面试宝典:介绍下Oracle数据库动态性能视图 V$TEMP_CACHE_TRANSFER

Oracle动态性能视图V$TEMP_CACHE_TRANSFER解析

原创于 2025-09-07 09:35:38 发布 · 964 阅读

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好的，我们来全面、深入地解析 Oracle 19C 数据库中的 V$TEMP_CACHE_TRANSFER 动态性能视图。这是一个非常专业且深入的视图，用于诊断与临时块在缓冲区缓存（Buffer Cache）中的异常缓存行为相关的问题。

1. 作用与使用场景

作用：
V$TEMP_CACHE_TRANSFER 动态性能视图用于统计和显示那些本应被直接读取（Direct Read）的临时表空间数据块，却意外地被读入缓冲区缓存（Buffer Cache）中的事件信息。这种非预期的行为被称为 “缓存传输” 或 “缓存渗透”（Cache Transfer），它可能会污染缓冲区缓存，从而影响整个数据库的性能。

核心使用场景：

诊断缓冲区缓存性能问题：当发现缓冲区缓存命中率下降、或缓存中存在大量非活跃的临时块（CLASS='TEMPORARY'）时，使用此视图定位问题的根源。
识别引发缓存传输的SQL：找到哪些特定的 SQL 语句或操作导致了大量的临时块缓存传输，从而进行有针对性的优化。
验证Bug或异常行为：某些Oracle版本的Bug或特定的操作（如并行查询）可能会导致临时块的异常缓存，此视图提供了确认此问题的证据。
深度性能调优：对于追求极致性能的系统，需要确保临时I/O严格遵循直接路径读写，避免任何不必要的缓存争用。

2. 字段含义详解

该视图的统计维度是 FILE#（文件号）、BLOCK#（块号） 和 CAUSE（原因）。下表列出了该视图中的关键字段及其详细含义。

字段名称	数据类型	含义与说明
`FILE#`	NUMBER	发生缓存传输的临时文件的文件编号。与 `V$TEMPFILE` 中的 `FILE#` 关联。
`BLOCK#`	NUMBER	发生缓存传输的临时文件中的数据块号。
`CAUSE`	VARCHAR2(11)	导致该临时块被读入缓冲区缓存的原因。这是最关键的诊断字段。常见值： • `direct read`: 最常见的正常原因。通过直接路径读入，但后续因某些原因需在缓存中定位。 • `buffer busy`: 在等待"buffer busy"事件时，尝试将块读入缓存以解决争用。 • `read by other`: 另一个会话正在从磁盘读取该块，当前会话直接使用缓存中的版本。 • `cr`: 为了构造一致性读（CR）块而被读入缓存。 • `checkpoint`: 由于检查点操作（虽然临时块通常不涉及检查点）。
`FREQUENCY`	NUMBER	该特定块（`FILE#, BLOCK#`）因所述原因（`CAUSE`）被传输到缓冲区缓存中的次数。高频率表明该块是"热点"临时块。
`DATAOBJ#`	NUMBER	数据对象标识符（可选）。可能关联到临时段的对象ID。
`CON_ID`	NUMBER	容器 ID。在多租户环境（CDB）中，标识该统计信息属于哪个可插拔数据库（PDB）。对于非 CDB 数据库，此值为 0。

3. 相关视图与基表

相关视图：
- V$BH：核心关联视图。查看缓冲区缓存中当前缓存的块信息。可以通过 FILE# 和 BLOCK# 与 V$TEMP_CACHE_TRANSFER 关联，查看这些临时块的当前状态（如是否仍驻留缓存、状态、脏块等）。
- V$TEMPFILE：通过 FILE# 关联，获取临时文件的详细信息。
- V$SQL / V$SQLAREA：虽然不能直接关联，但需要结合这些视图来分析导致缓存传输的SQL（通常需要结合时间点和操作类型推断）。
- V$SESSION / V$SESSMETRIC：监控会话级别的I/O和缓存活动。
- V$BUFFER_POOL_STATISTICS：查看缓冲区缓存的整体统计信息，评估缓存压力。
基表：
V$TEMP_CACHE_TRANSFER 是一个动态性能视图，其数据来源于实例的内存结构。它通常基于一个名为 X$KCBCTD（或类似名称，Oracle 未公开）的 X$ 表。这些 X$ 表是 Oracle 内核中用于跟踪缓存传输内部统计信息的内存结构，绝对不建议用户直接查询。

4. 底层原理与知识点介绍

1. 临时I/O的理想模式：直接路径I/O

临时表空间的I/O设计初衷是绕过缓冲区缓存（Buffer Cache），采用直接路径I/O（Direct I/O）。
优点：避免占用宝贵的缓冲区缓存空间（这些空间应用于缓存频繁访问的表和索引块），减少闩锁争用，提高并发性能。
直接路径I/O在PGA和磁盘之间直接传输数据，不涉及SGA。

2. 什么是缓存传输（Cache Transfer）？
在某些特定情况下，一个本应通过直接路径读取的临时块，被非预期地读入或"传输"到缓冲区缓存中。这违背了临时I/O的设计原则，被称为缓存传输。它是一种异常或非期望的行为。

3. 缓存传输发生的原因（底层原理）：

一致性读（CR）需求：一个查询需要为临时块构造一个读一致性的版本（CR块），这个构造过程必须在缓冲区缓存中完成。
缓冲区繁忙等待（Buffer Busy Waits）：多个进程同时请求同一个临时块，为了协调访问，Oracle可能会将该块读入缓存进行管理。
并行查询（Parallel Query）：并行从属进程（Slave Processes）之间可能需要共享中间结果集，有时会通过缓存来传递数据。
监控与诊断：某些内部诊断操作可能需要检查临时块的内容。
Oracle Bug：在某些版本或特定条件下，可能存在缺陷导致临时块被错误缓存。

4. 缓存传输的危害：

污染缓冲区缓存：大量不常访问的临时块占据了缓存空间，挤出了本应缓存的常用数据块和索引块，导致缓存命中率下降。
增加闩锁争用：管理缓存中的临时块需要获取cache buffers chains等闩锁，增加了内部争用。
性能下降：整体数据库性能可能会因为缓存效率降低而下降。

5. 临时块在缓存中的特征：
在 V$BH 视图中，临时块通常具有以下特征：

CLASS = 'TEMPORARY'
STATUS 通常是 'free' 或 'xcur'。
TEMP_DIRTY 字段指示是否为脏块（虽然临时块一般不记录重做，但在缓存中仍可能被标记为脏）。

5. 常用查询 SQL

1. 查看导致临时块缓存传输最多的文件和块

SELECT 
    FILE#,
    BLOCK#,
    CAUSE,
    FREQUENCY,
    DATAOBJ#
FROM V$TEMP_CACHE_TRANSFER
ORDER BY FREQUENCY DESC
FETCH FIRST 20 ROWS ONLY;

2. 按原因（CAUSE）分组，统计缓存传输事件

SELECT 
    CAUSE,
    COUNT(*) AS EVENT_COUNT,
    SUM(FREQUENCY) AS TOTAL_FREQUENCY
FROM V$TEMP_CACHE_TRANSFER
GROUP BY CAUSE
ORDER BY TOTAL_FREQUENCY DESC;

3. 结合V$BH，查看当前缓存中是否存在这些被传输的临时块

SELECT 
    tct.FILE#,
    tct.BLOCK#,
    tct.CAUSE,
    tct.FREQUENCY,
    bh.STATUS,
    bh.CLASS,
    bh.TEMP_DIRTY
FROM V$TEMP_CACHE_TRANSFER tct
JOIN V$BH bh ON (tct.FILE# = bh.FILE# AND tct.BLOCK# = bh.BLOCK#)
WHERE bh.CLASS = 'TEMPORARY' -- 确保我们看的是临时块
ORDER BY tct.FREQUENCY DESC;

4. 检查是否有某个临时文件是缓存传输的热点

SELECT 
    FILE#,
    tf.NAME AS TEMPFILE_NAME,
    COUNT(DISTINCT BLOCK#) AS AFFECTED_BLOCKS,
    SUM(FREQUENCY) AS TOTAL_TRANSFERS
FROM V$TEMP_CACHE_TRANSFER tct
JOIN V$TEMPFILE tf ON tct.FILE# = tf.FILE#
GROUP BY tct.FILE#, tf.NAME
ORDER BY TOTAL_TRANSFERS DESC;