shared pool的内部管理机制
3.1解析SQL语句的过程
为了将用户写的可读的SQL文本转化为oracle认识的且可执行的语句，这个过程就叫做解析过程。
解析分为硬解析和软解析。当一句SQL第一次被执行时必须进行硬解析。
当客户端发出一条SQL语句（也可以是一个存储过程或者一个匿名PL/SQL块）进入shared pool时
（注意，我们从前面已经知道，oracle对这些SQL不叫做SQL语句，而是称为游标（cursor）。因为oracle在处理SQL时，需要很多相关的辅助信息，这些辅助信息与SQL语句一起组成了游标），oracle首先将SQL文本转化为ASCII字符，然后根据hash函数计算其对应的hash值（hash_value）。根据计算出的hash值到library cache中找到对应的bucket，然后比较bucket里是否存在该SQL语句。
如果不存在，则需要按照我们前面所描述的，获得shared pool latch，然后在shared pool中的可用chunk链表（也就是bucket）上找到一个可用的chunk，然后释放shared pool latch。在获得了chunk以后，这块chunk就可以认为是进入了library cache。然后，进行硬解析过程。硬解析包括以下几个步骤：
1) 对SQL语句进行语法检查，看是否有语法错误。比如没有写from等。如果有，则退出解析过程。
2) 到数据字典里校验SQL语句涉及的对象和列是否都存在。如果不存在，则退出解析过程。
3) 将对象进行名称转换。比如将同名词翻译成实际的对象等。如果转换失败，则退出解析过程。
4) 检查游标里用户是否具有访问SQL语句里所引用的对象的权限。如果没有权限，则退出解析过程。
5) 通过优化器创建一个最优的执行计划。这一步是最消耗CPU资源的。
6) 将该游标所产生的执行计划、SQL文本等装载进library cache的若干个heap中。
在硬解析的过程中，进程会一直持有library cach latch，直到硬解析结束。硬解析结束以后，会为该SQL产生两个游标，一个是父游标，另一个是子游标。父游标里主要包含两种信息：SQL文本以及优化目标（optimizer goal）。父游标在第一次打开时被锁定，直到其他所有的session都关闭该游标后才被解锁。当父游标被锁定的时候是不能被交换出library cache的，只有在解锁以后才能被交换出library cache，这时该父游标对应的所有子游标也被交换出library cache。子游标包括游标所有的信息，比如具体的执行计划、绑定变量等。前面图四中看到的CHILDREN部分就是子游标所对应的handle的信息。子游标随时可以被交换出library cache，当子游标被交换出library cache时，oracle可以利用父游标的信息重新构建出一个子游标来，这个过程叫reload。可以使用下面的方式来确定reload的比率：
SELECT 100*sum(reloads)/sum(pins) Reload_Ratio FROM v$librarycache;
一个父游标可以对应多个子游标。子游标具体的个数可以从v$sqlarea的version_count字段体现出来。而每个具体的子游标则全都在v$sql里体现。当具体的绑定变量的值与上次的绑定变量的值有较大差异（比如上次执行的绑定变量的值的长度是6位，而这次执行的绑定变量的值的长度是200位）时或者当SQL语句完全相同，但是所引用的对象属于不同的schema时，都会创建一个新的子游标。
如果在bucket中找到了该SQL语句，则说明该SQL语句以前运行过，于是进行软解析。软解析是相对于硬解析而言的，如果解析过程中，可以从硬解析的步骤中去掉一个或多个的话，这样的解析就是软解析。软解析分为以下三种类型。
1) 第一种是某个session发出的SQL语句与library cache里其他session发出的SQL语句一致。这时，该解析过程中可以去掉硬解析中的5和6这两步，但是仍然要进行硬解析过程中的2、3、4步骤：也就是表名和列名检查、名称转换和权限检查。
2) 第二种是某个session发出的SQL语句与library cache里该同一个session之前发出的SQL语句一致。这时，该解析过程中可以去掉硬解析中的2、3、5和6这四步，但是仍然要进行权限检查，因为可能通过grant改变了该session用户的权限。
3) 第三种是当设置了初始化参数session_cached_cursors时，当某个session对相同的cursor进行第三次访问时，将在该session的PGA里创建一个标记，并且该游标即使已经被关闭也不会从library cache中交换出去。这样，该session以后再执行相同的SQL语句时，将跳过硬解析的所有步骤。这种情况下，是最高效的解析方式，但是会消耗很大的内存。
我们先来举一个例子说明如果在解析过程中发生语法或语义错误时，在shared pool中是怎样体现的。
SQL> select object_type fromm sharedpool_test111;
ORA-00942: 表或视图不存在
然后我们以level 16转储library cache，并打开转储文件，找到相应的部分，如下图八所示。可以看到，
该SQL语句在语法上是错误的（from写成了fromm），oracle仍然在shared pool中为其分配了一个chunk，然后该chunk进入library cache，并在library cache中分配了一个bucket，同时也生成了heap 0，但是该heap 0中不存在相应的一些如dependency table等table的部分，以及data block的部分。我看到有些资料上说SQL语句是先进行语法分析，如果通过语法分析以后，则应用hash函数生成hash值，然后再去shared pool中分配chunk。实际上从这个实例已经可以看出，这个说法是错误的。oracle始终都是先对SQL生成hash值（不论该SQL语法上是否正确），再根据hash值到对应的可用chunk链表（也就是bucket）里分配chunk，然后进入语法解析等解析过程。




图八
我们再举一个例子来说明解析正确的SQL语句的过程。如下所示。
SQL> alter system flush shared_pool;
SQL> variable v_obj_id number;
SQL> exec :v_obj_id := 4474;
SQL> select object_id,object_name from sharedpool_test where object_id=:v_obj_id;
OBJECT_ID OBJECT_NAME
---------- ---------------------------
4474 AGGXMLIMP
SQL> variable v_obj_id varchar2(10);
SQL> exec :v_obj_id := '4474';
SQL> select object_id,object_name from sharedpool_test where object_id=:v_obj_id;
OBJECT_ID OBJECT_NAME
---------- ---------------------------
4474 AGGXMLIMP
然后，我们以level 16来转储library cache。可以看到如下图九所示的内容。很明显的看到，子游标的
部分包含两条记录，这也就说明该SQL语句产生了两个子游标。虽然我们从SQL文本上看，前后两次执行的SQL语句是一样的。只有绑定变量的类型发生了改变，第一次是number型，而第二次是varchar2型。可正是这数据类型的变化导致了该SQL语句的执行计划不能得到共享，从而产生了两个子游标。这时，我们根据子游标的两个handle：6757f358和674440fc找到对应的heap 0的话，就可以看到这两个heap 0中所记录的heap 6是两个完全不同的内存块，这也说明前后两次执行SQL并没有真正得到共享。



图九

我们还可以根据该SQL的hash值（f390fb6f）来看看动态性能视图里是如何表现的。
SQL> select to_number('f390fb6f','xxxxxxxx') from dual;
TO_NUMBER('F390FB6F','XXXXXXXX
------------------------------
4086365039
SQL> select sql_text,version_count from v$sqlarea where hash_value=4086365039;
SQL_TEXT VERSION_COUNT
------------------------------------------------------------------------- ------------
select object_id,object_name from sharedpool_test where object_id=:v_obj_id 2
SQL> select sql_text,child_address,address from v$sql where hash_value=4086365039;
SQL_TEXT CHILD_ADDRESS ADDRESS
-------------------------------------------------------------------- ----------- --------
select object_id,object_name from sharedpool_test where object_id=:v_obj_id 6757F358 676B6D08
select object_id,object_name from sharedpool_test where object_id=:v_obj_id 674440FC 676B6D08
从记录父游标的视图v$sqlarea的version_count列可以看到，该SQL语句有2个子游标。而从记录子游标的视图v$sql里可以看到，该SQL文本确实有两条记录，而且它们的SQL文本所处的地址（address列）也是一样的，但是子地址（child_address）却不一样。这里的子地址实际就是子游标所对应的heap 0的句柄。
由此我们也可以看到，存在许多因素可能导致SQL语句不能共享。常见的因素包括， SQL文本大小写不一致、SQL语句的绑定变量的类型不一致、SQL语句涉及到的对象名称虽然一致但是位于不同的schema下、SQL的优化器模式不一致（比如添加提示、修改了optimizer_mode参数等）等。