概述

RAC 的本质是一个数据库，是运行在多台计算机上的数据库，它的主要任务是数据库就是事务处理，它通过 Distributed Lock Management(DLM:分布式锁管理器) 来解决并发问题。

今天主要区别讲下DLM\GRD\GCS\GES这些概念？oracle是怎么去控制并发和读一致性的？

Cache Fusion

由于要解决多个节点的并发，所以引入了DLM（Distribute Lock Management）。

DLM在Oracle发展的不同时期，名字也不相同，在OPS时期，叫做PCM；而在RAC时期叫做Cache Fusion。在DLM 中，根据资源数量，活动密集程度，把资源分成两类：Cache Fusion和Non-Cache Fusion。

在RAC中，DLM是以数据块作为粒度单位进行协调。

DLM协调集群各节点对资源使用的功能就叫做同步。

Cache Fusion Resource指数据块这种资源，包括普通数据库，索引数据库，段头块(Segment Header),undo 数据库。 
Non-Cache Fusion Resource是所有的非数据库块资源, 包括数据文件，控制文件，数据字典，Library Cache，share Pool的Row Cache等。Row Cache 中存放的是数据字典，它的目的是在编译过程中减少对磁盘的访问。

在全局buffer cache中对块和它们影像间协调是不能低估的。在RAC数据库中，缓存融合常常代表了最大的利益和最高的成本。好处是缓存融合理论上运行按比例增大，并可能取得近乎线性的扩展性。然而，缓存融合强加的额外工作量可能会在10%的范围内。

GRD（Global Resource Directory）

Cache Fusion要解决的首要问题是：数据块拷贝在集群节点间的状态分布图。RAC是通过GRD来实现的。

GRD位于每个实例的SGA中，所有实例的GRD汇总在一起才是一个完整的GRD。

RAC中使用了一些附加的后台进程来做缓存间的同步——记住RAC使用cache fusion结构来模拟一个横跨集群内所有节点的全局SGA。访问buffer cache中的块需要在读一致和写的访问间进行协调，共享资源的队列现在也是在集群全局上的。全局缓存服务(Global Cache Service GCS)用来对公共buffer cache的访问，全局队列服务(Global Enqueue Service GES)用来管理集群中的队列。

GCS和GES对应用而言都是透明的。内部使用的原结构就是先前提到的GRD，由GCS和GES进程来维护。GRD分布在集群的所有节点上，是SGA的一部分，这就是为什么一个RAC数据库的SGA比同等情况下的单实例数据库要来得大。资源管理由GCS和GES来协商。特定的资源完全由一个实例来管理，这个实例就是resource master。但它并是不固定的，Oracle 9.2以后的版本实现了动态的资源管理(DRM)，在9.2以前，资源的remastering只发生在实例故障、GRD重建的时候。新的版本中，如果Oracle检测到一个resource master以外的实例在一个给定的时间间隔中对一个特定的资源的访问过于频繁，就会发生resource mastering。在这种情况下，该资源就会被remaster到其他节点上，也就是说，频繁访问该资源的另一个节点将成为resource master。很多用户反馈了动态remastering的一些问题，当它过于频繁发生的时候会造成一些不必要的开支。这种情况下，可以禁用DRM。

（GRD还记录了哪些资源由哪些实例来管理，当一个实例发生故障时，恢复起来将非常方便）

下图说明GCS如何与GES协同工作来维护GRD

real application cluster

全局缓存服务(GCS)

LMSn后台进程使用GCS在全局buffer cache中维护缓存的一致性，SGA中可以存在同一个数据块的多份拷贝(当前版本只有一个)，GCS对数据块的状态和位置进行跟踪，并通过内部连接将块传输到其他节点的实例中。

全局队列服务(GES)

和GCS类似，GES工作在块级别，管理集群中的全局队列。根据经验，如果一个操作没有涉及在全局buffer cache中控制/移动数据块，那么很可能是经过了GES的处理。全局队列服务负责所有的实例中的资源操作，比如对数据字典和库缓存的访问或事务的全局管理。它同样可以检测集群中的死锁。它跟踪多个实例同时访问资源时Oracle队列机制的状态。全局队列服务监控(LMON)和全局队列服务后台进程(LMD)组成全局队列服务的一部分。锁进程LCK0负责无缓存方式的访问，比如library和row cache请求。

总结：

DLM是rac的核心工作机制，把所有实例的SGA虚拟成一个大的SGA，可能看起来容易混，简单总结下，因为rac资源是共享的，为了解决多个节点的并发，所以通过DLM（cache fusion）来控制，而DLM是以数据块作为粒度单位进行协调，当要块转移是依赖于全局资源目录（GRD）--模拟一个横跨集群内所有节点的全局SGA,而整个cache fusion是由GCS（负责数据库在实例间的传递）和GES（负责锁管理）组成的，这样就可以很容易的联系起来了~