT(*)

---------- ----------

2       8554

0          1

SQL> select lru_flag,count(*) from x$bh a,dba_objects b where a.obj=b.data_object_id and object_name='A4_70M' group by lru_flag;

LRU_FLAG   COUNT(*)

---------- ----------

6       3082

2        366

0          1

这两条语句，我就不再过多解释了，根据LRU_FLAG列的值，我们可以确认，A3_70M，共有8555个块在Buffer Cache中，所有相关的块都在主LRU

链。A4_70M，只有3400多个块在Buffer Cache中，而且大部分块都在辅助LRU。

为什么A3_70M的块，被读进Buffer Cache时，大多被放置在主LRU的冷端？而A4_70M的块，则被放进辅助LRU呢？

能回答这个问题，我们今天的问题也就有了答案。

步9：回答问题1

有如下三点基础知识：

1、当数据库刚刚打开、或刚刚做过FLush Buffer_cache操作时，所有的块，都被放进辅助LRU。

2、进程寻找可用块时，先会在辅助LRU中查找，然后才会到主LRU中找。

3、Oracle会保持20%至25%左右的块在辅助LRU链，80%的在主LRU。这一点，从观察x$kcbwds中的CNUM_REPL、ANUM_REPL列，可以很容易的验证

。

有了这三点基础知识，让我们来得出结论吧：

当所有块都在辅助LRU时，Oracle为了急于保证主、辅LRU，块数量80%，20%的比例，第一次查询时，会将大量的块移到主LRU。也就是说，第一

次查询A3_70M时，大至步骤是这样的，分两种情况：

一、主LRU几乎为空时：

1、在辅助LRU找到可用块。

2、将它移到主LUR

3、将数据读入此块。

二、当主、辅LRU的块数量比例到达80%、20%后

1、在辅助LRU找到查用块

2、所处链表不变，直接将数据读入此块。

3、物理读完成后，块还在辅助LRU中。

由于第一次查询A3_70M时，主LRU几乎为空，所以，它的绝大部分的块被放在了主LRU，少部分块被放入了辅助LRU。

根据比例，辅助LRU中将会有3000到3200个左右的块。根据我们的测试结果，全表扫描A4_70M后，有3000多个块在辅助链上。根据这个，得出我

们今天第二个结论，正常的全表扫描操作，将只会反复使用辅助LRU中的块。

当然，我们的测试中，还是有少量A4_70M的块进入到了主LRU，不过数量不多，只有几百个。

好了，回答一开始的问题吧，第一次查询A3_70M，Oracle会了保持主、辅LRU的比例，将很多被A3_70M占用的块移进了主LRU，所以，A3_70M在

Buffer Cache中可以有很多块，再次查询A3_70M时，物理读大大减少。

而全表扫描A4_70M，只能反复使用辅LRU中的块，几乎无法占用主LRU中的块，因此在Buffer Cache中块数较少，每次物理读都很高。

步10：回答问题2

为什么连续两次查询A3_70M，就没有物理读了？可以连续两次全表扫描一下A3_70M，查看结果：

SQL> select lru_flag,count(*) from x$bh a,dba_objects b where a.obj=b.data_object_id and object_name='A3_70M' group by lru_flag;

LRU_FLAG   COUNT(*)

---------- ----------

6       1004

2       8254

0          1

一共9000多个块，8000多个在主LRU，1000多一点在辅助LRU。A3_70M表的全部块，都可以被缓存到Buffer Cache中。

当再次查询A4_70M时，A4_70M将又反复占用辅助LRU中的块，A3_70M留在辅助LRU中的1000多一点块会被覆盖，所以，当A3_70M、A4_70M交替查

询时，每次A3_70M在辅助LRU中的块都会被覆盖，因此，它会有少量物理读，但，当连续查询A3_70M时，辅助LRU中的块没被覆盖，就不会有物理读了。

好，问题已经解答了，让我们总结一下吧。

总结：

1、flush了buffer cache、或刚刚开启数据库时，所有的可用块都会链接到辅助LRU中。

2、查找可用块的过程，是先找辅助LRU，再从主LRU的冷端尾开始找。

3、全表扫描在辅助LRU找到块后，不会将块读进主LRU。所以，全表扫描的结果很容易被覆盖。

4、非全表扫描时，在辅助LRU找到块后，会将块移到主LRU的冷端头。这一点我们还没验证过。

5、全表扫描的块，如果再次以非全表扫描方式访问，TCH列会增加，但会一直留在辅助LRU，不会被移到主LRU冷端头。只有等到TCH值超过2时，才会在

下次被扫描到时，移到主LRU热端。

第4点和第5点，我们并没用测试验证，但找个这样的测试也是很简单的。留给大家自己验证一下吧，研究Internal，结果不是目的，过程更有

意义。

最后还有一个注意事项，这个测试只能在10G下做，因为11GR2后有些改变，即使是开库后第一次全表扫描，也不会把块移往主LRU，这样其实更合理，Oracle其实一直没有停止对内核优化步伐。

另外，本篇中除这个测试外，其他测试都可以在10G、11GR2下做。