Oracle-Shared pool最详细的讲解-带你了解什么是Library cache

什么是Library cache

Library cache是Shared pool的一部分，它几乎是Oracle内存结构中最复杂的一部分，主要存放SQL语句，解析树、执行计划（shared curosr）和PLSQL对象（function，procedure，trigger）的信息，以及这些对象所依赖的table，index，view等对象的信息,Oracle利用hash table结构来解决library cache中快速定位的问题，用并发控制的机构，比如锁机制，来管理大量共享对象的并发访问和修改的问题。hash table就是很多hash bucket组成的数组，hash bucket由library cache object组成，每个library cache object都有一个指针library cache handle,其中的namespace属性表示其指向的对象的类型：比如CRSR(Cursor)，TABL(Table)，INDX(Index) ，PROD(Procedure)，TRIG(Trigger)等等

如何快速找到缓冲区里的SQL语句？(11G以前是library cache lock latch 以后是library cache:mutex）

原理与buffer cache中定位block的方式相同

①将对象信息（比如SQL）通过hash计算，用hash计算的值定位到某个hash bucket中，获得一个 ** shared pool latch**（会因为shared pool大小不合理产生）

②获得一个Library cache latch然后顺序扫描bucket中的library cache handle（如果没有跟发起的SQL一样的handle，就会创建一个新的handle，等待事件：** library cache load lock**

③然后获取Library cache lock，使用handle快速定位对象library cache object （ lock的作用是控制进程间的并发访问）

④通过library cahce object里的data block 指向 data heap（真实数据存放的位置）这时候将访问的数据pin在Library cache handle ** Library cache pin**

Library cache handle(句柄）

是对象的一个指针，其中name表示的是库缓存对象句柄所对应的库缓存对象的名称。其中的namespace属性表示其指向的对象的类型：比如CRSR(Cursor)，TABL(Table)，INDX(Index) ，PROD(Procedure)，TRIG(Trigger)等等。Library cache latch的主要作用是在hash bucket中定位handle时使用

LCO(Library cache object)是handel指向的对象，包含了以下几个部分的内容：

1.dependency table：

指向本对象所依赖的对象，比如：select * from emp这个cursor的对象，依赖emp这个表，这里指向了emp这个表的handle。

2.child table：

指向本对象的子对象，比如某个游标的子游标。子游标是指SQL文本相同，但是SQL的实际含义不同的情况，比如执行的用户不同，执行计划不同，执行的环境不同等等，我们一般称之为SQL的不同版本。一个SQL至少包含一个父游标和一个子游标。

注意：parent cursor和child cursor都是用library cache object handle 存储在Library Cache里的

3.authorization table：

对象的授权信息。

4.type

Library cache object的type，包括：shared cursor,index,table,cluster,view,synonym,sequence,procedure,function,package,table body,package body,trigger等等。

5.data blocks

data block是一个指针，指向了data heap，即存放真实数据的地方，主要包括：diana tree, p-code, source code, shared cursor context area等等

Library cache中的并发控制：

Oracle利用Library cache lock和Librarycache pin来实现并发控制，Library cache lock是在handle上获取的，而Library cache pin则是在data heap上获取。访问对象时，首先必须获取handle上的lock，然后将访问的数据pin在内存中。lock的作用是控制进程间的并发访问，而pin的作用是保证数据一致性，防止数据在访问时被交换出去。

Library cache lock有三种模式：null，share，exclusive，Library cache pin有两种模式：share，exclusive。下面详细解释在修改和访问对象时，lock和pin的作用：

修改对象：

编译SQL或PLSQL对象，获取该对象（cursor，procedure）handle上exclusive类型的lock，并且持有data heap上exclusive类型的pin，防止其他人读取和修改。同时，在该对象所依赖的对象（table）上，必须持有一个share类型的lock和pin，防止在修改的过程中，被其他进程所修改。

访问对象：

访问SQL或PLSQL对象，获取该对象（cursor，procedure）handle上NULL类型的lock，并且持有data heap上share类型的pin，同时，在其依赖的对象（table）上持有share类型的lock和pin。如果一个procedure依赖另外一个function，那么在被依赖的function上，也需要持有share类型的lock和pin。

NULL类型的lock比较特殊，它只存在于cursor和procedure等只读对象上，它并不起到任何并发控制的作用，它更象是一个trigger，当对象失效时，通知所有访问这个cursor的进程。比如：select * from emp这个SQL，依赖emp表，当emp表发生变化时，cursor上的NULL lock被打破，所有有访问这个cursor的进程都会知道该对象已经失效。

当持有对象的library cache pin时，会在row cache中对相应的对象加锁，就是row cache lock，阻止可能导致数据字典信息混乱的DDL发生。