Oracle RAC Cache Fusion 详解

适用版本：Oracle Database 10g / 11g / 12c / 19c / 23ai 文档版本：v1.0 / 2026-07

1. 概述

Cache Fusion 是 RAC 节点间缓存协同机制[1]：

详细见：Oracle RAC 架构深度解析、Oracle Buffer Cache 工作原理详解。

2. 原理

2.1 共享缓存

- 每节点 Buffer Cache
- 逻辑共享
- 节点间传输
- 不必写盘

2.2 GES/GCS

- GES（Global Enqueue Service）：锁
- GCS（Global Cache Service）：缓存
- 协同

3. 块状态

3.1 模式

- NULL（N）：无
- SHARED（S）：共享读
- EXCLUSIVE（X）：独占写

3.2 角色

- LOCAL：仅一个节点持有
- GLOBAL：多节点持有

3.3 Past Image（PI）

- 旧版本
- 加速恢复
- 故障切换

4. 读操作

4.1 本地有

- 直接读
- 本地 Buffer Cache

4.2 本地无

1. 检查 GCS
2. 持有节点传输
3. 写盘（如果需要）
4. 本地接收

4.3 三种情况

- 其他节点无：从磁盘读
- 其他节点 S：传输 S
- 其他节点 X：传输并降级

5. 写操作

5.1 本地 X

- 直接写
- 本地 Buffer

5.2 远程 X

1. 请求 X
2. 远程降级或写盘
3. 传输 PI
4. 本地 X

5.3 多节点 S

1. 请求 X
2. 其他节点释放
3. 本地 X

6. GCS

6.1 功能

- 块持有者追踪
- 模式管理
- 块传输协调

6.2 资源

- BL（Block）：数据块
- 资源 Master
- 节点分布

6.3 视图

SELECT * FROM v$gc_element;
SELECT * FROM v$cache_transfer;
SELECT * FROM v$bh;

7. GES

7.1 功能

- 锁管理
- 队列
- 全局

7.2 锁类型

- TX：事务
- TM：DML
- 其他

7.3 视图

SELECT * FROM v$ges_enqueue;
SELECT * FROM v$lock;

8. 性能指标

8.1 等待事件

- gc cr block 2-way
- gc cr block 3-way
- gc current block 2-way
- gc current block 3-way
- gc buffer busy

8.2 查看

SELECT event, time_waited, total_waits
FROM v$system_event
WHERE event LIKE 'gc%'
ORDER BY time_waited DESC;

8.3 调优

- 减少 Cache Fusion
- 优化 SQL
- 分区
- 服务

9. Cache Fusion 优化

9.1 减少 Transfer

- 索引
- 分区
- 服务隔离

9.2 节点亲和

- 节点固定
- 服务
- 连接池

9.3 网络优化

- 低延迟
- 高带宽
- HAIP

10. 应用场景

10.1 OLTP

- 不同节点不同数据
- 减少 Cache Fusion
- 服务隔离

10.2 OLAP

- 并行
- Cache Fusion
- 性能

10.3 混合

- 亲和
- 监控
- 优化

11. 监控

11.1 统计

SELECT name, value FROM v$sysstat 
WHERE name LIKE 'gc%' OR name LIKE '%cache%';

11.2 等待

SELECT event, total_waits, time_waited
FROM v$system_event
WHERE event LIKE 'gc%';

11.3 AWR

@?/rdbms/admin/awrrpt.sql

详细见：Oracle AWR 报告深度分析。

12. 常见问题

12.1 gc 等待高

- Cache Fusion 多
- SQL 优化
- 服务隔离

12.2 网络瓶颈

- 带宽
- 延迟
- HAIP

12.3 热块

- 单块争用
- 分区
- 反向索引

13. 最佳实践

服务隔离：节点亲和
分区：减少传输
网络：高速
HAIP：冗余
监控：gc 等待
优化 SQL：减少
索引：合理
文档：架构
测试：性能
演练：故障

14. 参考资料

[1] Oracle Real Application Clusters Administration and Deployment Guide 19c https://docs.oracle.com/en/database/oracle/oracle-database/19/racad/