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Latch free等待事件

原创 Linux操作系统 作者:battalion 时间:2010-04-20 09:41:10 0 删除 编辑

Latch free等待事件(转)

上一篇 / 下一篇  2006-11-24 00:00:00 / 个人分类:oracle体系结构

Latch free等待事件的三个参数:p1latch的地址;p2latch编号;p3-请求次数。从oracle10g起,latch free不再包含所有的latch等待,有些latch等待可能表现为单独的等待事件,这个后面有提到一些这样的等待事件,一般情况下我们还是统称为latch free等待事件。在处理latch free等待事件时,需要注意以下几点:

n Latch只是用来保护sga中的内存结构。对数据库中的对象的保护,使用的lock而不是latchOracle sga中有许多latch,用来保护sga中各种内存结构不会因为并发访问而损坏。

n 等待latch的是oracle会话。不同的latch类型会导致会话采取不同的策略。

n oracle9i(包括9i)之前,latch free等待事件包括了所有的latch等待,但从oracle10g起,latch被分成不同的种类,并且某些latch表现为独立的等待事件。

什么是latch

Latch是一种锁机制。你应该已经熟悉latch的概念和用法,虽然可能你自己并没有意识到。在日常的工作和交流中,latch都经常出现,比如你锁门时,需要获得一个latch;或者你坐到车里,系上安全带,你就把自己放在一个latch的保护中了。

oracle中,latch是一种轻量级的锁。一般来说,latch由三种内存元素组成:pid(进程id),内存地址和内存长度。Latch保证对共享数据结构的排它性访问,以此来保证内存结构的完整性不受到损坏。在多个会话同时修改或者检视(inspect)sga中同一个内存结构时,必须串行化访问以保证sga中数据结构的完整性。

Latchlock的异同

Latchlock有许多不同之处。下表列出了latchlock之间的比较结果。

Latch

Lock

目的

只有一个目的:保证对内存结构的排他性访问(从oracle9i开始,cache buffers chain latch可以允许只读共享访问)

两个目的:如果锁模式是兼容的,允许多个进程共享相同的资源;如果锁模型是不兼容的,保证对共享资源的排它性访问。

适用场景

只能应用于sga中的数据结构,保护内存对象。Latch只影响单次操作,而和事务无关。

保护数据库对象,诸如表,数据块和状态对象等。由应用程序驱动,控制对数据库中数据和元数据的访问。

Lock是事务性的。

获取方式

两种模式:willing-to-waitno-wait

六种模式:null, row share, row exclusive, share, share row exclusiveexclusive

范围

信息都保存在内存中,并且只在本实例可见――latch是实例级别的

信息保存在数据库中,并且该数据库的所有实例都可见――lock是数据库级的

复杂度

使用简单机器指令比如:test-and-set, compare-and-swap或其他简单的cpu指令实现。由于cpu指令平台相关,所以latch在不同的平台的具体实现不一样。

轻量级的。

需要上下文切换(context siwtch),使用一系列指令实现。

重量级的。

持续事件

非常短暂(通常是微妙级的)

通常在整个事务中都持有。

排队机制

当一个进程获取latch失败,转入睡眠状态时,他的请求不需要按顺序排队(一个例外情况:latch wait list latch需要排队)。

当一个进程获取lock失败,它的请求会进入一个队列,除非指定nowait

死锁

Latch的实现方式不会产生死锁(不排队)

Lock的排队机制可能导致死锁。死锁发生时会产生相应的跟踪文件。

Latch家族

Latch有三种:父latch,子latch和独立latch。父latch和独立latchoracle的内核代码中固化,子latch则在实例启动时创造。V$latch_parentv$latch_children视图分别包含父latch和子latch的统计信息。而v$latch则包含独立latch,父latch及其相应子latch的聚合统计信息。

Latch的获取

进程获取latch有两种模式:willing-to-waitno_waitNo-wait模式只在少数latch中使用。通过no-wait模式获取latch的统计信息记录在immediate_getsimmediate_misses列中,这些列在v$latchv$latch_parentv$latch_children视图中都存在。一般来说,no-wait模式在第一次获取一些有很多子latchlatch比如redo copy时使用。如果一个进程第一次获取这些子latch中的任何一个失败,它会立即使用no-wait模式询问下一个。只有当采用no-wait模式试图获取所有的子latch都失败以后,才会转而采用willing-to-wait模式。

通过willing-to-wait模式获取latch的统计信息存放在getsmisses列中。每当一个进程用willing-to-wait模式去获取一个latch时,gets都会增加。

如果进程在第一次请求latch时,latch可用,就会直接获得该latch。在修改任何受到保护的数据结构之前,进程会将一些恢复信息写入到latch恢复区,这样当获得latch的进程发生异常时,pmon进程才能够清理该进程持有的latch

如果请求latch时,该latch不可用,进程就会在cpu中等待一小段时间(spin)然后重新请求latch。如果latch一直不可用,该过程(spin一段时间然后重新请求)会一直重复。重复的次数由隐含参数_spin_count决定,默认值2000。如果在请求_spin_count次之内获得了latch,就对spin_getsmisses列各加一,否则,进程在v$session_wait中记录latch free等待事件,然后释放cpu,转入睡眠状态。睡眠一定时间后,进程被唤醒并重复上面的过程,一直到获得latch。在成功获得latch后,才会更行sleep列得统计信息。

由于进程只有在获得latch后才会停止对latch得请求,如果某个持有latch的进程发生异常,其他请求该latch的进程该怎么办?岂不是要一直等待下去?不会的。当一个进程请求latch失败一定次数后,它会请求pmon进程查看该latch的持有者,如果持有进程异常,pmon就会清理该进程,释放latch

每个latch都有一个从013的优先级编号。父latch和独立latch的优先级编号是在oracle内核代码中固定的。子latch是÷在实例启动时创建,其优先级编号从其父latch继承。使用优先级可以避免死锁。

n 当一个进程请求no-wait模式的latch时,该latch的优先级编号必须和它当前已经持有的latch的优先级编号相同。

n 当一个进程请求willing-to-wait模式的latch时,该latch的优先级编号必须比它当前已经持有的latch的优先级编号要大。

短等待latch与长等待latch

大多数latch都是短等待latch,所以,进程请求latch时不会等待太长的时间。Oracle进程请求latch失败而导致进入睡眠状态,每次睡眠时间按双指数队列增长,比如睡眠时间可能像下面的队列一样:1,1,2,2,4,4,8,8,16,16,32,32,64,64(厘秒)……,最长的睡眠时间由隐含参数_max_ exponential_sleep,默认2秒。但是如果一个进程当前已经持有其他的latch,则最长睡眠时间会减少为_max_sleep_holding_latch,默认值4厘秒。这样,如果一个进程已经持有latch,就不允许睡眠太长的时间,否则可能会使其他等待该进程所持有的latch的进程的等待时间过长。

有小部分latch属于长等待latch,这意味着这些latch被可能长久持有。如果请求该latch的进程进入睡眠状态,需要其他进程来唤醒,这会产生一个latch wait posting等待事件,该行为由隐含参数_latch_wait_posting控制。在oracle8i,只有2个长等待latch,如下面的示例sqloracle9ioracle10g有更多长等待latch)所示。_latch_wait_posting参数从oracle9i起已经废弃,使用latch wait postinglatch的统计信息被记录在waiters_woken列中。

Select name, immediate_gets, immediate_misses, 
       gets, misses, sleeps, waiters_woken 
From   v$latch 
Where waiters_woken > 0;
                immediate  immediate                                 waiters
Name               gets      misses    gets    misses   sleeps   woken
------------------------ --------------- -------------------- ----------------- ------------- --------------- ---------------
Shared pool             0             0     18464156     3124     1032       485
Library cache        85508           124  1564400540  4334362  1516400   690419

Latch分类

oracle9iR2开始,latch可以被分成不同的类型,每一类latch都可以有不同的_spin_count值。在早期版本中,如果改变_spin_count值,会对系统中所有的latch造成影响。这样可能会增加cpu的负担,而latch分类则正是为解决这个问题而引入的。例如,如果cache buffers chains latchsleep次数很多,而且cpu资源充足,我们就可以将cache buffer chains latch所在的分类的_spin_count的值调高。高_spin_count值可以降低sleepsmisses的次数,代价是花费更多cpu时间。内部视图x$ksllclass (kernel serverice lock latches class)包含了latch的所有八种类型的信息。其中indx列就是latch类型编号。

Select indx, spin, yield, waittime
from x$ksllclass;

indx spin yield waittime
---------- ---------- ---------- ----------
0 20000 0 1
1 20000 0 1
2 20000 0 1
3 20000 0 1
4 20000 0 1
5 20000 0 1
6 20000 0 1
7 20000 0 1

8 rows selected.

x$ksllclass中的每行记录都和一个隐藏参数_latch_class_n关联,通过这些隐含参数,你可以改变相应的_spin_countyieldwaittime的值(x$视图不能由用户手动更新)。例如,latch类型0由参数_latch_class_0控制,latch类型1由参数_latch_class_1控制。如果你想将cache buffers chains latch_spin_count值改成10,000,首先你需要知道latch的编号,通过以下查询可以获得

Select latch#, name 
From   v$latchname 
Where name = ’cache buffers chains’;
    latch# name
---------- -------------------------------
        97 cache buffers chains

然后,你需要修改init.ora中的下面2个参数:

_latch_class_1 = "10000"

_latch_classes = "97:1"

第一个参数_latch_class_1将类型1spin_count值改为10,000

第二个参数_latch_classes 将编号为97latch分配到类型1

再次查询x$ksllclass,我们可以发现:

Select indx, spin, yield, waittime 
From   x$ksllclass;
      indx       spin      yield   waittime
---------- ---------- ---------- ----------
         0      20000          0          1
         1      10000          0          1
         2      20000          0          1
         3      20000          0          1
         4      20000          0          1
         5      20000          0          1
         6      20000          0          1
         7      20000          0          1
8 rows selected.

Select a.kslldnam, b.kslltnum, b.class_ksllt 
From   x$kslld a, x$ksllt b 
Where  a.kslldadr = b.addr 
And    b.class_ksllt > 0;
Kslldnam                    kslltnum class_ksllt
------------------------- ---------- -----------
Process allocation                 3           2
Cache buffers chains              97           1

注意:如果服务器的cpu资源紧张,请不要增加_spin_count的值。当然,默认值2000是很久以前定下来的值,当时的cpu比现在的cpu要慢得多。

Latch free等待事件可以告诉我们什么?

如果我们在v$session_wait中发现有latch free等待事件,就意味着,进程在请求一个willing_to_wait模式的latch,在重试了_spin_count次后还是没有获得latch,然后转入睡眠状态了。如果latch争用严重,将会由于不断的spin导致cpu资源紧张,从而增加系统响应时间。

V$system_event视图的total_waits列记录了进程获取willing-to-wait模式latch失败的次数。V$latchsleeps列记录了进程由于等待某个latch而进入睡眠状态的次数。由于一个进程在_spin_count次尝试请求latch失败后会转入睡眠状态,total_waits列应该等于sleeps列的值的和,如以下sql所示。但是,某些时候,total_waits会比sleeps的和要大,这是因为,只有在进程获得latch后才会更新total_waits的值,而不是每次请求latch失败就更新。

Select a.total_waits, b.sum_of_sleeps
from (select total_waits from v$system_event where event = ’latch free’) a,
(select sum(sleeps) sum_of_sleeps from v$latch) b;


total_waits sum_of_sleeps
----------- -------------
414031680 414031680

由于latch free等待时间一般较短,所以在很少一段时间内,total_waits就可能变得非常大,这并不一定意味着系统有问题。只有当time_waited的值也非常显著的时候,你才需要关注latch free等待事件。

Latch失败区域(latch miss locations

V$latch_misses视图保存了latch失败在oracle内核代码中的区域信息。这些信息对于oracle support诊断latch等待事件有帮助。你可以通过以下查询查看位置信息。Steve adams有篇非常棒的关于这方面的文章http://www.ixora.com.au/newsletter/2001_02.htm

Select location, 
parent_name,
wtr_slp_count,
sleep_count,
longhold_count
from v$latch_misses
where sleep_count > 0
order by wtr_slp_count, location;
longhold
location parent_name wtr_slp_count sleep_count count
-------------------- -------------------- ------------- ----------- --------
. . .
Kglupc: child library cache 7879693 11869691 0
kghupr1 shared pool 8062331 5493370 0
kcbrls: kslbegin cache buffers chains 9776543 14043355 0
kqrpfl: not dirty row cache objects 15606317 14999100 0
kqrpre: find obj row cache objects 20359370 20969580 0
kglhdgn: child: library cache 23782557 9952093 0
kcbgtcr: fast path cache buffers chains 26729974 23166337 0
kglpnc: child library cache 27385354 7707204 0

Oracle10gR1中的latch

Oracle10g之前,所有的latch等待都显示为latch free等待事件。你可以通过latch free事件的p2参数和v$latch.latch#关联或者通过10046事件来查找某个进程争用的是哪个latch。而在Oracle10g中,latch被分成许多独立的等待。下面是oracle10gR1latch一个列表:

Select name
from v$event_name
where name like ’latch%’
order by 1;

name
----------------------------------------------------------------
latch activity
latch free
latch: in memory undo latch
latch: kcl gc element parent latch
latch: mql tracking latch
latch: cache buffer handles
latch: cache buffers chains
latch: cache buffers lru chain
latch: checkpoint queue latch
latch: enqueue hash chains
latch: gcs resource hash
latch: ges resource hash list
latch: latch wait list
latch: library cache
latch: library cache lock
latch: library cache pin
latch: messages
latch: object queue header heap
latch: object queue header operation
latch: parallel query alloc buffer
latch: redo allocation
latch: redo copy
latch: redo writing
latch: row cache objects
latch: session allocation
latch: shared pool
latch: undo global data
latch: virtual circuit queues
28 rows selected.

Latch产生的原因,诊断以及对

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