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关于Oracle实例恢复的前滚和回滚的理解

关于oracle实例恢复的一些理解,一直都有误区,今天通过查看相关资料和与同学探讨,发觉了自己的错误,探讨结果如下:实例恢复:当数据库非正常关闭的时候(断电或者shu abort等等非一致性关闭),当你从新启动数据库的时候,数据库相关进程自动进行实例恢复,无须人工干预。

作者:贺子_DBA时代来源:ITPUB|2017-06-07 19:18

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关于Oracle实例恢复的前滚和回滚的理解

关于oracle实例恢复的一些理解,一直都有误区,今天通过查看相关资料和与同学探讨,发觉了自己的错误,探讨结果如下:

实例恢复:当数据库非正常关闭的时候(断电或者shu abort等等非一致性关闭),当你从新启动数据库的时候,数据库相关进程自动进行实例恢复,无须人工干预。

什么时候需要实例恢复

在shutdown normal or shutdown immediate下,也就是所谓的clean shutdown,checkpoint也会自动触发,并且把SCN纪录写回。 当发生checkpoint时,会把SCN写到四个地方:

三个地方于control file内:

  1. SYSTEM CHECKPOINT SCN
  2. Datafile checkpoint SCN
  3. Stop SCN:就是在实例一致性关闭的时候,更新

一个在datafile header内:

1.Start SCN

正常open的状态下一致性的数据库,SYSTEM CHECKPOINT SCN,Datafile checkpoint SCN和数据文件头Start SCN的这三个SCN是一致,并且储存在control file中的stop scn就会恢复为NULL值。

Clean shutdown 时

当clean shutdown 时,checkpoint会进行,并且此时datafile的stop scn和控制文件里的start scn会相同, 等到open数据库时,Oracle检查datafile header中的start scn和存于control file中的datafile的scn是否相同, 如果相同,接着检查start scn和stop scn是否相同,如果仍然相同,数据库就会正常开启,否则就需要recovery。

等到数据库开启后,储存在control file中的stop scn就会恢复为NULL值,此时表示datafile是open在正常模式下了。

非正常shutdown

如果不正常SHUTDOWN (shutdown abort),则mount数据库后,会发现stop scn并不是等于其它位置的scn, 而是等于NULL,这表示Oracle在shutdown时没有进行checkpoint,下次开机必须进行crash recovery(实例恢复)。

注意一点:

  • 启动数据库时,如果发现STOP SCN = NULL,表示需要进行crash recovery;
  • 启动数据库时,如果发现有datafile header的START SCN 不等于储存于CONTROLFILE的DATAFILE SCN,表示需要进行Media recovery

2.实例恢复的具体过程

当数据库突然崩溃,而还没有来得及将buffer cache里的脏数据块刷新到数据文件里,同时在实例崩溃时正在运行着的事务被突然中断,则事务为中间状态,也就是既没有提交也没有回滚。这时数据文件里的内容不能体现实例崩溃时的状态。这样关闭的数据库是不一致的。

下次启动实例时,Oracle会由SMON进程自动进行实例恢复。实例启动时,SMON进程会去检查控制文件中所记录的、每个在线的、可读写的数据文件的END SCN号。

数据库正常运行过程中,该END SCN号始终为NULL,而当数据库正常关闭时,会进行完全检查点,并将检查点SCN号更新该字段,所以可以通过END SCN号是否为null来判断是不是需要实例恢复。

而崩溃时,Oracle还来不及更新该字段,则该字段仍然为NULL。当SMON进程发现该字段为空时,就知道实例在上次没有正常关闭,于是由SMON进程就开始进行实例恢复了。

SMON进程进行实例恢复时,会从控制文件中获得检查点位置。于是,SMON进程到联机日志文件中,找到该检查点位置,然后从该检查点位置开始往下,应用所有的重做条目,从而在buffer cache里又恢复了实例崩溃那个时间点的状态。这个过程叫做前滚,前滚完毕以后,buffer cache里既有崩溃时已经提交还没有写入数据文件的脏数据块,也还有事务被突然终止,而导致的既没有提交又没有回滚的事务所弄脏的数据块。

前滚一旦完毕,SMON进程立即打开数据库。但是,这时的数据库中还含有那些中间状态的、既没有提交又没有回滚的脏块,这种脏块是不能存在于数据库中的,因为它们并没有被提交,必须被回滚。打开数据库以后,SMON进程会在后台进行回滚。

有时,数据库打开以后,SMON进程还没来得及回滚这些中间状态的数据块时,就有用户进程发出读取这些数据块的请求。这时,服务器进程在将这些块返回给用户之前,由服务器进程负责进行回滚,回滚完毕后,将数据块的内容返回给用户。

3.为什么数据库的实例恢复是先前滚再回滚

回滚段实际上也是以回滚表空间的形式存在的,既然是表空间,那么肯定就有对应的数据文件,同时在buffer cache 中就会存在映像块,这一点和其他表空间的数据文件相同。

当发生DML操作时,既要生成REDO(针对DML操作本身的REDO Entry)也要生成UNDO(用于回滚该DML操作,记录在UNDO表空间中),但是既然UNDO信息也是使用回滚表空间来存放的,那么该DML操作对应的UNDO信息(在BUFFER CACHE生成对应中的UNDO BLOCK)就会首先生成其对应的REDO信息(UNDO BLOCK's REDO Entry)并写入Log Buffer中。

这样做的原因是因为Buffer Cache中的有关UNDO表空间的块也可能因为数据库故障而丢失,为了保障在下一次启动时能够顺利进行回滚,首先就必须使用REDO日志来恢复UNDO段(实际上是先回复Buffer Cache中的脏数据块,然后由Checkpoint写入UNDO段中),在数据库OPEN以后再使用UNDO信息来进行回滚,达到一致性的目的。

生成完UNDO BLOCK's REDO Entry后才轮到该DML语句对应的REDO Entry,最后再修改Buffer Cache中的Block,该Block同时变为脏数据块。

实际上,简单点说REDO的作用就是记录所有的数据库更改,包括UNDO表空间在内。

总 结

今天最重要的一点我知道了,所谓的前滚,是应用redo来恢复buffer cache的数据,将buffer cache恢复到crash之前状态,所以此时buffer cache 中既有崩溃时已经提交还没有写入数据文件的脏数据块,也还有事务被突然终止,而导致的既没有提交又没有回滚的事务所弄脏的数据块(也就是没有commit,但是dbwr已经将改变刷新到底层磁盘),还有一点是控制文件中还有一个 end scn,用来记录数据库正常关闭的时候的数据库文件头的scn,并且可以通过这个scn是否为null来判断需或者不需实例恢复。

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【责任编辑:枯木 TEL:(010)68476606】

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