Oracle-OCP学习笔记:UNDO

undo 表空间中undo段是自动生成的，oracle自动使用undo表空间的undo段。

作为高级DBA，需要了解Oracle是如何使用undo段的。这样出了性能问题才能够解决。

1.Undo 表空间及管理方式

SYS ASSYSDBA@ORCL>show parameter undo_tablespace;

NAME                   TYPE       VALUE

------------------------------------ --------------------------------------------------

undo_tablespace           string         UNDOTBS1

SYS ASSYSDBA@ORCL>show parameter undo;

NAME                        TYPE         VALUE

undo_management           string         AUTO     #undo 表空间自动管理

undo_retention            integer       1000

undo_tablespace           string         UNDOTBS1 #undo 表空间的名称

Undo 表空间的段，区,块都是自动生成和自动维护的。Oracle自动使用undo段。

Undo 段

Undo 段的名称：

SYS AS SYSDBA@ORCL>select* from v$rollname;

USN NAME

---------- --------------------

0SYSTEM          # 这个段在系统表空间中,

# 有两个情况会使用系统表空间：

1. 当对数据库对象（数据字典）修改时，会使用system表空间

2. 当undo表空间坏了，会使用system表空间

1_SYSSMU1_592353410$   # 这下面10个段在UNDOTBS1表空间中,段是自动调整的。

2 _SYSSMU2_967517682$

3 _SYSSMU3_1204390606$

4 _SYSSMU4_1003442803$

5 _SYSSMU5_538557934$

6 _SYSSMU6_2897970769$

7 _SYSSMU7_3517345427$

8 _SYSSMU8_3901294357$

9 _SYSSMU9_1735643689$

10_SYSSMU10_4131489474$

具体查看某个段的使用情况：

SYS AS SYSDBA@ORCL>select SEGMENT_NAME,BLOCKS,EXTENTSfrom dba_segments where SEGMENT_NAME='_SYSSMU9_1735643689$';

SEGMENT_NAME         BLOCKS    EXTENTS

_SYSSMU9_1735643689$  272      4

查看undo段对应的区的详细信息：

SYS AS SYSDBA@ORCL>selectSEGMENT_NAME,TABLESPACE_NAME,EXTENT_ID,FILE_ID,BLOCK_ID,BLOCKS from dba_extentswhere SEGMENT_NAME='_SYSSMU9_1735643689$';

SEGMENT_NAME       TABLESPACE_NAME       EXTENT_ID    FILE_ID  BLOCK_ID    BLOCKS

_SYSSMU9_1735643689$ UNDOTBS1           0              3        256         8

_SYSSMU9_1735643689$ UNDOTBS1           1              3        200         8

_SYSSMU9_1735643689$ UNDOTBS1           2              3      11264        128

_SYSSMU9_1735643689$ UNDOTBS1           3              3      11392        128

结论：undo段的分配的区不是连续的，但分配的区内的块是连续的。

查看undo段的所属对象:

SYS AS SYSDBA@ORCL>select owner, segment_name,tablespace_name from dba_rollback_segs;

OWNER           SEGMENT_NAME                                   TABLESPACE_NAME

SYS                SYSTEM                                             SYSTEM

PUBLIC          _SYSSMU10_4131489474$                                  UNDOTBS1

PUBLIC          _SYSSMU9_1735643689$                                   UNDOTBS1

PUBLIC          _SYSSMU8_3901294357$                                   UNDOTBS1

PUBLIC          _SYSSMU7_3517345427$                                   UNDOTBS1

PUBLIC          _SYSSMU6_2897970769$                                  UNDOTBS1

PUBLIC          _SYSSMU5_538557934$                                   UNDOTBS1

PUBLIC          _SYSSMU4_1003442803$                                   UNDOTBS1

PUBLIC          _SYSSMU3_1204390606$                                   UNDOTBS1

PUBLIC          _SYSSMU2_967517682$                                   UNDOTBS1

PUBLIC        _SYSSMU1_592353410$                                    UNDOTBS1

SYS ASSYSDBA@ORCL>select name from v$parameter where name like '%undo%';

NAME

undo_management

undo_tablespace

undo_retention

UNDO 表空间占用空间情况以及数据文件存放位置:

SYS AS SYSDBA@ORCL>select file_name,bytes/1024/1024from dba_data_files where tablespace_name like '%UNDOTBS%';

FILE_NAME                   BYTES/1024/1024

-----------------------------------------------------------------

/u01/app/oracle/oradata/ORCL/undotbs01.dbf             290

/u01/app/oracle/oradata/ORCL/undotbs02.dbf           10

undo 的三个作用:

① 事物回滚(rollback):

当执行一个事务时，oracle会将修改前的数据的行放到undo表空间中undo段中。当一个事务修改的数据越多，需要的undo段也就越多。

手动回滚：当执行一个事务没有提交前，发现有一条语句执行错了，这时就可以通过rollback手动回滚。

自动回滚：当执行一个事务还没有完成，执行这个事务的会话死了，这个事务需要自动回滚。
②读一致性，构造CR块

一个会话的未提交事务前修改的行，另一个会话是不可见的。从而保证读到的数据一定是提交后的数据。

当一个会话读到了一个被修改的行，而且还没有提交时，这个会话会在buffer cache里申请一个数据块，将需要读的数据对应的UNDO段写到这个数据块中。再读这个数据块。这个数据块叫CR块。这样通过构造CR块来确保读一致性。
③实例恢复，回滚未提交事物

实例恢复分两部：

前滚：通过redo log将所有的脏块在buffer cache中构造出来

回滚：将未提交的事物对应的脏块进行回滚

一个事务申请undo表空间的流程：

Free-> 扩undo表空间->使用expired->inactive->如果还不够，会话会死掉，事务会被回滚。

查看UNDOSegment的状态：

SYS AS SYSDBA@ORCL>SELECT extent_id, bytes, statusFROM dba_undo_extents WHERE segment_name='_SYSSMU9_1735643689$';

EXTENT_IDBYTES STATUS

---------- ---------- ----------

0      65536 EXPIRED

1      65536 EXPIRED

2   1048576 EXPIRED

3   1048576 UNEXPIRED

SYS ASSYSDBA@ORCL>Selectusn,xacts,rssize/1024/1024/1024,hwmsize/1024/1024/1024,shrinks from v$rollstatorder by rssize;

USNXACTSRSSIZE/1024/1024/1024 HWMSIZE/1024/1024/1024   SHRINKS

-------------------- --------------------- ---------------------- ----------

0      0      .000358582                  .000358582    0

9      0      .002067566                  .002067566    0

2      0      .002067566                  .002067566    0

7      0      .002067566                  .002067566    0

10      0      .002067566                  .002067566    0

5      0      .002250671                  .002250671    0

6      0      .003044128                  .003044128    0

3      0      .003044128                  .003044128    0

8      0      .003044128                  .003044128    0

4      0      .003044128                  .003044128    0

1      0      .004020691                  .004020691    0

undo_retention (undo 段中区状态为inactive状态的保留时间)

下面参数作用主要是对于undo段中区的状态为inactive状态的覆盖处理方式：

guarantee 为强制保留,表示在undo_retention时长内，inactive状态的区不会被覆盖。

修改方式：

alter tablespace undotbs1 retention guarantee; # 修改

alter tablespace undotbs1 retention noguarantee; # 修改回默认值

查看修改是否成功：

SYS ASSYSDBA@ORCL>select TABLESPACE_NAME,RETENTION from dba_tablespaces WHERE TABLESPACE_NAME='UNDOTBS1';

TABLESPACE_NAME     RETENTION

-------------------- --------------------

UNDOTBS1        GUARANTEE

2. 图解一个事物的操作流程：

select xid, xidusn, xidslot, xidsqn, ubablk, ubafil fromv$transaction;

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小结：

ITL 中UBA指向data block的最后一个undo block地址，undo block之间指向，都是为了回滚操作；

Data block header 与Undoblock的直接指向，为了构造cr块更快速；

ITL 中XID指向undo segment header是为了多种提交方式。

一个事物开始之后，至少要在两个位置写入事物信息：

1. 回滚段的段头块的 事物表 中

2. 要修改的数据块的头部 事物槽 的位置，找一个事物槽，将事物信息写上。

3.IMU 机制

传统的undo，oracle将undo表空间和普通表空间同等对待。

而现在，有了IMU技术，事物开始以后，需要回滚块的时候不再需要从磁盘调取，直接在shared pool中IMU buffer中读取。

IMU 大幅提高了构造cr块的速度，从而也提高了cr读的速度。

RAC 和Stream环境中，IMU是被禁止掉的。

而且，IMU技术目前没有被Oracle大肆宣扬。

1	select * from v$sysstat where name like '%IMU%';

-- 上面 sql 查询的结果可以判断IMU是否开启，关注查询结果中IMU commits和IMU Flushes 的value，如果一直在增加，说明数据库开启了IMU技术。

4. 读一致性

举个例子：

9:00 开始查询一个1w条返回记录的表。

9:01 其他用户删除了第1w条记录，并提交。

9:02 查询结束，返回结果应该是1w条还是9999条？

按照之前所学的知识，可能就是9999条了，但是实际上oracle返回的是1w条记录，这也是根据业务实际要求的。

引入新的知识点：查询的时候会先对当前状态进行快照，记录一个当前scn，就是说之后查询过程中如果发现有块的scn号大于当前scn，就说明这个块在查询过程中被修改了。

ORA-01555

1.sql 执行的时间太长；

2.undo 表空间的压力太大；

3.undo 表空间大小的设定，取决于最长执行sql的时间，以及需要闪回的时段。然后根据这些具体的需求在em中undo表空间的建议图中根据时间找到对应的undo表空间应该设置为多大的参考值。