共享池之八：軟解析、硬解析、軟軟解析詳解一條SQL在library cache中解析涉及的鎖

還不算暈發表於2014-03-17

SQL

先來張大圖：

結合上圖來說明一下解析的各個步驟涉及的鎖。

軟解析、硬解析、軟軟解析區別的簡單說明：

為了將使用者寫的sql文字轉化為oracle認識的且可執行的語句，這個過程就叫做解析過程。

解析分為硬解析和軟解析，SQL語句第一次解析時必須進行硬解析

一句話說明硬解析與軟解析的區別是：

硬解析=需要生成執行計劃軟解析=不需要生成執行計劃

在Oracle中存在兩種型別的SQL語句，一類為DDL語句，不共享使用，也就是每次執行都需要進行硬解析。還有一類就是DML語句，會進行硬解析或軟解析。

硬解析變成軟解析：繫結變數

軟解析變成軟軟解析：設定session_cached_cursors，詳見

圖中涉及的各結構簡單介紹：

涉及的各結構的簡單介紹：詳見：

父遊標:儲存HASH值，SQL文字--相同SQL語句，就只有一個父遊標

父遊標裡主要包含兩種資訊：sql文字以及優化目標。父遊標在第一次開啟時被鎖定，直到其他所有的session都關閉該遊標後才被解鎖。當父遊標被鎖定的時候是不能被交換出librarycache的，只有在解鎖以後才能被交換出library cache。父遊標被交換出記憶體時父遊標對應的所有子游標也被交換出library cache。

子游標:一個父遊標下會有多個子遊標，各個子游標的執行計劃不一樣--多版本.一個父下必有一個子遊標，可以有多個子遊標。

子游標包括遊標所有的資訊，比如具體的執行計劃、繫結變數等。子游標隨時可以被交換處library cache，當子游標被交換出library cache時，oracle可以利用父遊標的資訊重新構建出一個子遊標出來，這個過程叫做reload（過載）。

父HANDLE，裡面有父遊標堆0的地址。。

父遊標堆0:有指向一個或多個子遊標的HANDLE夠控制程式碼地址

子游標的HANDLE:有子游標堆0地址

子游標堆0:有SQL語句依賴關係，並指向子游標的堆6

子游標堆6:存有SQL語句的執行計劃

SQL語句在Library cache執行的第一次檢查過程：

1.通過語法語義許可權等檢查的SQL語句進入Library cache
2.將SQL文字轉化為ASCII值(大小寫ASCII不同)並進行hash函式的運算
4.得到一個HASH值對應到hash bucket的號碼
################以上檢查通過後，進入以下解析過程

軟軟解析：

--通過設定session_cached_cursors引數實現-
SQL執行=3次（可以不是一個會話執行的SQL），堆6的DS-堆描述符地址被放入UGA(屬於PGA)--LOCK變為1-NULL標記語句為快取並保證記憶體不被釋放(堆6釋放堆0才能釋放)。
也就是SQL執行3次，被快取。第四次，就是軟軟解析了。
--優化目標：命中率90%以上。
會話發起SQL，會首先在User Global Area中查詢CURSOR資訊。
此時，在父遊標handle,子游標handle和子游標堆6上使用NULL 1。

####################################

軟解析：

1.獲得library cacheLatch ---如未獲得將產生：Latch:library cache
2.獲得library cache lock，檢索bucket上的父遊標handle，得到所指向的父遊標堆0-LCO的記憶體地址。
3.獲得library cache pin，讀取父遊標堆0-LCO，得到子游標handle地址。
4.獲得library cache lock，檢索子游標handle，得到所指向的子游標堆0-子LCO的記憶體地址。
5.獲得library cache pin，讀取子游標堆0-子LCO從而得到子游標堆6地址。
6.讀取子游標堆6，得到SQL執行計劃。
###找到child lco後，增加parsecount(total)統計值。
SQL開始執行：此時以共享模式獲得library cache lock和library cache pin，並執行SQL。
FETCH階段：執行完成進入FETCH階段，SQLCURSOR將library cache lock轉換為null模式，釋放library cache pin。
###############################################################

在嘗試軟解析時：
--如果未檢索到相同的父遊標LCO或子游標LCO時，發生硬解析。
--如果子游標堆6上不能加共享library cachepin或者child lco中資訊不完整，需要重建執行計劃--記錄為硬解析。

硬解析：

如果未檢索到相同的父遊標LCO或子游標LCO時，發生硬解析。程式會一直持有library cache latch，直到硬解析結束為止。
1.獲取shared pool latch,從freelist的bucket上查詢合適大小的CHUNK。
不存在大小合適的CHUNK會分割大CHUNK，剩餘的會再進入相應的BUCKET。
如果不能從free list的bucket上查詢到合適大小的CHUNK，則進入 lru list;如果仍不能獲取到CHUNK，則從shared pool剩餘內在中分配。如果CURSOR達到 _shared_pool_reserved_min_alloc隱含引數的大小標準(11.2.0.4中是4400），則從保留池中分配CHUNK;如果這些分配CHUNK操作都失敗，報錯：ORA-04031。如bucket列表過長或者碎片嚴重，產生latch:shared pool爭用。

2.分配到CHUNK後。獲得library cachelock--獨佔模式，建立父遊標handle
3.獲得library cache pin，建立父遊標堆0-父LCO的資訊。--library cache lock轉為NULL
4.獲得library cache lock，建立子游標handle
5.獲得library cache pin，建立子游標堆0-子LCO的資訊。
6.library cache pin，建立子游標堆6-執行計劃的資訊（通過優化器建立一個最優的執行計劃，這個過程會根據資料字典裡面記錄的物件的統計資訊，來計算最優的執行計劃，這一步涉及的運算量很大，最耗CPU資源）。
SQL開始執行：此時以共享模式獲得library cache lock和library cache pin，並執行SQL。
FETCH階段：執行完成進入FETCH階段，SQLCURSOR將library cache lock轉換為null模式，釋放library cache pin。

關於MUTEX與圖中librarycache Latch/PIN/LOCK的對應：

關於MUTEX，可以簡單的把library cache Latch/PIN/LOCK當做MUTEX的不同模式來套入此步驟。

在10G中，Mutex主要保護 handle和LCO---替代library cache PIN/LOCK

在11G中，Mutex可以保護bufket上鍊表，handle和LCO---替代library cache Latch/PIN/LOCK

控制程式碼上訪問競爭：Cursor:mutex 堆的訪問競爭：Cursor:pin

解析時MUTEX的相關爭用

1、相關鎖

（1）、計算HASH值，找到Bucket，搜尋HASH連結串列，查詢控制程式碼。

LIbrary Cache Latch（11G後被Mutex取代）

（2）、在父遊標控制程式碼中查詢父遊標堆0

mutex（取代Library cache lock latch) ，Library cache lock

（3）、在父遊標堆0中，查詢子游標控制程式碼。

兩次mutex。兩種型別的Mutex。取代了Librarycache pin latch和Library cache pin 。

（4）、在子游標控制程式碼中，查詢子游標堆0地址。

mutex（取代Library cache lock latch) ，Library cachelock

（5）、在子游標堆0中，查詢子游標堆6地址。

一次mutex。取代了Librarycache pin latch和Library cache pin 。

（6）、在子游標堆6中，讀取SQL執行計劃。