[Oracle] Redo&Undo梳理

Oracle Redo&undo

Oracle中的redo和undo是关键技术的核心, 诸如实例恢复, 介质恢复, DataGuard, 闪回机制等都是给予redo和undo的, 所以很有必要详细梳理这块的知识, 总结记录.

1. 数据变化日志

   当我们改变一个数据块时, 都记录了哪些日志, 具体是怎么样的流程呢?

   当在Oracle中改变一条数据时, 不仅仅要在数据文件里(可能在buffer里直接找到)找到并修改数据, 更重要的是需要做完善的日志记录, 具体如下:

   • 创建一个重做改变向量, 描述如何往undo块插入一条undo记录(即undo的redo日志)
   • 创建一个重做改变向量, 描述数据块的变化(即data的redo日志)
   • 合并这两个重做改变向量为一条日志记录, 并写到重做日志缓冲区
   • 向undo块插入undo记录
   • 改变数据块中的数据

   

   图1: 更新操作经历的事件时序图

2. Redo

   redo处理方式:

   session -> redo日志 -> 写入redo log buffer -> 写到redo日志文件(循环利用) -> 归档到日志中

   写redo log buffer会成为系统的瓶颈

   session每次数据更改都会插入一条redo记录到buffer中, 一个session可能很短时间内做了很多更改, 同时可能有很多session并发操作, 却只有一个redo log buffer.

   • 老机制, redo allocation latch: 保护redo log buffer, 控制对共享区内存的访问.

     session -> 请求redo allocation latch -> 为写入到buffer的信息预留一些空间

     避免了多个进程同时写入buffer相同部分的风险.

       大并发系统会出现latch竞争, cpu空转
     

   • 新机制, private redo和IMU(In-Memory undo)

     在session的整个事务期间内, 生成所有改变向量, 写入private redo log buffer(PGA中), 当事务提交时, session会将private redo buffer中的记录copy到公共redo log buffer中.

     一个session在一次事务里只需要获取一次公共的redo allocation latch.

     ---

     e.g

     脚步更新表记录, 观察期间latch统计信息.

     • 9i的输出:

       Gets	Im_Gets
       opy	0
       llocation	53

       alue

       ntries

       ize

     • 10g的输出:

       Gets	Im_Gets
       opy	0
       llocation	5
       ory undo latch	53

       alue

       ntries

       ize

     10g里, redo copy latch只命中了一次; redo allocation latch也get很少; 只生成了一个redo entry;

     测试中发现, 貌似竞争问题转移了?

     ---

   • 待跟进:

     • 分析v$latch_children, 搞清楚为什么latch活动的变化不是新的威胁(瓶颈);
     • 分析重做日志, 搞清楚那个大的日志条目(redo entry)都记录了什么;
     • 分析动态性能表(x$kcrfstrand和x$ktifp), 理解各种实例活动信息是如何串联到一起的;

   • redo的2组内存结构:

     • x$kcrfstrand, 私有redo区: 处理"前滚"改变向量(私有redo区里也包含传统的"公共"redo log buffer);
     • x$ktifp, IMU区: 处理undo改变向量;

     IMU区中有N多IMU池, N取决于数据库参数transactions/10, 每个池都有自己的latch.

     x$ktifp中的每条记录(即IMU)在x$kcrfstrand中都有对应的一条private redo记录.

     x$kcrfstrand中的每条private redo记录都由其自身的redo allocation latch保护, 每条"公共"的重做记录都由传统的redo copy latch保护.

   • In-Memory undo latch(IMU latch):

     任何一个改变都会产生一次对IMU latch的访问, 用一个latch(IMU latch)代替两个(redo allocation latch与redo copy latch), 至少latch竞争是减半了.

     IMU latch有许多子latch, 每个子latch负责一个IMU内存区域(池).

   • 新机制的redo allocation latch:

     2种latch:

     • 一类保护私有redo线程(private redo thread)
     • 另一类保护公共redo线程(public redo thread)

     每个线程都有自己的latch

3. undo

   • 读一致性

     块的ITL entries里必须包含一个指向undo记录的指针(指针是有限的)

   • 回滚