Oracle事务原理探究1--oracle核心技术读书笔记五

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Oracle事务原理探究1--oracle核心技术读书笔记五

来源: 作者: 时间:2016-01-20 09:41 【

1 冲突解决 假如有一个系统只有你和我两个用户,并且我们都在持续对系统中一小部分数据做修改和查询操作。 如果你正在数据库中做一批修改操作,而我正在做查询,我一定不能看到

1. 冲突解决

假如有一个系统只有你和我两个用户,并且我们都在持续对系统中一小部分数据做修改和查询操作。

如果你正在中做一批修改操作,而我正在做查询,我一定不能看到你所做的修改,直到你告诉我可以看到你所做的所有更改才行(你提交了事务)。因此在oracle内部,必须有一个高效的办法来识别哪些数据我可以看到,哪些数据我不可以看到。

从相反的角度来看,在你提交事务的时候,你需要一种高效的机制让其他所有人能够看到事务已经提交(也就是要告诉别人你所有修改过的数据都是可见的了)。更极端一点的情况是,你可能需要决定回滚事务,这样的话,你也需要一种高效的机制能够关联上所有的undo记录,按生成的顺序排序,从而可以按相反的顺序回滚这些更改。

2. 事务与undo

创建数据库的时候,必须创建一个undo表空间。同时,oracle会在undo表空间中自动创建多个undo段,随着数据库负载的变化自动新增,扩大和收缩。

事务管理起始于undo段,并以此为中心。undo段的第一个块(段头块)包含如下结构:扩展映射,扩展控制头(跟其他类型的段头块一样),事务表,事务控制区(特殊的结构)。事务表的大概结构如下:

TRN TBL:

index state cflags wrap# uel scn dba nub cmt

0X00 9 0X00 0X2013 0X001b 0X0000.016f1fc1 0X0180083e 0X00000001 1302762364

0X01 9 0X00 0X2014 0X001a 0X0000.016f1f54 0X0180083e 0X00000001 1302762364

0X02 10 0X80 0X2013 0X001d 0X0000.016f20fc 0X0180083e 0X00000001 0

0X03 9 0X00 0X200c 0X001c 0X0000.016f20d8 0X0180083e 0X00000001 1302762364

0X04 9 0X00 0X200f 0X001f 0X0000.016f1c75 0X0180083f 0X00000001 1302762364

.........

index 表示事务表中槽号,只是一个序列而已,从0x00开始到0x21结束,11g的版本有34个槽。

state 表示事务状态:9代表事务不活动,10代表事务正在活动,从这里我们看出16进制第0x02号槽上的事务正在活动。

cflags 表示正在使用事务槽的事务的状态:0x00表示非活动事务、0x80表示活动事务、0x10表示死事务、0x90表示被回滚的死事务

wrap# 表示事务表上的事务槽被重用的次数,它是XID的一部分。0x2013表示此时事务槽被重用了8211次。

uel 表示当前活动事务所在事务槽的下一个事务槽的指针(即如果又发生一个新的事务,此时就会用到UEL指向的事务槽上的index)。

scn 表示务事启动、提交、回滚的SCN.

dba 表示uba:第一部分的undo块地址,这个DBA是(rollback)回滚的起始点,也就是说是记录事务修改的最后一条记录所在UNDO块的地址。这使oracle在崩溃恢复时,能够找到事务生成的最后一条undo记录,以便知道从何处开始处理回滚。

nub 表示当前事务所用到的UNDO块的个数。事务回滚时,可以看到该值会逐步减少。

cmt 表示最接近当前的提交时间戳,是从1970年1月1号零晨开始的(以秒为单位记录)。0表示事务正在活动。

2.1 事务的开始和结束

当会话开始一个事务的时候,会先取到一个undo段,从undo段的事务表中取得一条记录,然后增加该记录的wrap#的值,将state改为active(10),同时修改事务表其他一些列(比如cmt置0)。由于这也是对于数据库块的修改,所以会生成一条最终写入重做日志文件的重做改变向量(操作码为5.2),并写入数据库。这样会话就有了一个活动的事务了。

同样,当事务完成时(通常是用户commit),会将state设回为free(9),并更新其他一些列,比如将当期的SCN写入scn列。同样,对数据库块的这一修改也要生成一个重做改变向量(操作码5.4),最终记录到重做日志中。这一刻相当特别的重要,因为这个时刻你的会话正在向日志写进程(lgwr)发布命令将日志缓冲区的当前内容写入磁盘,并等待日志写进程确认写入完成,以保护所提交的更改。(这个发送命令要求lgwr进程输出重做日志到磁盘其实很简单,一旦发现进入日志缓冲区的重做日志操作码是5.4,也就是是提交事务记录,立刻将所有缓冲区的日志刷新输出磁盘,完成后并告知把这条提交记录放入日志缓冲区的会话。)

每一个事务会分配一个事务id,事务id由undo段编号,事务表中的条目索引号以及事务条目中最新的wrap#值构成。因此,当你看到像0X0009.002.00002013这样的事务id时,就会知道:这个事务在undo段9里,用的是第2条事务表记录,wrap#值为0X2013。如果你想看这是哪个undo段,以及相应的段头位置,可以使用segment_id列作为查询条件查询dba_rollback_segs视图。

2.2 事务表

在上面我们已经介绍了事务表的结构了,现在回顾一下,事务表主要的目的无非下面几个:

1. 显示事务是已提交还是仍旧活动

2. 已提交事务的SCN

3. 事务生成的最近一条undo记录的位置信息,便于回滚

4. 事务生成的undo量

如果一个事务必须回滚,或者一个会话被强制杀掉,使得smon(监视进程)必须要回滚它的事务,或者如果实例崩溃,在实例恢复期间,smon必须回滚所有崩溃时的活动事务。那么此时可以轻松找到所有活动事务(状态等于10),并且找到每一个事务正在使用的最后的undo块(dba列)。然后可以根据每一个事务对应的undo块链表往回查找,应用每一条undo记录,因为每一条undo记录指向了本事务中前一条undo记录。

2.3 undo块简要介绍

undo块和普通数据块有许多相似之处:块头部分记录了若干控制信息和元数据,行目录列出了堆积存放在块中的每一项的位置,若干undo记录在块中自底向上堆放在一起,块空闲空间位于块中间。但表行和undo记录最大的区别在于,undo记录不会被修改,因此一旦undo记录被写入块中,会永远保留在相同的位置。(表行被修改之后,如果原来位置放不下,会拷贝到另一个新位置,这样块中会留下杂乱的指针和临时的空洞)。

一个不太为人知的事实是,单个undo块也可以包含多个事务的undo记录。一个事务会以独占的方式请求undo块的所有权,pin住,然后使用该块直到块满(此时事务请求新undo块并更新它的事务表槽以指向新块)或事务提交。如果事务提交后,undo块中仍有空闲空间,该块会被加入到undo段头中空闲块池的候选链表中。如果发生这种情况,该undo块会被其他事务使用其剩余的空间。

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