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oracle回滚机制深入研究

时间:2014-05-14 19:26:31      阅读:534      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:oracle   数据库   undo   dba   回滚机制   

这篇文章主要描述oracle的回滚机制,篇幅可能较长,因为对于oracle的回滚机制来说,要讨论和描述的实在太多,只能刷选自己认为最有意义的一部分进行深入研究和分享
一、我们来看一个DML语句的处理过程描述
update undotest set object_type=‘VIEW‘ where object_type=‘PROCEDURE‘;
  1. 检查shared pool中是否存在相同的语句,如果存在,重用执行计划,执行扫描运算,如果不存在,执行硬解析生成执行计划
  2. 根据执行计划中的扫描运算,检查undotest表中的相关数据块是否存在buffer cache中,如果不存在则读取到内存中
  3. 检查数据块中符合object_type=‘PROCEDURE‘条件的记录,如果没有符合条件的行记录,则结束语句,如果存在则进入下一步
  4. 以当前模式(current)获取符合object_type=‘PROCEDURE‘条件的数据块,准备进行更新
  5. 在回滚表空间的相应回滚段头的事务表上分配事务槽,这个动作需要记录redo日志
  6. 从回滚段数据块上创建object_type=‘PROCEDURE‘的前映像数据,这个动作也要记录redo日志
  7. 修改object_type=‘VIEW‘ ,这是DML操作的数据变更,而需要记录redo日志
  8. 用户提交时,在redo日志中记录提交信息,将回滚段头上的事务表和回滚段数据块标记为非活动,清除修改数据块上的事务信息(也可能延迟清除)。同时必须确保整个事务的redp日志写到磁盘上的日志文件
注意:如果最后用户回滚了事务,oracle从回滚段中将前映像数据提取出来,覆盖被更新的数据块。这个回滚动作本身也需要产生redo日志,因此,我们要知道回滚的代价非常昂贵。

二、不同的DML操作,UNDO BLOCK中保存的前映像内容
  • INSERT操作,UNDO中只需要保存插入记录的rowid,如果需要回退,通过保存的rowid进行删除即可(后面有案例)
  • UPDATE操作,UNDO中只需要记录被更新字段的旧值,如果需要回退,只需要通过旧值覆盖更新后的值即可。
  • DELETE操作,UNDO中必须记录整行的数据,如果需要回退,只需要将这整行的数据重新插入至表中即可。
备注:本文章只对INSERT操作,UNDO中保存的内容进行测试,至于UPDATE、DELETE操作,实验方法基本一致,这里就不再累赘
示例   
1.开启事务
SQL> create table tt as select object_name,object_id from dba_objects;
Table created.
SQL> insert into tt values(‘dddddd‘,1233456);                 --执行insert操作
1 row created.
2.检查事务信息和其他一些事务信息
SQL> select HEADER_FILE,HEADER_BLOCK from dba_segments a where segment_name=‘TT‘;
HEADER_FILE HEADER_BLOCK
----------- ------------
          4          810
SQL> SELECT
  2  dbms_rowid.rowid_object(rowid) object_id,
  3   dbms_rowid.rowid_relative_fno(rowid) REL_FNO,
  4  dbms_rowid.rowid_block_number(rowid) BLOCKNO,
  5   dbms_rowid.rowid_row_number(rowid) ROWNO,rowid,object_name
  6   FROM tt WHERE object_name=‘dddddd‘;
 OBJECT_ID    REL_FNO    BLOCKNO      ROWNO ROWID
---------- ---------- ---------- ---------- ------------------
OBJECT_NAME
--------------------------------------------------------------------------------
     73430          4       1150          0 AAAR7WAAEAAAAR+AAA
dddddd
SQL> select xidusn,xidslot,xidsqn,ubablk,ubafil,ubarec,to_char(start_scnw,‘xxxxxxxx‘) start_scnw,  
  2  to_char(start_scnb,‘xxxxxxxx‘) start_scnb, start_scnb+start_scnw*power(2,32) start_scn 
  3  from v$transaction;
    XIDUSN    XIDSLOT     XIDSQN     UBABLK     UBAFIL     UBAREC START_SCNW           START_SCNB            START_SCN
---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- -------------------- -------------------- ----------
         5         21        960       1466          3          7         0                f5520               1004832
根据上面查询获取的事务信息,dump insert事务undo 段头和undo 块
SQL> select name from v$rollname where usn=5;
NAME
------------------------------
_SYSSMU5_1527469038$
3.dump undo 段头和undo 块
SQL> oradebug setmypid;
Statement processed.
SQL> oradebug tracefile_name
/u01/oracle/diag/rdbms/test/test/trace/test_ora_604.trc
SQL> alter system dump undo header ‘_SYSSMU5_1527469038$‘;
System altered.
SQL> alter system dump datafile 3 block 1466;
System altered.
UNDO BLK:  
xid: 0x0005.015.000003c0  seq: 0x12c cnt: 0x7   irb: 0x7   icl: 0x0   flg: 0x0000
 
 Rec Offset      Rec Offset      Rec Offset      Rec Offset      Rec Offset
---------------------------------------------------------------------------
0x01 0x1fa4     0x02 0x1f48     0x03 0x1ecc     0x04 0x1e70     0x05 0x1df4     
0x06 0x1d90     0x07 0x1d20     
*-----------------------------
* Rec #0x7  slt: 0x15  objn: 73430(0x00011ed6)  objd: 73430  tblspc: 4(0x00000004)
*       Layer:  11 (Row)   opc: 1   rci 0x00   
Undo type:  Regular undo    Begin trans    Last buffer split:  No 
Temp Object:  No 
Tablespace Undo:  No 
rdba: 0x00000000Ext idx: 0
flg2: 0
*-----------------------------
uba: 0x00c005b9.012c.2d ctl max scn: 0x0000.000f4ed4 prv tx scn: 0x0000.000f4ee0
txn start scn: scn: 0x0000.000f53a9 logon user85
 prev brb: 12584373 prev bcl: 0
KDO undo record:
KTB Redo 
op: 0x03  ver: 0x01  
compat bit4 (post-11) padding: 1
op: Z
KDO Op code: DRP row dependencies Disabled   --DRP操作完成回滚
  xtype: XA flags: 0x00000000  bdba: 0x0100047e  hdba: 0x0100032a  --bdba表示block address hdba 代表sgment header address
itli: 1  ispac: 0  maxfr: 4858
tabn: 0 slot: 0(0x0) ---------这个slot表示这一行数据在数据块中的行地址(行序列)
其中bdba表示file 4,block 1150 ,hdba表示file 4,block 810 与我们上面查询出来的地址相符。

我们可以看到,undo块中并没有直接保存rowid信息,但是oracle完全可以根据上面的几个信息(bdba,slot,objd)定位回滚时需要删除的具体数据,因此对于Insert操作,ORACLE只需保留上述信息,即可完成回滚操作

三、基本概念和名词解释
  • UBA: Undo block address
  • RBA: Redo block address
  • Dba: Data block address
  • Rdba: Root dba
  • Xid: Transaction ID
  • ITL: Interested Transaction List 保存在数据块的头部(事务信息部分),包含XID,UBA,LCK,FLG等重要信息
Transaction Identifiers
Transaction identifiers (XID) uniquely identify a transaction within the system; they are used within the Interested Transaction List (ITL) of the data block.
A transaction identifier consists of:
  • Undo segment number       即v$rollname中的usn
  • Transaction table slot number    对应回滚段头中回滚事务表的第几条记录
  • Sequence number or wrap#          
XID = usn# . slot# . wrap#
Undo Block Address
The undo block address (UBA) uniquely identifies the undo block for a given transaction; it is found within the ITL of the data block.
A UBA consists of:
  • Data block address (DBA) of the block    前映像undo 块地址
  • The sequence number of the block         序列号
  • The record number within the block       undo记录的开始地址(针对该块)
UBA = DBA. seq#. rec#

四、从一个DML语句开始研究,SESSION A执行下面的语句,更新完成后先不提交
(1)session A执行更新,更新两条数据,如下
SQL> select * from undotest  where object_type=‘PROCEDURE‘ and id in (4703,4704);

        ID  OBJECT_ID OBJECT_NAME          OBJECT_TYPE
---------- ---------- -------------------- ---------------
      4703       4771 SUBPTXT2             PROCEDURE
      4704       4772 SUBPTXT              PROCEDURE
SQL> update undotest set object_type=‘VIEW‘ where object_type=‘PROCEDURE‘ and id in (4703,4704);
2 rows updated.
SQL> select * from undotest  where id in (4703,4704);
        ID  OBJECT_ID OBJECT_NAME          OBJECT_TYPE
---------- ---------- -------------------- ---------------
      4703       4771 SUBPTXT2             VIEW
      4704       4772 SUBPTXT              VIEW
(2)查询更新数据块的信息和事务信息
 sQL> SELECT
  2  dbms_rowid.rowid_object(rowid) object_id,
  3   dbms_rowid.rowid_relative_fno(rowid) REL_FNO,
  4  dbms_rowid.rowid_block_number(rowid) BLOCKNO,
  5   dbms_rowid.rowid_row_number(rowid) ROWNO,rowid,id,object_name,object_type
  6   FROM dh.undotest WHERE id in (4703,4704);
 OBJECT_ID    REL_FNO    BLOCKNO      ROWNO ROWID                      ID OBJECT_NAME          OBJECT_TYPE
---------- ---------- ---------- ---------- ------------------ ---------- -------------------- ---------------
     73424          4        195         70 AAAR7QAAEAAAADDABG       4703 SUBPTXT2             VIEW
     73424          4        195         71 AAAR7QAAEAAAADDABH       4704 SUBPTXT              VIEW
SQL> select xidusn,xidslot,xidsqn,ubablk,ubafil,ubarec,to_char(start_scnw,‘xxxxxxxx‘) start_scnw,  
  2  to_char(start_scnb,‘xxxxxxxx‘) start_scnb, start_scnb+start_scnw*power(2,32) start_scn 
  3  from v$transaction;
    XIDUSN    XIDSLOT     XIDSQN     UBABLK     UBAFIL     UBAREC START_SCNW           START_SCNB            START_SCN
---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- -------------------- -------------------- ----------
        19          0          4        258          5          2         0                    0                     0
SQL> select name from v$rollname where usn=19;
NAME
------------------------------
_SYSSMU19$
(3)刷新内存,dump数据块,undo 段头,undo block,如下
SQL> alter system flush buffer_cache;
System altered.
SQL> oradebug
SQL> oradebug setmypid
Statement processed.
SQL> oradebug tracefile_name
/u01/oracle/diag/rdbms/test/test/trace/test_ora_902.trc
SQL> alter system dump datafile 4 block 195;
System altered.
SQL> alter system dump undo header ‘_SYSSMU19$‘;
System altered.
SQL> alter system dump datafile 5 block 258;
System altered.
(4)分析数据块dump文件
Block header dump:  0x010000c3
 Object id on Block? Y
 seg/obj: 0x11ed0  csc: 0x00.f2e95  itc: 3  flg: E  typ: 1 - DATA
     brn: 1  bdba: 0x10000b8 ver: 0x01 opc: 0
     inc: 0  exflg: 0
 Itl           Xid                  Uba         Flag  Lck        Scn/Fsc
0x01   0xffff.000.00000000  0x00000000.0000.00  C---    0  scn 0x0000.000f2e95
0x02   0x0013.000.00000004  0x01400102.0001.02  ----    2  fsc 0x000a.00000000
0x03   0x0000.000.00000000  0x00000000.0000.00  ----    0  fsc 0x0000.00000000
uba中undo record参数为2,即这个事务在这个数据块上的变更(修改)产生的undo记录(变更旧值记录)在对应的undo数据块中的开始地址(开始偏移量)
bdba: 0x010000c3
data_block_dump,data header at 0x2b0a86e2da7c
.....省略一部分..........
tab 0row 70, @0x45f
tl: 25 fb: --H-FL-- lb: 0x2  cc: 4   ---这一行数据被锁定,锁定该行数据的事务为ITL事务槽中的第二个事务。
col  0: [ 3]  c2 30 04
col  1: [ 3]  c2 30 48
col  2: [ 8]  53 55 42 50 54 58 54 32
col  3: [ 4]  56 49 45 57
tab 0row 71, @0x447
tl: 24 fb: --H-FL-- lb: 0x2  cc: 4   ---这一行数据被锁定,锁定该行数据的事务为ITL事务槽中的第二个事务。
col  0: [ 3]  c2 30 05
col  1: [ 3]  c2 30 49
col  2: [ 7]  53 55 42 50 54 58 54
col  3: [ 4]  56 49 45 57
.........省略trace 文件中后面的输出.............
(5)分析undo 段头dump文件
********************************************************************************
Undo Segment:  _SYSSMU19$ (19)
********************************************************************************
  Extent Control Header
  -----------------------------------------------------------------
............省略中间一部分................
 Retention Table 
  -----------------------------------------------------------
 Extent Number:0  Commit Time0     
 Extent Number:1  Commit Time0     
  TRN CTL:: seq: 0x0001 chd: 0x0001 ctl: 0x0021 inc: 0x00000000 nfb: 0x0000
            mgc: 0xb000 xts: 0x0068 flg: 0x0001 opt: 2147483646 (0x7ffffffe)
            uba: 0x01400102.0001.01 scn: 0x0000.000e61e6
这个uba经过测试验证,为事务表中最后(最新)一个事务的对应的undo block上的第一个undo record,即当这个回滚段头存在多个事务时,这个uba表示最新的事务的uba地址,这个地址在整个事务的周期内不发生改变(除非这个回滚段头上又分配了一个新的事务表),因此,这个地址指向的是事务使用的第一个undo block
Version: 0x01
  FREE BLOCK POOL::
    uba: 0x00000000.0000.00 ext: 0x0  spc: 0x0     
    uba: 0x00000000.0000.00 ext: 0x0  spc: 0x0     
    uba: 0x00000000.0000.00 ext: 0x0  spc: 0x0     
    uba: 0x00000000.0000.00 ext: 0x0  spc: 0x0     
    uba: 0x00000000.0000.00 ext: 0x0  spc: 0x0     
  TRN TBL::
 
  index  state cflags  wrap#    uel         scn            dba            parent-xid    nub     stmt_num    cmt
  ------------------------------------------------------------------------------------------------
   0x00   10    0x80  0x0004  0x0000  0x0000.00000000  0x01400102  0x0000.000.00000000  0x00000001   0x00000000  0
   0x01    9    0x00  0x0003  0x0002  0x0000.000e61e6  0x00000000  0x0000.000.00000000  0x00000000   0x00000000  0
   0x02    9    0x00  0x0003  0x0003  0x0000.000e61e6  0x00000000  0x0000.000.00000000  0x00000000   0x00000000  0
   0x03    9    0x00  0x0003  0x0004  0x0000.000e61e6  0x00000000  0x0000.000.00000000  0x00000000   0x00000000  0
............省略中间一部分................
   0x1f    9    0x00  0x0003  0x0020  0x0000.000e61e6  0x00000000  0x0000.000.00000000  0x00000000   0x00000000  0
   0x20    9    0x00  0x0003  0x0021  0x0000.000e61e6  0x00000000  0x0000.000.00000000  0x00000000   0x00000000  0
   0x21    9    0x00  0x0003  0xffff  0x0000.000e61e6  0x00000000  0x0000.000.00000000  0x00000000   0x00000000  0
回顾我们开始时查询的事务XID信息:xidslot=0(这个事务占用UNDO事务表中第几号事务槽) and xidseq=4 与上面标红的0x00、state=10(代表事务状态为活动)、wrap#=4 完全相符合。
其中dba列值表示包含这个事务的前映像的undo块地址(事务最后更新的前映像UNDO地址),与ITL事务槽中的uba地址一致 ,即file 5,block 258(可使用dbms_utility.data_block_address_file函数转换)
(6)分析UNDO block dump文件
UNDO BLK:  
xid: 0x0013.000.00000004  seq: 0x1   cnt: 0x2   irb: 0x2   icl: 0x0   flg: 0x0000    
 Rec Offset      Rec Offset      Rec Offset      Rec Offset      Rec Offset      --undo信息偏移量,在undo块中偏移
---------------------------------------------------------------------------
0x01 0x1f58     0x02 0x1ef4       --当前undo块中的最后一个偏移地址即Ox02 与irb一致 
其中irb:0x2 表示未提交事务最新(最后执行的)变更对应的undo数据块中的UNDO record地址,如果开始rollback,这是回滚的起点。
*-----------------------------
* Rec #0x1  slt: 0x00  objn: 73424(0x00011ed0)  objd: 73424  tblspc: 4(0x00000004)  --根据Rec #0x2 中的rci记录找到#0x1
*       Layer:  11 (Row)   opc: 1   rci 0x00   --rci指针为0,表示这是事务回滚过程中的最后一条记录
Undo type:  Regular undo    Begin trans    Last buffer split:  No 
Temp Object:  No 
Tablespace Undo:  No 
rdba: 0x00000000Ext idx: 0
flg2: 0
*-----------------------------
uba: 0x00000000.0000.00 ctl max scn: 0x0000.000e61e6 prv tx scn: 0x0000.000e61e6
txn start scn: scn: 0x0000.00000000 logon user85
 prev brb: 0 prev bcl: 0
KDO undo record:
KTB Redo 
op: 0x03  ver: 0x01  
compat bit4 (post-11) padding: 1
op: Z
KDO Op code: URP row dependencies Disabled
  xtype: XA flags: 0x00000000  bdba: 0x010000c3  hdba: 0x010000aa
itli: 2  ispac: 0  maxfr: 4858
tabn: 0 slot: 70(0x46) flag: 0x2c lock0 ckix: 80  --slot表示更新数据的行序列值(rowno),用于定位具体的数据,与我们查询的一致
ncol: 4 nnew: 1 size5
col  3: [ 9]  50 52 4f 43 45 44 55 52 45   ---转换为字符为‘PROCEDURE’,与我们更新前数据一致
转换方法:
SELECT utl_raw.cast_to_varchar2(replace(‘50 52 4f 43 45 44 55 52 45‘,‘ ‘)) value FROM dual;

*-----------------------------
* Rec #0x2  slt: 0x00  objn: 73424(0x00011ed0)  objd: 73424  tblspc: 4(0x00000004)
*       Layer:  11 (Row)   opc: 1   rci 0x01      --指向REC# 0x01,即上一个偏移量
Undo type:  Regular undo   Last buffer split:  No 
Temp Object:  No 
Tablespace Undo:  No 
rdba: 0x00000000
*-----------------------------
KDO undo record:
KTB Redo 
op: 0x02  ver: 0x01  
compat bit4 (post-11) padding: 1
op: C  uba: 0x01400102.0001.01    --这个uba表示undo chain tx table,即同一update语句中的undo chain地址,这里为1,指向第一个偏移量。一个事务中的不同DML语句,无法通过该参数连接起来(形成undo chain),因为该参数,不能跨越DML语句。
KDO Op code: URP row dependencies Disabled
  xtype: XA flags: 0x00000000  bdba: 0x010000c3  hdba: 0x010000aa
itli: 2  ispac: 0  maxfr: 4858
tabn: 0 slot: 71(0x47) flag: 0x2c lock0 ckix: 80  --slot表示更新数据的行序列值(rowno),用于定位具体的数据,与我们查询的一致
ncol: 4 nnew: 1 size5
col  3: [ 9]  50 52 4f 43 45 44 55 52 45  --与上面描述的一样,转换为字符为‘PROCEDURE’,与我们更新前数据一致
Rec #0x2 这条undo record中还记录了一个rci参数,表示undo chain,同一个事务中的多次修改,根据这个chain连接起来。
当前rci参数值为0x01,即指向该undo块中的第一个undo record,找到Rec #0x01 undo record后,检查发现确实是我们这个UPDATE语句中的被更新的另一条数据。
五、在SESSION A中继续进行更新操作,进一步研究
(1)更新两条数据,同时查询基本的事务信息和数据块信息
SQL> update undotest set object_type=‘VIEW‘ where object_type=‘PROCEDURE‘ and id in (11504,11505);
2 rows updated.
SQL> SELECT
  2  dbms_rowid.rowid_object(rowid) object_id,
  3   dbms_rowid.rowid_relative_fno(rowid) REL_FNO,
  4  dbms_rowid.rowid_block_number(rowid) BLOCKNO,
  5   dbms_rowid.rowid_row_number(rowid) ROWNO,rowid,id,object_name,object_type
  6   FROM undotest WHERE id in (11504,11505);
 OBJECT_ID    REL_FNO    BLOCKNO      ROWNO ROWID                      ID OBJECT_NAME          OBJECT_TYPE
---------- ---------- ---------- ---------- ------------------ ---------- -------------------- ---------------
     73424          4        236         41 AAAR7QAAEAAAADsAAp      11504 DBMS_FEATURE_RMAN_BZ PROCEDURE
                                                                          IP2

     73424          4        236         42 AAAR7QAAEAAAADsAAq      11505 DBMS_FEATURE_RMAN_BA PROCEDURE
                                                                          SIC
SQL> select xidusn,xidslot,xidsqn,ubablk,ubafil,ubarec,to_char(start_scnw,‘xxxxxxxx‘) start_scnw,  
  2  to_char(start_scnb,‘xxxxxxxx‘) start_scnb, start_scnb+start_scnw*power(2,32) start_scn 
  3  from v$transaction;
    XIDUSN    XIDSLOT     XIDSQN     UBABLK     UBAFIL     UBAREC START_SCNW           START_SCNB            START_SCN
---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- -------------------- -------------------- ----------
        19          0          4        258          5          4         0                    0                     0
SQL> alter system flush buffer_cache;
System altered.
SQL> alter system dump datafile 4 block 195;
System altered.
SQL> alter system dump datafile 4 block 236;
System altered.
SQL> alter system dump undo header ‘_SYSSMU19$‘;
System altered.
SQL> alter system dump datafile 5 block 258;
System altered.
(2)分析数据块dump文件
可以看到,SESSION A事务中第一个update语句修改的数据块(datafile 4 block 195)没有任何改变 
Block header dump:  0x010000c3
 Object id on Block? Y
 seg/obj: 0x11ed0  csc: 0x00.f2e95  itc: 3  flg: E  typ: 1 - DATA
     brn: 1  bdba: 0x10000b8 ver: 0x01 opc: 0
     inc: 0  exflg: 0
 
 Itl           Xid                  Uba         Flag  Lck        Scn/Fsc
0x01   0xffff.000.00000000  0x00000000.0000.00  C---    0  scn 0x0000.000f2e95
0x02   0x0013.000.00000004  0x01400102.0001.02  ----    2  fsc 0x000a.00000000
0x03   0x0000.000.00000000  0x00000000.0000.00  ----    0  fsc 0x0000.00000000
bdba: 0x010000c3
data_block_dump,data header at 0x2b5f5d4e6a7c
.........省略trace 文件中后面的输出.............
事务中第二个update语句修改的数据块(4,236)上的事务信息与我们查询的一致,如下
Block header dump:  0x010000ec
 Object id on Block? Y
 seg/obj: 0x11ed0  csc: 0x00.f2e95  itc: 3  flg: E  typ: 1 - DATA
     brn: 0  bdba: 0x10000e8 ver: 0x01 opc: 0
     inc: 0  exflg: 0
 
 Itl           Xid                  Uba         Flag  Lck        Scn/Fsc
0x01   0xffff.000.00000000  0x00000000.0000.00  C---    0  scn 0x0000.000f2e95
0x02   0x0013.000.00000004  0x01400102.0001.04  ----    2  fsc 0x000a.00000000
0x03   0x0000.000.00000000  0x00000000.0000.00  ----    0  fsc 0x0000.00000000
bdba: 0x010000ec
data_block_dump,data header at 0x2b5f5d4e6a7c
..........省略一部分..........
tab 0row 41, @0x38f
tl: 42 fb: --H-FL-- lb: 0x2  cc: 4
col  0: [ 4]  c3 02 10 05
col  1: [ 4]  c3 02 13 03
col  2: [23]
 44 42 4d 53 5f 46 45 41 54 55 52 45 5f 52 4d 41 4e 5f 42 5a 49 50 32
col  3: [ 4]  56 49 45 57
tab 0row 42, @0x365
tl: 42 fb: --H-FL-- lb: 0x2  cc: 4
col  0: [ 4]  c3 02 10 06
col  1: [ 4]  c3 02 13 04
col  2: [23]
.........省略trace 文件中后面的输出.............
(3)分析undo 段头dump文件
Undo Segment:  _SYSSMU19$ (19)
********************************************************************************
...............省略一部分..............
  TRN CTL:: seq: 0x0001 chd: 0x0001 ctl: 0x0021 inc: 0x00000000 nfb: 0x0000
            mgc: 0xb000 xts: 0x0068 flg: 0x0001 opt: 2147483646 (0x7ffffffe)
            uba: 0x01400102.0001.01 scn: 0x0000.000e61e6
Version: 0x01
  FREE BLOCK POOL::
    uba: 0x00000000.0000.00 ext: 0x0  spc: 0x0     
    uba: 0x00000000.0000.00 ext: 0x0  spc: 0x0     
    uba: 0x00000000.0000.00 ext: 0x0  spc: 0x0     
    uba: 0x00000000.0000.00 ext: 0x0  spc: 0x0     
    uba: 0x00000000.0000.00 ext: 0x0  spc: 0x0     
  TRN TBL::
 
  index  state cflags  wrap#    uel         scn            dba            parent-xid    nub     stmt_num    cmt
  ------------------------------------------------------------------------------------------------
   0x00   10    0x80  0x0004  0x0000  0x0000.00000000  0x01400102  0x0000.000.00000000  0x00000001   0x00000000  0
   0x01    9    0x00  0x0003  0x0002  0x0000.000e61e6  0x00000000  0x0000.000.00000000  0x00000000   0x00000000  0
   0x02    9    0x00  0x0003  0x0003  0x0000.000e61e6  0x00000000  0x0000.000.00000000  0x00000000   0x00000000  0
   0x03    9    0x00  0x0003  0x0004  0x0000.000e61e6  0x00000000  0x0000.000.00000000  0x00000000   0x00000000  0
   0x04    9    0x00  0x0003  0x0005  0x0000.000e61e6  0x00000000  0x0000.000.00000000  0x00000000   0x00000000  0
   0x05    9    0x00  0x0003  0x0006  0x0000.000e61e6  0x00000000  0x0000.000.00000000  0x00000000   0x00000000  0
.........省略trace 文件中后面的输出.............
undo段头上的事务表没有发生改变
(4)分析undo block dump文件
UNDO BLK:  
xid: 0x0013.000.00000004  seq: 0x1   cnt: 0x4   irb: 0x4   icl: 0x0   flg: 0x0000
 Rec Offset      Rec Offset      Rec Offset      Rec Offset      Rec Offset
---------------------------------------------------------------------------
0x01 0x1f58     0x02 0x1ef4     0x03 0x1e98     0x04 0x1e34     
*-----------------------------
* Rec #0x1  slt: 0x00  objn: 73424(0x00011ed0)  objd: 73424  tblspc: 4(0x00000004)
*       Layer:  11 (Row)   opc: 1   rci 0x00   
Undo type:  Regular undo    Begin trans    Last buffer split:  No 
Temp Object:  No 
Tablespace Undo:  No 
rdba: 0x00000000Ext idx: 0
flg2: 0
*-----------------------------
uba: 0x00000000.0000.00 ctl max scn: 0x0000.000e61e6 prv tx scn: 0x0000.000e61e6
txn start scn: scn: 0x0000.00000000 logon user85
 prev brb: 0 prev bcl: 0
KDO undo record:
KTB Redo 
op: 0x03  ver: 0x01  
compat bit4 (post-11) padding: 1
op: Z
KDO Op code: URP row dependencies Disabled
  xtype: XA flags: 0x00000000  bdba: 0x010000c3  hdba: 0x010000aa
itli: 2  ispac: 0  maxfr: 4858
tabn: 0 slot: 70(0x46) flag: 0x2c lock0 ckix: 80
ncol: 4 nnew: 1 size5
col  3: [ 9]  50 52 4f 43 45 44 55 52 45
*-----------------------------
* Rec #0x2  slt: 0x00  objn: 73424(0x00011ed0)  objd: 73424  tblspc: 4(0x00000004)
*       Layer:  11 (Row)   opc: 1   rci 0x01   
Undo type:  Regular undo   Last buffer split:  No 
Temp Object:  No 
Tablespace Undo:  No 
rdba: 0x00000000
*-----------------------------
KDO undo record:
KTB Redo 
op: 0x02  ver: 0x01  
compat bit4 (post-11) padding: 1
op: C  uba: 0x01400102.0001.01
KDO Op code: URP row dependencies Disabled
  xtype: XA flags: 0x00000000  bdba: 0x010000c3  hdba: 0x010000aa
itli: 2  ispac: 0  maxfr: 4858
tabn: 0 slot: 71(0x47) flag: 0x2c lock0 ckix: 80
ncol: 4 nnew: 1 size5
col  3: [ 9]  50 52 4f 43 45 44 55 52 45
*-----------------------------
* Rec #0x3  slt: 0x00  objn: 73424(0x00011ed0)  objd: 73424  tblspc: 4(0x00000004)
*       Layer:  11 (Row)   opc: 1   rci 0x02   
Undo type:  Regular undo   Last buffer split:  No 
Temp Object:  No 
Tablespace Undo:  No 
rdba: 0x00000000
*-----------------------------
KDO undo record:
KTB Redo 
op: 0x03  ver: 0x01  
compat bit4 (post-11) padding: 1
op: Z
KDO Op code: URP row dependencies Disabled
  xtype: XA flags: 0x00000000  bdba: 0x010000ec  hdba: 0x010000aa --bdba:4,236;即我们update语句修改的数据块,与查询出来的信息一致
itli: 2  ispac: 0  maxfr: 4858
tabn: 0 slot: 41(0x29) flag: 0x2c lock0 ckix: 0
ncol: 4 nnew: 1 size5
col  3: [ 9]  50 52 4f 43 45 44 55 52 45   ---转换为字符为‘PROCEDURE’,与我们更新前数据一致
*-----------------------------
* Rec #0x4  slt: 0x00  objn: 73424(0x00011ed0)  objd: 73424  tblspc: 4(0x00000004)
*       Layer:  11 (Row)   opc: 1   rci 0x03   
Undo type:  Regular undo   Last buffer split:  No 
Temp Object:  No 
Tablespace Undo:  No 
rdba: 0x00000000
*-----------------------------
KDO undo record:
KTB Redo 
op: 0x02  ver: 0x01  
compat bit4 (post-11) padding: 1
op: C  uba: 0x01400102.0001.03         --新发起的update语句,uba参数值与第一条不同(Rec #0x2 undo record记录,事务中的每个DML语句保存自己的uba,用于语句回滚
KDO Op code: URP row dependencies Disabled
  xtype: XA flags: 0x00000000  bdba: 0x010000ec  hdba: 0x010000aa   --bdba:4,236;即我们update语句修改的数据块,与查询出来的信息一致
itli: 2  ispac: 0  maxfr: 4858
tabn: 0 slot: 42(0x2a) flag: 0x2c lock0 ckix: 0
ncol: 4 nnew: 1 size5
col  3: [ 9]  50 52 4f 43 45 44 55 52 45   ---转换为字符为‘PROCEDURE’,与我们更新前数据一致
End dump data blocks tsn: 6 file#: 5 minblk 258 maxblk 258
六、再次在SESSION A中进行更新,当事务使用的undo block超过一个1个时,分析整个事务的undo record是怎么串联起来
(1)在session A 中继续更新undotest,并查看事务信息
SQL> update undotest set object_type=‘VIEW‘ where object_type=‘TABLE‘ and rownum<99;
98 rows updated.
SQL> select xidusn,xidslot,xidsqn,ubablk,ubafil,ubarec,to_char(start_scnw,‘xxxxxxxx‘) start_scnw,  
  2  to_char(start_scnb,‘xxxxxxxx‘) start_scnb, start_scnb+start_scnw*power(2,32) start_scn 
  3  from v$transaction;
    XIDUSN    XIDSLOT     XIDSQN     UBABLK     UBAFIL     UBAREC START_SCNW           START_SCNB            START_SCN
---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- -------------------- -------------------- ----------
        19          0          4        259          5         20         0                    0                     0
UBABLK之前为258,现在查询出来为259,因此可以肯定目前事务使用已经超过一个UNDO block。
(2)DUMP 段头,undo 块,data block,这里就不再列举出来
SQL> alter system flush buffer_cache;
System altered.
SQL> alter system dump datafile 5 block 259;
System altered.
SQL> alter system dump undo header ‘_SYSSMU19$‘;
System altered.
(3)分析dump 出来的trace 文件
********************************************************************************
Undo Segment:  _SYSSMU19$ (19)
********************************************************************************
  Extent Control Header
  -----------------------------------------------------------------
  Extent Header:: spare1: 0      spare2: 0      #extents: 2      #blocks: 15    
                  last map  0x00000000  #maps: 0      offset4080  
      Highwater::  0x01400103  ext#: 0      blk#: 2      ext size7     
  #blocks in seg. hdr‘s freelists: 0     
  #blocks below: 0     
  mapblk  0x00000000  offset: 0     
                   Unlocked
     Map Header:: next  0x00000000  #extents: 2    obj#: 0      flag: 0x40000000
  Extent Map
  -----------------------------------------------------------------
   0x01400101  length: 7     
   0x01400108  length: 8     
  
 Retention Table 
  -----------------------------------------------------------
 Extent Number:0  Commit Time: 0     
 Extent Number:1  Commit Time: 0     
  
  TRN CTL:: seq: 0x0001 chd: 0x0001 ctl: 0x0021 inc: 0x00000000 nfb: 0x0000
            mgc: 0xb000 xts: 0x0068 flg: 0x0001 opt: 2147483646 (0x7ffffffe)
            uba: 0x01400102.0001.01 scn: 0x0000.000e61e6   
Version: 0x01
  FREE BLOCK POOL::
    uba: 0x00000000.0000.00 ext: 0x0  spc: 0x0     
    uba: 0x00000000.0000.00 ext: 0x0  spc: 0x0     
    uba: 0x00000000.0000.00 ext: 0x0  spc: 0x0     
    uba: 0x00000000.0000.00 ext: 0x0  spc: 0x0     
    uba: 0x00000000.0000.00 ext: 0x0  spc: 0x0     
  TRN TBL::
 
  index  state cflags  wrap#    uel         scn            dba            parent-xid    nub     stmt_num    cmt
  ------------------------------------------------------------------------------------------------
   0x00   10    0x80  0x0004  0x0000  0x0000.00000000  0x01400103  0x0000.000.00000000  0x00000002   0x00000000  0
   0x01    9    0x00  0x0003  0x0002  0x0000.000e61e6  0x00000000  0x0000.000.00000000  0x00000000   0x00000000  0
   0x02    9    0x00  0x0003  0x0003  0x0000.000e61e6  0x00000000  0x0000.000.00000000  0x00000000   0x00000000  0
   0x03    9    0x00  0x0003  0x0004  0x0000.000e61e6  0x00000000  0x0000.000.00000000  0x00000000   0x00000000  0
.........省略trace 文件中后面的输出.............
可以看到dba的地址已经发生改变,指向最新使用的undo block地址,即datafile 5,block 259
(4)分析undo block trace
1.下面是undo block datafile 5 block 259的dump trace文件
UNDO BLK:  
xid: 0x0013.000.00000004  seq: 0x1   cnt: 0x14  irb: 0x14  icl: 0x0   flg: 0x0000
 
 Rec Offset      Rec Offset      Rec Offset      Rec Offset      Rec Offset
---------------------------------------------------------------------------
0x01 0x1f88     0x02 0x1f28     0x03 0x1ec8     0x04 0x1e68     0x05 0x1e08     
0x06 0x1da8     0x07 0x1d48     0x08 0x1ce8     0x09 0x1c88     0x0a 0x1c28     
0x0b 0x1bc8     0x0c 0x1b68     0x0d 0x1b08     0x0e 0x1aa8     0x0f 0x1a48     
0x10 0x19e8     0x11 0x1988     0x12 0x1928     0x13 0x18c8     0x14 0x1868     
 
*-----------------------------
* Rec #0x1  slt: 0x00  objn: 73424(0x00011ed0)  objd: 73424  tblspc: 4(0x00000004)
*       Layer:  11 (Row)   opc: 1   rci 0x00   
Undo type:  Regular undo   Last buffer split:  No 
Temp Object:  No 
Tablespace Undo:  No 
rdba: 0x01400102
*-----------------------------
KDO undo record:
KTB Redo 
op: 0x02  ver: 0x01  
compat bit4 (post-11) padding: 1
op: C  uba: 0x01400102.0001.52  --当一个事务使用多个undo block时,事务使用的undo块顺序,是根据这个参数串联起来,即undo chain
KDO Op code: URP row dependencies Disabled
  xtype: XA flags: 0x00000000  bdba: 0x010000ab  hdba: 0x010000aa
itli: 2  ispac: 0  maxfr: 4858
tabn: 0 slot: 201(0xc9) flag: 0x2c lock0 ckix: 80
ncol: 4 nnew: 1 size1
col  3: [ 5]  54 41 42 4c 45
*-----------------------------
* Rec #0x2  slt: 0x00  objn: 73424(0x00011ed0)  objd: 73424  tblspc: 4(0x00000004)
*       Layer:  11 (Row)   opc: 1   rci 0x01   
Undo type:  Regular undo   Last buffer split:  No 
Temp Object:  No 
Tablespace Undo:  No 
rdba: 0x00000000
*-----------------------------
KDO undo record:
KTB Redo 
op: 0x02  ver: 0x01  
compat bit4 (post-11) padding: 1
op: C  uba: 0x01400103.0001.01
KDO Op code: URP row dependencies Disabled
  xtype: XA flags: 0x00000000  bdba: 0x010000ab  hdba: 0x010000aa
itli: 2  ispac: 0  maxfr: 4858
tabn: 0 slot: 205(0xcd) flag: 0x2c lock0 ckix: 80
ncol: 4 nnew: 1 size1
col  3: [ 5]  54 41 42 4c 45
*-----------------------------
.................省略一部分................
*-----------------------------
* Rec #0x13  slt: 0x00  objn: 73424(0x00011ed0)  objd: 73424  tblspc: 4(0x00000004)
*       Layer:  11 (Row)   opc: 1   rci 0x12   
Undo type:  Regular undo   Last buffer split:  No 
Temp Object:  No 
Tablespace Undo:  No 
rdba: 0x00000000
*-----------------------------
KDO undo record:
KTB Redo 
op: 0x02  ver: 0x01  
compat bit4 (post-11) padding: 1
op: C  uba: 0x01400103.0001.12
KDO Op code: URP row dependencies Disabled
  xtype: XA flags: 0x00000000  bdba: 0x010000ab  hdba: 0x010000aa
itli: 2  ispac: 0  maxfr: 4858
tabn: 0 slot: 239(0xef) flag: 0x2c lock0 ckix: 80
ncol: 4 nnew: 1 size1
col  3: [ 5]  54 41 42 4c 45
 
*-----------------------------
* Rec #0x14  slt: 0x00  objn: 73424(0x00011ed0)  objd: 73424  tblspc: 4(0x00000004)  --这个对应irb参数:0x14,也对应ITL中的UBA第三个参数:undo record的开始地址。
*       Layer:  11 (Row)   opc: 1   rci 0x13   
Undo type:  Regular undo   Last buffer split:  No 
Temp Object:  No 
Tablespace Undo:  No 
rdba: 0x00000000
*-----------------------------
KDO undo record:
KTB Redo 
op: 0x02  ver: 0x01  
compat bit4 (post-11) padding: 1
op: C  uba: 0x01400103.0001.13
KDO Op code: URP row dependencies Disabled
  xtype: XA flags: 0x00000000  bdba: 0x010000ab  hdba: 0x010000aa
itli: 2  ispac: 0  maxfr: 4858
tabn: 0 slot: 241(0xf1) flag: 0x2c lock0 ckix: 80
ncol: 4 nnew: 1 size1
col  3: [ 5]  54 41 42 4c 45   ---转化为字符,可以发现与我们更新的旧值相同。符合我们的语气
End dump data blocks tsn: 6 file#: 5 minblk 259 maxblk 259

2.下面是undo block datafile 5 block 258(事务使用的第一个undo block)的dump trace文件
我们可以看到如下内容(省略无用信息),注意undo record中的uba参数
*-----------------------------
* Rec #0x4  slt: 0x00  objn: 73424(0x00011ed0)  objd: 73424  tblspc: 4(0x00000004)
*       Layer:  11 (Row)   opc: 1   rci 0x03   
Undo type:  Regular undo   Last buffer split:  No 
Temp Object:  No 
Tablespace Undo:  No 
rdba: 0x00000000
*-----------------------------
KDO undo record:
KTB Redo 
op: 0x02  ver: 0x01  
compat bit4 (post-11) padding: 1
op: C  uba: 0x01400102.0001.03
KDO Op code: URP row dependencies Disabled
  xtype: XA flags: 0x00000000  bdba: 0x010000ec  hdba: 0x010000aa
itli: 2  ispac: 0  maxfr: 4858
tabn: 0 slot: 42(0x2a) flag: 0x2c lock0 ckix: 0
ncol: 4 nnew: 1 size5
col  3: [ 9]  50 52 4f 43 45 44 55 52 45
 
*-----------------------------
* Rec #0x5  slt: 0x00  objn: 73424(0x00011ed0)  objd: 73424  tblspc: 4(0x00000004)
*       Layer:  11 (Row)   opc: 1   rci 0x04   
Undo type:  Regular undo   Last buffer split:  No 
Temp Object:  No 
Tablespace Undo:  No 
rdba: 0x00000000
*-----------------------------
KDO undo record:
KTB Redo 
op: 0x03  ver: 0x01  
compat bit4 (post-11) padding: 1
op: Z                                    
KDO Op code: URP row dependencies Disabled
  xtype: XA flags: 0x00000000  bdba: 0x010000ab  hdba: 0x010000aa
itli: 2  ispac: 0  maxfr: 4858
tabn: 0 slot: 0(0x0) flag: 0x2c lock0 ckix: 80
ncol: 4 nnew: 1 size1
col  3: [ 5]  54 41 42 4c 45
Rec #0x5 记录时我们最后一个update语句使用的第一个undo记录,我们可以看到,该记录中并没有保存事务中上一条语句使用的uba,因此我们可以知道,undo record中的uba参数无法跨越语句,只能在单个语句中将undo记录串联起来
*-----------------------------
* Rec #0x6  slt: 0x00  objn: 73424(0x00011ed0)  objd: 73424  tblspc: 4(0x00000004)
*       Layer:  11 (Row)   opc: 1   rci 0x05   
Undo type:  Regular undo   Last buffer split:  No 
Temp Object:  No 
Tablespace Undo:  No 
rdba: 0x00000000
*-----------------------------
KDO undo record:
KTB Redo 
op: 0x02  ver: 0x01  
compat bit4 (post-11) padding: 1
op: C  uba: 0x01400102.0001.05 
KDO Op code: URP row dependencies Disabled
  xtype: XA flags: 0x00000000  bdba: 0x010000ab  hdba: 0x010000aa
itli: 2  ispac: 0  maxfr: 4858
tabn: 0 slot: 2(0x2) flag: 0x2c lock0 ckix: 80
ncol: 4 nnew: 1 size1
col  3: [ 5]  54 41 42 4c 45

七、一些结论
  1. UNDO段头中TRN CTL的uba参数:UNDO段头的事务表中最后(最新)一个事务的对应的undo block上的第一个undo record,即当这个回滚段头存在多个事务时,这个uba表示最新的事务的uba地址,这个地址在整个事务的周期内不发生改变(除非这个回滚段头上又分配了一个新的事务表),因此,这个地址指向的是事务使用的第一个undo block;
  2. UNDO BLOCK中undo record记录中的uba参数:如果事务中的一个DML语句需要使用多个undo record,则这个参数指向的是前一个undo record的记录,通过这个参数可以形成同一个DML语句的undo chain tx table。但是一个事务中的不同DML语句,无法通过该参数连接起来(形成undo chain),因为该参数,不能跨越DML语句。当一个事务使用多个undo block时,事务使用的undo块顺序,是根据这个参数串联起来;
  3. 数据块头的ITL中的uba参数:指向事务在这个数据块上的变更(修改)所使用的undo块中的最后一个undo record偏移量地址,针对这个数据块修改,这个uba是回滚的起点;
  4. UNDO record中的bdba表示block address ,hdba表示 segment header address
  5. undo块中不会直接保存rowid信息,但是oracle完全可以undo record中几个信息(bdba,slot,objd),生成数据变更是的具体地址(rowid);
  6. 一个事务所使用的undo记录顺序是通过undo record中的uba参数、rci参数,undo块上的irb,itl中的uba共同起作用来串联变更的顺序,事务的回滚也是根据这个undo chain按顺序完成。其中最关键的两个参数:undo record中的uba 形成单个dml语句的undo chain,rci参数可以跨越DML语句,可以指向事务中前一个dml语句使用的undo record;
最后部分其实有几张原理图想要附上,供大家更清晰的了解,不过不知道怎么上传到博客,有需要的朋友直接给我留言吧

oracle回滚机制深入研究,布布扣,bubuko.com

oracle回滚机制深入研究

标签:oracle   数据库   undo   dba   回滚机制   

原文地址:http://blog.csdn.net/oradh/article/details/25778779

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