Database Writer (DBWR)

Oracle은 Buffer Cache 를 관리하기 위해서는 세 가지의 내부적인 structure를 사용하는데, 그 각각은 cache buffer chain, LRUW(dirty list), LRU(Least Recently Used list)이다.  buffer cache management의 기본을 이루는 이 세가지 list를 관리하면서 사용자에게 필요한 buffer를 사용가능 하도록 제공하여 주는 역할을 하는 것은 DBWR이다.  DBWR은 데이터화일에 대한 대부분의 Write 작업을 수행하는 프로세스이기도하다.(일부 CKPT(Checkpoint Process)에 의해 데이터화일의 Header는 주기적으로 Write된다). 또한, DBWR은 startup시 각 online datafile에 대해서 Media Recovery (MR) lock을 획득하는 등 데이타베이스 file의 관리자로도 간주된다.

Cache Buffer Chain
cache buffer chain list는 hashed chain list라고도 하며, doubly-linked hash list로 연결된 hash table (또는 hash bucket)로 구성되어진다. 이 has bucket은 instance startup시에 할당되며, 실제 buffer block으로 구성된 것은 아니고 buffer header만을 포함하게 된다.
hash bucket의 개수는 기본적으로 Oracle8.0 이하에서는 db_block_buffers/4, Oracle8i 에서는 db_block_buffers*2, Oracle9i에서는 _db_block_buffers*2 보다 큰 최소의 소수(prime number)가 되며, init$ORACLE_SID.ora에 명시적으로 _db_block_hash_buckets parameter에 의해 지정할 수 있다.
이 cache buffer chain에 존재하는 buffer들은 LRU list나 LRUW list (dirty list) 중의 하나에 위치하게 되며, 두 list 모두에 포함되지는 않는다. buffer들은 data block address(DBA)에 의해서 hash되어 hash table에 할당된다.
이상의 Cache Buffer Chain 을 관리하는 Latch는 cache buffers chains latch이고, _db_block_hash_latchesd에 의해 제어되며, default로 _db_block_buffers /128 값보다 크거나 같은 2의 승수로 결정된다. (_db_block_buffers 또는 db_block_buffers) < 4096 이면, _db_block_hash_latches는 1024로 결정된다. 대부분의 경우 기본값으로 충분한 성능을 발휘한다.
Oracle8i까지는 이러한 Cache 관련 List 등이 Shared Pool 에 존재했으나, Oracle9i에서부터는 Buffer Cache 영역에 존재한다.

LRU list
least recently used list 혹은 replacement list라 불리는 것으로, 이 LRU list의 head부분에는 가장 최근에 사용된 MRU buffer들을 포함한다. 특별한 경우를 제외하고는, 모든 새로운 block들은 모두 MRU end에 위치하며, LRU의 끝부분은 최근에 사용되지 않은, 곧 재사용될 buffer들이 위치한다. 그러므로 foreground process는 빈 buffer를 얻기 위해 LRU의 끝부분부터 찾기 시작한다. 이 LRU의 buffer들은 free, pinned, dirty 세가지 중 하나를 가지며 각각은 다음과 같은 특성을 가진다.

- pinned buffer: 현재 user에 의해 사용 중이어서, 재사용될 수 없는 상태의 buffer이며, pinned clean 혹은 pinned dirty로 다시 나뉘어질 수 있다.
- free buffer: 사용되지 않은 buffer, 즉 disk block이 읽혀져서 할당되어 사용될 buffer이다.
- dirty buffer: dirty buffer는 pinned dirty buffer와 마찬가지로 user가 사용하여 내용이 변경된 buffer이다. 그러나 pinned buffer가 현재 사용중이서 재사용될 수 없는 반면에, dirty buffer는 현재 사용중인 user나 waiter는 없기 때문에 LRUW list로 옮겨질 수 있고, 결국은 disk로 write될 buffer이다.

위에서 언급한 새로 읽어 들인 block중 MRU end부분에 위치하지 않는 특별한 경우란, 바로  Full Table Scan이다. Full Table Scan으로 읽은 table은 LRU list의 끝부분에 위치하게 된다. 이렇게 LRU end에 위치시키는 이유는 Full Table Scan으로 읽은 block은 다시 access할 확률이 적어서 곧 다시 재사용될 수 있도록 한 것이다.
그러나 Full Table Scan의 경우에도 매우 중요하고 자주 사용되어 MRU end에 전체 table의 내용을 모두 cache시키고 싶은 경우도 있을 수 있다. 이러한 경우에는 다음과 같이 CACHE을 사용하면 된다.
SQL> alter table dept cache;
SQL> select /*+ cache(a) */ * from emp a;
이러한 CACHE절은 작은 table에만 사용하는 것이 바람직하며, 큰 table에 사용하게 되면 buffer의 MRU end쪽의 대부분의 buffer를 이 하나의 table이 차지하게 되는 현상이 발생 가능하다. 그리고 이 CACHE절로 MRU end에 위치한 table도 이후 다른 TABLE이 계속 사용되어짐에 따라 LRU end쪽으로 점차 이동하다 disk로 write되고 Buffer Cache에서 사라질 수 있다.

LRUW list
dirty list라고도 불리며, DBWR는 이 list의 buffer의 내용을 disk에 write하여 빈 buffer로 만든다. buffer를 LRUW list로 옮기고 결국은 disk에 write하는 것이 DBWR의 기본 기능이라 할 수 있다.