redo 和 undo 之二

5、分析redo

redo的管理是数据库的一个串行点，每个oracle数据库实例都只有一个LGWR进程，所有的事务都会要求LGWR进程去管理，写他们的各自的redo，每个操作的LGWR写的越多，就会使系统越慢。所以我们就要时刻关注每一个事务生成的rodo的量。

如何查看redo的量呢？ 你可能会想到用sql*plus内置的特性AUTOTRACE来查看，但是有个问题Tom说这个特性只能查看比较简单的DML语句，对于一些复杂的操作我们还是需要查看两个动态性能表：

V$MYSTAT： 其中有每个会话的提交的信息。

V$STATNAME：这个视图告诉我们V$MYSTAT视图的每一行表示什么

对于Oracle9i Release 2，DBA 可能把数据库置于FORCE LOGGING 模式。在这种情况下，所有操作都会计入日志。查询SELECT FORCE_LOGGING FROM V$DATABASE 可以查看是否强制为日志模式。这个特性是为了支持Data Guard, Data Guard 是Oracle 的一个灾难恢复特性，它依赖于redo来维护一个备用数据库（standby database）备份。

在sql中设置nologing：

有些SQL 语句和操作支持使用NOLOGGING 子句。这并不是说：这个对象的所有操作在执行时都不生成重做日志，而是说有些特定操作生成的redo 会比平常（即不使用NOLOGGING 子句时）少得多。注意，我只是说“redo”少得多，而不是“完全没有redo“。所有操作都会生成一些redo——不论日志模式是什么，有数据字典操作都会计入日志。只不过使用NOLOGGING 子句后，生成的redo 量可能会显著减少。

5.1 块清除：

有时候我们在执行select操作的时候也可能会产生redo，其一个可能原因就是oracle块清除。块清除就是删除所修改数据块上与"锁定"有关的信息,即事务信息。Oracle在事务相关的提交列表中,记录下已修改的块列表,每个列表记录20个块,根据需要可能分配有多个这种列表。这种块列表有一个上限,就是缓冲区缓存大小的10%.

如果一次修改的块,没有超过了缓冲区缓存大小的10%,并且这些块在内存中,则commit时,会清除块上的事务信息,否则,就不会理会它,直到下次访问这些块时,再清除块中的事务信息,这就是延迟块清除.因为这个Select修改了块的事务信息,所以就会产生Redo.

块清楚的分类：

fast commit cleanout 和 delayed block cleanout 这两种： 

如果一个事务修改的块不超过数据缓冲区（data buffer catch）的10%，那么oracle 做的是fast commit cleanout。

如果是一个事务修改的块超过了10%，那么oracle就执行delayed block cleanout，还有一种情况会执行delayed block cleanout，那就是当事务还没有提交的时候，数据块已经被刷新输出到了磁盘中，当执行commit的时候，oracle不会再把这个块调入缓冲区来执行块清除，而是把这个操作留到下次touch这个块的时候。（我自己理解的时候注意到，刷新输出数据块的时候，要考虑到操作系统块和oracle的数据块是不一样大小的，所以我觉得这个cleanout操作是在数据缓冲区完成的。恩，是的，调入buffer catch完成。）

我们首先回忆一下，数据锁是数据的属性，它是存储在数据块的首部的，当一个大批量的insert 或者 update 结束后，oracle进行commit操作，虽然说这个事务已经提交了，但是还是会有一些数据块的数据没有被刷新输出到磁盘，（我之前觉得也有可能是已经刷新输出后，itl事务槽还没有被覆盖，但是我看到有人说好像只要commit完成，就会清除itl事务槽里面的信息，保留下commit的SCN号）这时的块事务槽（也就是ilt事务槽里面的数据）都还在这个数据块内，没有被删除。

当再一次接触（touch）这些数据的时候（如，select操作，数据块的下一个读者首先检查该块的事务状态是否为活动，不活动的话，修改事务的标志（flag)。这样可以避免不必要的事务读。），就会去修改这些块头，从而产生了不必要的脏数据（因为数据块被修改成了脏数据，但是数据内容又没有修改，所以成了假的脏数据，产生不必要的redo 日志）在完成下一个检查点（check point）的时候会有大量的块写入磁盘，（因为检查点就是阶段性的提交，会有很多数据块刷新出来）。

下面来看一看提交清除是怎么工作的：

在与我们的事务相关的提交列表中，oracle会记录已修改的块的列表，这些列表的大小时固定的，一个表有20个块，一个事务可能有很多个这样的列表，如果我们做强制清除，那么oracle会设置一个上限，即数据块缓冲区的10%，超过了这个上限，oracle将不会再给这个事务分配列表。commit的时候，oracle就会处理这些列表，oracle回过头来再到SGA的数据块缓冲区中访问这些块（有的块可能已经刷新输出到了磁盘，这些只能下次访问的时候再做块清除咯），如果块可用（没有别的事务正在给他加锁修改这个块）那就完成清理（当做fast commit cleanout时，oracle不会清理 Row locks lb标志位，ITL lck标志位。），删除itl事务槽里面的事务信息。

delayed block cleanout中读（如select）操作是如何工作的：

当一个进程读到一个块的时候， 必须确保一点：块上的 itl SCN号必须小于这个进程的读SCN号（如果大于，那就说明又有另一个事务对块做了操作，必须到undo段里去读原来的旧数据镜像），如果不进行块清除，itl 事务槽里也就没有提交SCN(COMMIT SCN ),这时，这个读进程先去回滚段中尝试找真实的 commit scn，也就自然的找到上次提交的scn ，再判断一下上次提交的scn和这次查询的scn谁大谁小，如果这次查询scn小于上次提交scn，则根据回滚条目进行回滚，找到那时的数据进行读取。这时，也就做了delayed block cleanout，把没有commit scn的块标上scn，下次再来查询的时候就不用跑到undo段里去了，直接根据 块首itl槽里的commit scn 判断是否需要进行回滚。还有意外，那就是如果回滚段被覆盖了咋办？只要 读scn 能在回滚段里找到了比他小的最小scn，那就将这个commit scn 标记为  回滚段中所能找到的最小scn。（就是说延迟块清除的事物肯定是早已经提交了的，没有从回滚段找到他对应的scn，说明已经被覆盖，从回滚段找个min scn就可以，这个min scn肯定是比延迟块清除事物的scn大。）

延迟清除的块在被select 时,如果读的select 的scn 比这个回滚段里面最小的scn 还要小的话(回滚段已回绕),那么在回滚段里面找不到数

据了,oracle 就没有办法判断select 的SCN 与被要清除的数据块的大小关系,于是ora-01555就出现了,这个时候oracle 就不知道数据块里面

的数据是不是是查询时刻需要的数据.

如果查询 scn 小于回滚段中所能找到的最小 scn ，并且 所需要的回滚段信息又被覆盖了，则发生1555 错误。

对于为什么要用最小的scn更新itl，对于查询安全要怎么理解 ：
commit 的时候没有来得及更改这个block（delay block cleanout），事后cleanout 的时候已经找不到当时对应的scn了，但是，从回滚段中可以得到一个最小的提交scn，并且该事务已经提交肯定小于这个从回滚段中还存在的最小scn。那么oracle给这个 cleanout 的事务分配一个从回滚段中找到的最小事务scn。这虽然不准确，但是是安全的，对于数据访问也不构成影响。所以叫 upper bound ,猜测的一个scn的上限。

另一种情况是delayed block cleanout，当transaction还未commit或rollback时modified block已经被写回磁盘，当发生commit时oracle并不会把block重新读入做cleanout，而是把cleanout留到下一次对此块的dml或select。当delayed cleanout时候如果undo segment header的transaction table slot还没有被覆盖，那么可以找回该事务递交的exact scn，如果slot已经被覆盖，那么将会使用undo segment header中的control scn来做为upper bound scn。

针对读一致性考虑：

每个数据头部都会记录一个提交ＳＣＮ，当数据更改提交后，提交scn同时被修改，这个scn在查询时可以用来进行一致性判断．

假如：查询开始时间为Ｔ１，则在查询获取的数据块中，如果数据块的提交scn小于T1,则oracle接受该数据，如果提交的scn大于t1或者数据被锁定修改尚未记录commit　scn，则oracle需要通过回滚段构造前镜像来返回结果．

关于ORA-01555的理解：

如果当一个查询触发延迟块清除的时候，ORACLE 需要去查询回滚段获得该事务提交的ＳＣＮ，如果事务前镜像信息已经被覆盖，并且查询的ＳＣＮ小于回滚段记录中记录的最小提交ＳＣＮ信息，那么oracle将无法判断查询的scn和事物提交scn的大小．

如果当一个查询触发延迟块清除的时候，ORACLE 需要去查询回滚段获得该事务提交的ＳＣＮ，如果事务前镜像信息已经被覆盖，并且查询的ＳＣＮ大于回滚段记录中记录的最小提交ＳＣＮ信息，则将commit 标记为 回滚段中所能找到的最小 scn（对于查询安全）．

下面我们对块清除做一个总结：

我们已经讨论过块清除机制，不过这里可以做一个总结：在块清除过程中，如果一个块已被修改，下一个会话访问这个块时，可能必须查看最后一个修改这个块的事务是否还是活动的。一旦确定该事务不再活动，就会完成块清除，这样另一个会话访问这个块时就不必再历经同样的过程。要完成块清除，Oracle 会从块首部确定前一个事务所用的undo 段，然后确定从undo 首部能不能看出这个块是否已经提交。可以用以下两种方式完成这种确认：

一种方式是Oracle 可以确定这个事务很久以前就已经提交，它在undo 段事务表中的事务槽已经被覆盖。

另一种情况是COMMIT SCN 还在undo 段的事务表中，这说明事务只是稍早前刚提交，其事务槽尚未被覆盖。

再者就是undo段内事务表中有这个块对应的事务提交scn，但是没有对应的块首部commit scn，这说明这个事务需要做块清除（我自己的思想）