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為了保證數(shù)據(jù)庫中多個(gè)用戶間的讀一致性和能夠回退事務(wù)。
一、在一個(gè)簡單的更新語句中，對(duì)于回滾段的操作存在多處，在事務(wù)開始時(shí)，首先需要在回滾表空間獲得一個(gè)事務(wù)槽，分配空間，然后創(chuàng)建前鏡像，此后事務(wù)的修改才能進(jìn)行，oracle必須以此來保證事務(wù)是可以回滾的。如果用戶提交了事務(wù)，oracle會(huì)在日志文件記錄提交，并且寫出日志，同時(shí)會(huì)在回滾段中把事務(wù)標(biāo)記為已提交；如果用戶回滾事務(wù)，則oracle需要從回滾段中把前鏡像數(shù)據(jù)讀取出來修改數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，完成回滾，這個(gè)過程本身也要產(chǎn)生redo，所以回退這個(gè)操作是很昂貴的。
二、回滾段存儲(chǔ)的內(nèi)容
1、對(duì)于insert 操作，回滾段只需要記錄插入記錄的rowid，如果回退，只需要將該記錄根據(jù)rowid刪除即可。
2、對(duì)于update操作：回滾段只需要記錄被更新字段的舊值即可，回退時(shí)通過舊值覆蓋新值即可完成回退。
3、對(duì)于delete操作，oracle則必須記錄正行的數(shù)據(jù)，在回退時(shí)，oracle通過一個(gè)反向操作恢復(fù)刪除的數(shù)據(jù)。
三、并發(fā)控制和一致性讀
1、一方面oracle通過鎖定機(jī)制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制；一方面通過多版本模型來進(jìn)行并發(fā)數(shù)據(jù)訪問。通過多版本架構(gòu)，oracle實(shí)現(xiàn)了讀取和寫入的分離，使得寫入不阻塞讀取，讀取不阻塞修改。這是oracle數(shù)據(jù)庫區(qū)別于其他數(shù)據(jù)庫的一個(gè)重要特征。oracle一方面不允許其他用戶讀取未提交數(shù)據(jù)，一方面要保證用戶讀取數(shù)據(jù)要來自同一時(shí)間點(diǎn)。
假設(shè)員工scott的薪水為3000那么：
1）在t1時(shí)間，在session1查詢可以得到這個(gè)結(jié)果
2）在t2時(shí)間session2進(jìn)行更新，將scott的薪水增加3000，并為提交
3）在t3時(shí)間session1再次查詢，注意此時(shí)，oracle不會(huì)允許其他用戶看到未提交數(shù)據(jù)，所以此時(shí)，oracle需要通過回滾段記錄的前鏡像進(jìn)行一致讀，將3000恢復(fù)出來供給用戶，這是一致性讀的作用。
4）在t4時(shí)間，session2提交更改，此時(shí)數(shù)據(jù)修改被永久化；
5）在t5時(shí)間，其他用戶再次查詢，將會(huì)看到變化后的數(shù)據(jù)，也就是4000.
oracle內(nèi)部使用scn作為時(shí)鐘，在這里查詢結(jié)果集就是根據(jù)scn來進(jìn)行判斷的，每個(gè)數(shù)據(jù)塊頭部都會(huì)記錄一個(gè)提交scn，當(dāng)數(shù)據(jù)更改提交后，提交scn同時(shí)被修改，這個(gè)scn在查詢時(shí)可以用來進(jìn)行一致性讀判斷。
四、在自動(dòng)undo管理表空間，oracle隨之引入了幾個(gè)新的初始化參數(shù)
undo_management:用來定義數(shù)據(jù)塊使用的回滾段是否使用自動(dòng)管理模式。該參數(shù)有兩個(gè)選項(xiàng)，auto表示自動(dòng)管理，manual表示手工管理。
undo_tablespace:用來定義在自動(dòng)管理模式下，當(dāng)前實(shí)例使用哪個(gè)undo表空間。
undo_retention:表示在自動(dòng)管理模式下，當(dāng)回滾段變得非激活之后，回滾段中的數(shù)據(jù)在被覆蓋前保留的時(shí)間，該參數(shù)單位是秒。
五、回滾機(jī)制的深入研究
1、獲取事務(wù)信息：
v$transaction動(dòng)態(tài)視圖
xidusn:回滾段號(hào)
xidslot：事務(wù)槽
xidsqn：事務(wù)的序列號(hào)
ubafil:undo block address filenum
ubablk:UBA block number
ubarec:UBA record number
v$rollstat動(dòng)態(tài)視圖
usn：回滾段標(biāo)識(shí)
rssize：回滾段默認(rèn)大小
xacts：活動(dòng)事務(wù)數(shù)
writes：回滾段寫入數(shù)
shrinks：回滾段收縮次數(shù)
extends：回滾段擴(kuò)展次數(shù)
gets：獲取回滾段頭次數(shù)
waits：回滾段頭等待次數(shù)
2、轉(zhuǎn)儲(chǔ)undo段
在undo段頭的轉(zhuǎn)儲(chǔ)文件中，dba指向的就是包含這個(gè)事務(wù)的前鏡像的數(shù)據(jù)塊地址。前十位代表文件號(hào)，后22位代表block號(hào)。轉(zhuǎn)儲(chǔ)文件中的irb:指的是回滾段中記錄的最近未提交變更開始之處，如果回滾，這是起始的搜索點(diǎn)。rci：該參數(shù)代表的是undo chain（同一事務(wù)中的多次修改，根據(jù)chain連接關(guān)聯(lián)）的下一個(gè)偏移量。在x$BH中class字段中4表示的是段頭，1表示的是數(shù)據(jù)塊，state為3的就是一致讀構(gòu)造的前鏡像。
select b.segment_name ,a.file#,a.dbarfil,a.dbablk,a.class,a.state
from x$bh a,dba_extents b
where b.relative_fno=a.dbarfil
and b.block_id<>
and b.block_id+b.blocks>a.dbablk
and b.owner='SCOTT'
and b.segment_name='EMP'
3、轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)塊信息
ITL事務(wù)槽指interested transaction list，事務(wù)必須獲得一個(gè)ITL事務(wù)槽才能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)修改ITL內(nèi)容包括:
xid:事務(wù)的id
uba：undo塊的地址
lck：lock status
xid=undo.segment.number+transaction.table.slot.number+wrap
1）首先當(dāng)一個(gè)事務(wù)開始時(shí)，需要在回滾段事務(wù)表上分配一個(gè)事務(wù)槽
2）在數(shù)據(jù)塊頭部獲取一個(gè)ITL事務(wù)槽，該事務(wù)槽指向回滾段頭的事務(wù)槽
3）在修改數(shù)據(jù)之前，需要記錄前鏡像信息，這個(gè)信息以u(píng)ndo record的形式存儲(chǔ)在回滾段中，回滾段頭事務(wù)槽指向該記錄。
4）鎖定修改行，修改行鎖定位指向ITL事務(wù)槽。
5）數(shù)據(jù)修改可以進(jìn)行。
4、塊清除（block cleanouts）
在事務(wù)需要修改數(shù)據(jù)時(shí)，必須分配ITL事務(wù)槽，必須鎖定該行，必須分配回滾段事務(wù)槽和回滾空間記錄前鏡像。當(dāng)事務(wù)提交時(shí)，oracle需要將回滾段上的事務(wù)表信息標(biāo)記為非活動(dòng)，以便空間可以重用；那么還有ITL事務(wù)信息和鎖定信息需要清除，以記錄提交。由于oracle在數(shù)據(jù)塊上存儲(chǔ)了ITL和鎖定等事務(wù)信息，所以oracle必須在事務(wù)提交之后清除這些事務(wù)數(shù)據(jù)，這就是塊清除。塊清除主要清除的數(shù)據(jù)有行級(jí)鎖、ITL信息（包括提交標(biāo)志、SCN等）。如果提交時(shí)修改過的數(shù)據(jù)塊仍然在buffer cache之中，那么oracle可以清除ITL信息，這叫做快速塊清除，如果事務(wù)提交時(shí)修改過的數(shù)據(jù)塊已經(jīng)被寫回到數(shù)據(jù)文件上，oracle會(huì)等到下次訪問該block時(shí)再來清除ITL鎖定信息，這就是延遲塊清除。
5、產(chǎn)生ora-01555錯(cuò)誤的原因
1）由于回滾段是循環(huán)使用的，當(dāng)事務(wù)提交以后，該事務(wù)占用的回滾事務(wù)表被標(biāo)記為非活動(dòng)，回滾段空間可以被覆蓋重用。那么當(dāng)一個(gè)查詢需要使用被覆蓋的回滾段構(gòu)造前鏡像實(shí)現(xiàn)一致讀，此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)oracle著名的ora-01555錯(cuò)誤
2）因?yàn)檠舆t塊清除。當(dāng)一個(gè)查詢觸發(fā)延遲快清除時(shí)，oracle需要去查詢回滾段獲得該事務(wù)的提交scn，如果事務(wù)的前鏡像信息已經(jīng)被覆蓋，并且查詢scn也小于回滾段中記錄的最小scn，那么oracle將無法判斷查詢scn和事務(wù)提交scn的大小，此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)延遲塊清除導(dǎo)致的ora-01555錯(cuò)誤。
3）使用sqlldr直接加載數(shù)據(jù)時(shí)。
alter tablespace tablespace_name retention guarantee;
oracle提供一個(gè)內(nèi)部事件（10203事件）可以用來跟蹤數(shù)據(jù)庫的塊清除操作，10203事件可以通過以下命令設(shè)置，設(shè)置后需要重新啟動(dòng)數(shù)據(jù)庫該參數(shù)才能生效
alter system set event='10203 trace name context forever' scope=spfile;
alter database datafile '.....' offline drop;
六、回滾段的空間過大
1）通過查詢?cè)噲Dv$dba_data_file和v$dba_temp_files確定臨時(shí)表空間和undo表空間的大小
2）新建一個(gè)undo表空間
create undo tablespace tablespace_name;
3）切換undo表空間
alter system set undo_tablespace=undotbs2 scope=both;
4)等待原表空間所有undo segment offline；
5）刪除原undo表空間
drop tablespace undotbs1 including contents；
七、特殊情況的恢復(fù)
在很多情況下，特別是在使用隱含參數(shù)強(qiáng)制打開數(shù)據(jù)庫之后，可能會(huì)在ora-006004194錯(cuò)誤，在alert文件中，記錄主要錯(cuò)誤日志，出現(xiàn)此種錯(cuò)誤時(shí)，最好的辦法是通過備份進(jìn)行恢復(fù)，如果沒有備份，那么可以通過特殊的初始化參數(shù)進(jìn)行強(qiáng)制啟動(dòng)，
1）從當(dāng)前的日志文件中找到對(duì)應(yīng)的AUM(auto undo management)下的回滾段名稱。
2）修改init.ora參數(shù)文件，使用oracle隱含參數(shù)_corrupted_rollback_segments將回滾段標(biāo)記為損壞，oracle會(huì)跳過對(duì)于這些回滾段的相關(guān)操作，強(qiáng)制啟動(dòng)數(shù)據(jù)庫。
3）使用init.ora參數(shù)文件啟動(dòng)數(shù)據(jù)庫
startup pfile=initconner.ora
4）重新創(chuàng)建新的undo表空間，刪除出現(xiàn)問題的表空間，修改參數(shù)文件，由參數(shù)文件生成新的spfile，重新啟動(dòng)數(shù)據(jù)庫。
create undo tablespace undotbs1 datafile '.......' size 10m;
alter system set undo_tablespace=undotbs1 scope=both;
drop tablespace undotbs2;
修改參數(shù)文件，變更undo表空間，并取消_corrupted_rollback_segments設(shè)置。
有參數(shù)文件創(chuàng)建spfile；
打開數(shù)據(jù)庫即可；
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