谈谈buffer cache的优化思路

BUFFER CACHE作为数据块缓冲区，不是一块简单的内存区域。在这一块内存区域上，Oracle设计了很多LATCH来保护BUFFER CACHE的结构不受并发性访问的破坏，当LATCH数量不够用或并发访问模式不兼容时，将会引起LATCH的争用，这就是我们经常看到的LATCH FREE等待事件。
从BUFFER CACHE中读取数据块一般需要花费100ns左右，假设每次只读取一个数据块，也就是每秒可以读取10 000 000个数据块。而从磁盘读取数据块一般需要花费10ms左右（包括寻址定位时间和传输时间），也就是说每秒只能读取100个数据块。从这个角度来讲，数据块从内存中读取的效率要比从磁盘中读取高100 000倍，但并不是说数据块从BUFFER CACHE中读取一定比从磁盘中读取好，即BUFFER CACHE的命中率并不是越高越好。BUFFER CACHE作为Oracle 数据块的缓冲区，不同的系统类型和业务模块对其命中率的敏感程度会有所不同。比如OLTP系统并发高、事务小、响应快、SQL执行时读取的数据块数量较少，因此，在此系统上比较高的BUFFER CACHE命中率不仅能加快数据块的读取时间，而且能有效缓解存储的I/O压力。而OLAP系统并发低，事务大，SQL执行时读取的数据块数量较多， 所以在这类系统中，BUFFER CACHE命中率的高低却不是特别重要，而且在此类系统中，将所有的数据块都存储在BUFFER CACHE中也不太现实。
客户端发起读取业务数据的需求，数据库在接受到这个请求之后，首先会在BUFFER CACHE中查看所需的数据块是否存在，如果存在，则从BUFFER CACHE中读取数据块内容返回给业务程序。如果不存在，则由服务器进程从数据文件中将数据块读至BUFFER CACHE中，然后再返回给业务程序。从以上简单的流程中可以引申出以下几个优化点：
1、当数据块在BUFFER CACHE中不存在时，业务程序只能从数据文件中物理地读取数据块（PHYSICAL READS），因此会消耗比较多的I/O资源。当存储I/O压力比较大时，可以增加BUFFER CACHE，加大数据块驻留在BUFFER CACHE中的概率，从而缓减系统I/O压力。
2、业务程序读取BUFFER CACHE中的数据块之前需要获得一系列LATCH，所以在某些场景下，数据块不经过BUFFER CACHE直接返回给应用程序效率可能更高一些。
3、同一时刻，Oracle只允许一个进程修改数据块。如果大量的进程并发读取或修改BUFFER CACHE中相同的数据块，那么势必会引起争用。