Buffer Busy waits

 

1. Basic Info

访问特定块的进程需要先获得特定块的Buffer Lock。假如要修改特定的块，需要以独占(Exclusive)模式获得的Buffer Lock。相反，只是要读取特定块需要以共享(Shared)模式获得 Buffer Lock。

如果进程A对块X已获取Buffer Lock的状态时，因进程B对同一个块不能以互换模式获取而进行Buffer Lock等待。这时发生的就是buffer busy wait事件。

Buffer bus wait最常见的情况是在多个进程对同一个块进行Insert或者Update的情况。对块进行Insert或者Update的时候，要求以独占模式获取Buffer Lock。多个进程同时对同一个块以独占模式获取Buffer Lock时会发生对Buffer Lock的争用，显示为buffer busy wait事件的发生。

 

2. Parameter & Wait Time

 

2.1 Wait Paremeters

buffer busy wats等待事件的等待参数如下。

P1：File#

P2：Block#

p3：在Oracle 10g表示的是块类（block class），在Oracle 9i表示的是Reason Code。

 

2.2 Wait Time

一般等待1秒。假如为了以独占模式获取Buffer Lock等待Buffer busy wait事件1秒后，再次获取时需要等待3秒。要读取特定块的会话必须获得Buffer Lock。

 

3. Check Point & Solution

因不同的块类而发生buffer busy waits事件的原因和解决方法如下。

数据块（块类=1）

用户应用程序的多个会话对同一块执行修改的时，一般称这种块为热块（Hot Block）。解决热块的方法有以下几种。对用户应用程序进行修改：通过对应用修改使得多个会话不会同时对一个块进行修改。

• PCTFREE值的调整：加大PCTFREE值，在一个块里的行数自然会减少，从而减少对块的争用。
• 右倾索引的修改：索引键右倾斜会发生对索引叶节点的竞争。最具代表性的是利用序列(Sequence)值产生的键的值作为索引使用。这时可以利用反转索引(Reverse Index)使键值分散，从而减少争用。
• 使用FLM时：使用FLM（Free List Management）的时候，在Storage属性中要设置充分大的FREELISTS属性值。FREELISTS的值是1的时候，因为会有多个进程对同一个块Insert而发生争用。FREELISTS值最好设置为同时执行Insert进程的最大值。
• 分区(Partitioning)：通过段的分区可以任意的分散块。如果通过使用像哈希分区(Hash Partition)技术把聚集在一个块上的块用物理方法随机分散到任意空间上，以此可以减少争用。

段头（段类=4）

使用FLM的时候，在Storage属性中设置充分大的FREELISTS属性值。如果是在OPS或RAC的环境下，需要给FREELIST GROUPS设置跟实例个数一样的值。设置了FREELIST GROUPS属性值后，与段头块使用不同的FREELIST，所以会减少对段头块的争用。

位图(Bitmap)块（块类=8，9，10）

使用ASSM（Automatic Segment Space Management）时可能会发生三个阶段的位图块的争用。位图块中发生的块争用无法利用Oracle的调优而改善，而是要通过应用程序的修改, 减少过多的并发的DML。

ASSM中大规模的同时DML相比较FLM是会有更多一点的开销。但大部分情况下的这种开销是可以无视的。ASSM相比FLM提供更多优点，特别对RAC提供最佳性能。

回滚头块（块类=15+2*r）

使用AUM（Automatic Undo Management）的时候在回滚头的块不会经常出现发生争用。使用手动模式的回滚段时，提供足量的回滚段数而减少回滚段的争用。

 

4. Event Tip

4.1 FLM

4.2 ASSM

5. Analysis Case

5.1 利用分散块减少buffer busy waits等待现象

下图是通过Maxgauge监控发生buffer busy waits事件的结果。

图buffer busy waits事件发生情况

分析buffer busy waits事件的发生原因分析结果可以确认，多个进程同时对同一个块修改的过程中，在数据块(Block class =1)上发生争用。即，以如下图的形式进行对特定表的Update操作就是原因所在。

为了随机分散块，而使用了如下的哈希分区。

— t_buffer_busy_waits 表 — 使用哈希分区将行分散到任意块中 CREATE TABLE t_buffer_busy_waits ( id                            NUMBER, name                         VARCHAR2(10) ) PARTITION BY HASH(id) PARTITIONS 100;

下图是使用哈希分区后，通过Maxgauge监控同一应用程序的结果。可以确认buffer busy waits事件发生减少。

通过V$SYSTEM_EVENT视图可以确认改善前后buffer busy waits事件的等待时间，发现从4,120秒减少到了1,214秒。

 

5.2 因低效的SQL引起的Buffer Lock等待现象

因为在Oracle9i版本中Buffer Busy Wait（id130）事件在10g版本上更名为Read By Other Session，所以变成Read by other session的分析案例。

 

5.3 错误的FreeList属性值引起发生Buffer Busy Waits等待现象

需要分析的实例是发生了Actvie Seeion从维持平均2~30个，突然在特定的时段发生了剧增到300多个的现象。

Active Session趋势图如下，查看Active Session增加时段的等待事件目录来看，除了Idle事件(=SQL *Net Message..)之外Buffer busy waits事件是等待发生的最多的(1199秒)。

为了了解Active Session和Buffer Busy Waits事件等待的相关关系，确认两个指标的趋势图的结果，可以确认增加区域是一样的。

因此可以确认Active Session的剧增现象是因为发生了Buffer Busy Waits事件。

通过确认相应时间的Active Session List，等待Buffer Busy Waits事件的会话都是对SUBSCRIBE表进行INSERT，Buffer Busy Waits事件的P3值的ID是220。ID220是对同一个块进行修改时候发生的Buffer Lock争用现象。

因Insert而产生Buffer busy waits事件的争用大部分是因为错误的FREELISTS导致的。多个会话同时对同一个表进行Insert的时候，段会急剧扩张，这时相比在执行Insert的实际进程，空闲列的值过小时，发生Buffer Busy Waits。。

来确认一下实际等待Buffer Busy Waits事件的会话的Wait发生列表。

可以确认从等待Buffer Busy Wait的某一时刻开始变成了等待HW Enqueue。

因为Buffer Busy Waits事件和HW Enqueue事件是与FREELISTS相关，所以查看Insert对象表SUBSCRIBE的freelists，freelist groups 的属性值。

如上，SUBSCRIBE表的Freelists值设置为1。

在使用FLM（FreeList Management）管理段时，Oracle一般分配一个Master Freelist，但是在生成段的时候给Freelists值为1，Master Freelist需要兼做Process Freelist。因为只生成一个Freelist，同时会有多个进程使用同一个空闲块，而导致发生Buffer Busy Waits事件。

还有，Master Freelist会储存新的空闲块，个别的进程在需要空闲块时，从Master Freelist中获取空闲块。但是，主空闲列中没有空闲块的时候，需要获取HW锁利用HWM获得空闲块。这过程中发生HW Enqueue。

即，因为多个会话执行Insert的表Freelist属性值是1，发生了buffer lock争用，从而导致Active Session剧增。这时，将有问题的表的freelist值改为可以同时进行多个进程个数，或者考虑使用ASSM(Auto Segment Space Management)来解决问题。