Oracle 数据库管理员必读：True Cache 的简介

DBA巫师 2024-11-28

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应用程序需要更快速地处理大量数据，这给传统数据库系统带来了很大压力。为了解决这个问题，Oracle在其最新的 23ai 版本中推出了一个新功能 -- Oracle True Cache（真实缓存）。这个功能就像是数据库的"快速记忆区"，可以让数据访问变得更快。本文会用简单的方式介绍 True Cache 是什么、怎么用，以及如何设置，帮助数据库管理人员和开发人员更好地使用这个实用工具。

Oracle True Cache 概述

Oracle True Cache 是一种内存中、一致且自动管理的 SQL 和键值（对象或 JSON）缓存机制，旨在提升数据读取性能，同时保持数据的一致性和可靠性。其主要特点包括：

内存缓存：True Cache 作为主数据库前的内存缓存层，存储频繁访问的数据，减少对主数据库的直接读取请求。
数据一致性：通过应用主数据库的重做日志（redo apply），True Cache 保持与主数据库的数据一致性，确保返回的始终是已提交的数据。
自动管理：True Cache 自动管理缓存的数据块，无需人工干预，简化了缓存的维护工作。

True Cache 的架构与工作原理

在 True Cache 的架构中，应用程序可以选择从 True Cache 或主数据库查询数据。其工作流程如下：

查询处理：当应用程序向 True Cache 发起查询请求时，True Cache 首先在其内存中查找所需数据。如果数据已缓存，则直接返回；否则，从主数据库获取数据并缓存，以备后续请求使用。
缓存填充：True Cache 启动时为空，会读取大量数据块以填充缓存，确保常用数据的快速访问。
数据更新：缓存中的数据块通过从主数据库应用重做日志（redo apply）自动更新，类似于 Oracle Active Data Guard 的更新机制。
负载均衡：如果存在多个 True Cache 实例服务于同一数据库应用服务，监听器会自动分配和负载均衡会话到各个缓存实例。

应用程序与 True Cache 的集成

在配置 True Cache 后，应用程序需要决定是从 True Cache 还是主数据库查询数据。主要有两种集成方式：

双物理连接模式：应用程序维护两个物理连接：一个连接到主数据库，另一个连接到 True Cache。每个连接都有各自的数据库应用服务，应用程序根据操作类型（读取或写入）选择使用哪个连接。这种模式适用于任何现有的客户端驱动程序和编程语言。
单逻辑连接模式：应用程序维护一个逻辑连接，使用主数据库的数据库应用服务。从 Oracle Database 23c 开始，JDBC Thin 驱动程序会维护到主数据库和 True Cache 的物理连接。这种模式仅适用于 Java 应用程序。应用程序无需指定实例名称即可在 True Cache 和主数据库之间切换。通过调用特定的方法将逻辑连接标记为只读或读写：如果是只读，查询会被发送到 True Cache；否则，发送到主数据库。

以下示例代码展示了如何在 Java 应用程序中使用 JDBC Thin 驱动程序实现上述功能：

// 创建逻辑连接，连接到名为 SALES 的主数据库应用服务
Connection conn = DriverManager.getConnection(
    "jdbc:oracle:thin:@//host:port/service",
    "username",
    "password"
);


// 启用 True Cache 功能
((OracleConnection) conn).setUseTrueCacheDriverConnection(true);


// 将连接设置为只读模式，查询将被路由到 True Cache
conn.setReadOnly(true);
Statement stmt = conn.createStatement();
ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM your_table");
// 处理结果集
rs.close();
stmt.close();


// 将连接设置为读写模式，查询将被路由到主数据库
conn.setReadOnly(false);
stmt = conn.createStatement();
stmt.executeUpdate("UPDATE your_table SET column = value");
// 提交更改
conn.commit();
stmt.close();


// 关闭连接
conn.close();

应用程序可以灵活地在 True Cache 和主数据库之间路由查询，以优化性能并确保数据一致性。

True Cache 的配置策略

根据业务需求，True Cache 提供了多种配置策略，以满足不同的性能和可用性要求。

统一配置（Uniform Configuration）

示例架构：

主数据库：PRIMDBI
True Cache 实例：TCDB1I
和 TCDB2I
远程监听器：sales_rl
应用程序：两个独立的应用程序

在此配置中，True Cache 实例在启动时，会根据 FAL_CLIENT
参数（如 TCDB1I
或 TCDB2I
）指定的网络名称，注册到主数据库的网络名称（由 FAL_SERVER
参数指定，如 PRIMDBI
）。

如果应用程序手动管理连接，它会通过 True Cache 的数据库应用服务发送查询，而将其他查询和更新操作发送到主数据库的应用服务。为了实现更高的应用透明性，您可以使用 JDBC 方法，将主数据库的应用服务与 True Cache 的应用服务关联起来。

在此示例中：

主数据库（PRIMDBI
）运行名为 SALES
的数据库应用服务。
两个 True Cache 实例（TCDB1I
和 TCDB2I
）共享名为 SALES_TC
的数据库应用服务。

通过在主数据库的应用服务（SALES
）中设置 TRUE_CACHE_SERVICE
参数为 SALES_TC
，实现两者的关联。应用程序代码只需了解主数据库的应用服务（SALES
）。要使用 SALES_TC
数据库应用服务，应用程序只需更改 SALES
JDBC 连接的 setReadOnly
标志（TRUE
或 FALSE
）。

在这种配置下，True Cache 实例和主数据库共享一个远程监听器（sales_rl
）。如果存在多个 True Cache 实例并服务于同一个数据库应用服务，监听器会自动分配并负载均衡会话到各个缓存实例。

通过这种统一配置，Oracle True Cache 提供了高可用性和负载均衡的解决方案，确保应用程序在多个缓存实例之间高效地分配查询请求。

总结

Oracle True Cache 是 Oracle 23ai 版本推出的创新内存缓存解决方案，旨在提升数据库性能和可扩展性。它通过内存缓存层存储频繁访问的数据，并通过重做日志应用机制保持与主数据库的数据一致性。系统支持双物理连接和单逻辑连接两种集成模式，并提供灵活的配置选项。True Cache 的自动管理特性和负载均衡功能，使其成为解决高并发数据访问需求的理想选择，同时简化了数据库管理工作。