Oracle数据块检索某张表的数据有多种方法，不过总结起来不外乎两种，一种是通过全表扫描，检索出这张表的所有数据块，然后从中找出所需要的数据；另外一种是通过索引，首先找到符合检索条件的索引记录，找出对应表记录的rowid，然后通过rowid查找相关的数据记录。通过索引扫描数据是检索表数据的一个特例，通过rowid中的file id和block id可以直接定位一个数据块，找到数据块后，根据rowid中的行号可以找到对应的数据块中的偏移量，然后找出这条记录。实际上根据索引查找数据的算法也包含在全表扫描中。今天我们以全表扫描为例来看看Oracle是如何检索表数据的。第一步，通过数据字典tab$，我们可以找到表的定义，包括字段定义以及数据段的定义。段的信息存放于seg$中，不过在tab$中已经包含了从数据文件中找到该数据段的所有信息了。

tab$中的file#,block#就指出了该表的第一个extent的头部位置，通过这个数据我们就可以找到这张表的表头，根据表头的bitmap信息，就可以找到包含这张表的数据的数据块的extent信息，也就可以去扫描这张表了。要扫描这张表，就需要不这张表的数据块先读入DB CACHE，然后再从DB CACHE中访问这些数据。因为exent是连续的数据块，因此读取这些extent的时候，采用的是多块读操作，当读操作正在进行的时候，会产生db file scattered read等待事件。如果某个extent中正好某些数据块已经存在于内存中，那么只需要读入这个extent中的单个数据块的时候，这种表扫描操作也可能会采用单块读。这也是有些朋友跟踪表扫描的时候发现有时候还是会出现db file sequential read等待事件的原因。如果我们的数据已经读入内存了，前台程序想要去访问这个cache，大概是什么样的操作呢？前些年老白在写《DBA的思想天空》的时候，研究了这个算法，并用C语言写了一段伪代码。通过这段伪代码我们来详细的分析一下，要访问一个DB CACHE中的数据块，需要做什么样的操作吧。//通过rdba查找一个数据块

//vRDBA：数据块的地址(FILEID+BLOCKID)

//vSCN：用于一致性读的SCN

Find Buffer( int vRDBA,int vSCN)

{

//获取该数据块的HASH链的HASH值

v_hash_value=getRdbaHash(vRDBA);

//SPIN 相关cache buffers chains,根据hash value选择不同的子闩锁

while (!spinLatch('cache buffers chains',v_hash_value))

{

如果spin失败，就sleep，然后继续SPIN

pinLatchSleep(sleepTime++);

}

//在指定的hash chains中查找符合某个SCN条件的数据块的BUFFER HEAD，这个功能用于MVCC多版本控制，产生一致性读

retVal=findBufferInHashChains(v_hash_value,vRDBA,vScn,);

if(retVal==O_找到兼容版本数据)

//如果找到了兼容的版本的DB CACHE数据，那么通过BH中的指针找到这个CACHE的地址，

//然后将该地址写入UGA的访问该数据块的LIBRARY CACHE的访问数据块列表中

{

//vkcbh是这个buffer的buffer head，这个bh被链接在HASH CHAINS上，kcbbhba是BH对应的BUFFER的地址

vksuse->ksusesql->...=vkcbh->kcbbhba;

//释放CACHE BUFFERS CHAINS闩锁，然后返回，结束访问

unpinLatch('cache buffers chains',v_hash_value);

return;

}

else

{

if(retVal==(O_找到BUFFER||O_当前快||O_SCN不兼容)

//需要生成CR BLOCK，然后读取

{

//释放CACHE BUFFERS CHAINS闩锁，然后返回，结束访问

unpinLatch('cache buffers chains',v_hash_value);

//查找一个空闲的BUFFER，用于生成CR block

//查找空闲块，将起buffer head赋予vbh，如果找不到，反复重试

while((vbh=findFreeBuffer())==null)

{

//如果没有找到空闲块，发出makefree消息，然后SLEEP，等待唤醒

sendMakeFreeMsg();

sleepForFreeMsg();

}

//再次获取相关cache buffers chains,根据hash value选择不同的子闩锁

while (!spinLatch('cache buffers chains',v_hash_value))

{

//如果spin失败，就sleep，然后继续SPIN

pinLatchSleep(sleepTime++);

}

//下面操作省略，算法十分复杂，先复制CURRENT的BUFFER到新BUFFER，然后通过UNDO数据前滚数据块的数据

...

...

...

//处理完成,释放cache buffers chains闩锁，然后返回

unpinLatch('cache buffers chains',v_hash_value);

return;

}

}

else

//没有找到BUFFER，找一个可用的BUFFER,从数据文件读入相关BLOCK

{

//释放CACHE BUFFERS CHAINS闩锁，然后返回，结束访问

unpinLatch('cache buffers chains',v_hash_value);

//查找一个空闲的BUFFER，用于读取数据块

//查找空闲块，将起buffer head赋予vbh，如果找不到，反复重试

while((vbh=findFreeBuffer())==null)

{

//如果没有找到空闲块，发出makefree消息，然后SLEEP，等待唤醒

sendMakeFreeMsg();

sleepForFreeMsg();

}

//再次获取相关cache buffers chains,根据hash value选择不同的子闩锁

while (!spinLatch('cache buffers chains',v_hash_value))

{

//如果spin失败，就sleep，然后继续SPIN

pinLatchSleep(sleepTime++);

}

//下面省略，从数据文件中读取该数据块

...

...

...

//处理完成,释放cache buffers chains闩锁，然后返回

vksuse->ksusesql->...=vkcbh->kcbbhba;

//以下省略，从数据块中查找所需要的记录

…

…

unpinLatch('cache buffers chains',v_hash_value);

return;

}

}

上面这段代码是老白理解的数据块被读入DB CACHE并被检索的过程，和Oracle 实际的算法可能相差十万八千里。不过老白这段代码体现出了Oracle DB CACHE操作的一些基本的原理性的东西。大家可以参考。要访问某个数据块，首先要计算出该数据块的HASH VALUE，然后获取该HASH链的相关闩锁，再去搜索HASH CHAINS。搜索的时候不仅要找到RDBA一致的数据块，而且其SCN也要符合要求，如果SCN不符合要求，那么我们可能需要产生CR块，再从CR块中读取相关数据。

这部分的知识点十分丰富，而且和很多知识点都有关联和交叉，因此老白这段代码只是考虑了最为简单的场景。如果大家有兴趣，可以继续细化这段代码，从而更深入的理解这些知识点。

这部分相关的知识点包括：working set(x$kcbwds)、DB BLOCK(包括数据文件、表空间、extent、segment等)、buffer head(x$bh)、hash chains、lru chains、undo、会话和PGA等等。