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资源说明：RAC (Real Application Clusters) 是Oracle数据库的一种高可用性和可伸缩性的解决方案，它允许多个实例同时处理同一个数据库。在RAC环境中，Cache Fusion机制是其核心特性，用于解决多实例间的数据一致性问题。下面我们将深入探讨RAC Cache Fusion机制的实现原理。
在单实例数据库中，数据块的修改直接在内存中的当前版本上进行。但在RAC环境下，由于数据可能被多个实例共享，因此需要一种机制来确保数据的一致性和有效传播。Cache Fusion通过高速的私有互连（Private Interconnect）在实例间传递数据块，实现了全局缓存的统一视图。这一过程大大提升了系统的性能和响应速度。
Cache Fusion机制主要包含以下几个关键步骤：
1. **数据块版本获取**：当一个实例需要修改数据时，首先需要确定数据块的当前版本在哪个实例中。这是通过GCS（Global Cache Service）服务完成的，它管理着数据块在集群中的分布状态。
2. **锁管理**：在RAC中，DLM（Distributed Lock Manager）服务负责全局锁的申请和释放。进程在操作数据之前，需要通过DLM获取PCM（Cache Fusion Resource）锁，即针对特定数据块的锁。PCM资源是一个与DBA（数据块地址）相对应的内部数据结构。
3. **数据块传递**：一旦进程获取到PCM锁，数据块就会通过Private Interconnect从拥有该数据块的实例传递到请求实例。在Oracle 9i及之后的版本中，无论是未修改的“干净”块还是已修改的“脏”块，都可以通过Private Interconnect直接传递，显著提高了性能。相比Oracle 7的OPS（Oracle Parallel Server）和Oracle 8i的“Net-Based Ping”，这种方式避免了磁盘I/O，减少了延迟。
4. **GCS与GES服务**：GCS服务由LMS（Local Memory Server）后台进程执行，负责数据块在实例间的实际传输。而GES服务由LMD（Local Management Daemon）后台进程管理，它确保了多实例间对数据块的访问顺序，防止并发冲突，从而保证数据一致性。
5. **资源映射与请求处理**：在Cache Fusion过程中，DBA被转换为PCM资源名称，然后提交给DLM进行锁操作。一旦获得锁，实例就可以安全地读取或修改数据，然后更新数据并可能将结果返回给其他实例。
通过这些机制，RAC Cache Fusion确保了即使在多个实例同时访问数据库的情况下，数据的一致性、完整性和高性能。理解这些原理对于优化RAC环境的性能和解决问题至关重要。在实际应用中，监控和调整Private Interconnect带宽、锁等待时间以及实例间通信效率等，都是提高RAC系统性能的关键因素。
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