oracle的undo表空间

undo表空间是Oracle特有的概念。undo表空间中会自动分配undo段，这些undo段用来保存事务中的DML语句的undo信息，也就是来保存数据在被修改之前的值。在rollback，实例恢复(回滚)，一致性读CR块的构造时会使用到undo信息。由于undo的引入，从而Oracle的select语句实现一致性读时，不需要任何锁。

undo表空间和其它表空间有很多类似的地方：undo数据块也会被读到buffer cache缓存起来，修改时也会产生redo log，数据也会写回到undo表空间的磁盘上。所以崩溃后，undo块的buffer cache也会恢复过来。

我们看一下undo表空间：
SQL> show parameter undo_tablespace;
NAME                                 TYPE        VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
undo_tablespace                      string      UNDOTBS1

SQL> select file_name,bytes/1024/1024 size_M from dba_data_files where tablespace_name='UNDOTBS1';
FILE_NAME                                          SIZE_M
---------------------------------------------- ----------
/u01/app/oracle/oradata/jiagulun/undotbs01.dbf         60

系统中现有的undo段：
SQL> select * from v$rollname;
       USN NAME
---------- ------------------------------
         0 SYSTEM
         1 _SYSSMU1$
         2 _SYSSMU2$
         3 _SYSSMU3$
         4 _SYSSMU4$
         5 _SYSSMU5$
         6 _SYSSMU6$
         7 _SYSSMU7$
         8 _SYSSMU8$
         9 _SYSSMU9$
        10 _SYSSMU10$
        11 _SYSSMU11$

12 rows selected.

注意：其中name=SYSTEM的undo段位于SYSTEM表空间，当涉及到对SYSTEM表空间修改时，使用的是上面name=SYSTEM的表空间。比如DDL语句使用的就是SYSTEM这个undo段。另外当我们的undo表空间UNDOTBS1损坏了时，也会使用SYSTEM这个undo段。随着系统的负载，undo段会根据需要自动增加。
SQL> select tablespace_name from dba_data_files;
TABLESPACE_NAME
------------------------------
USERS
SYSAUX
UNDOTBS1
SYSTEM
EXAMPLE

根据undo段的名字来查看段的信息：
SQL> select segment_name,blocks,extents from dba_segments where segment_name='_SYSSMU1$';
SEGMENT_NAME     BLOCKS    EXTENTS
------------ ---------- ----------
_SYSSMU1$           144          3

可见undo段_SYSSMU1$分配了3个区，144个block.下面我具体查看三个区的信息：
SQL> select segment_name,tablespace_name,extent_id,file_id,block_id,blocks from dba_extents where segment_name='_SYSSMU1$';

SEGMENT_NAME TABLESPACE_NAME                 EXTENT_ID    FILE_ID   BLOCK_ID     BLOCKS
------------ ------------------------------ ---------- ---------- ---------- ----------
_SYSSMU1$    UNDOTBS1                                0          2          9          8
_SYSSMU1$    UNDOTBS1                                1          2        129          8
_SYSSMU1$    UNDOTBS1                                2          2       1033        128

可见_SYSSMU1$段的第一个区占用了从第9好block开始的8个block；已经从129号block开始的8个block；已经从1033号block开始的128个block.

从而我们知道：段与段之间是不连续的，而段内部的block是连续的。

从Oracle9i开始，undo表空间是自动管理，undo中的段、区等都是自动分配自动释放的，我只需要保证undo表空间有足够的大小。
SQL> show parameter undo;
NAME                                 TYPE        VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
undo_management                      string      AUTO
undo_retention                       integer     900
undo_tablespace                      string      UNDOTBS1

undo表空间的作用：
Oracle开始一个事务，当要修改数据时，会先将修改前的数据保存到undo表空间的undo段中。保存这些修改前的数据的原因下面这些场合需要undo数据：1）事务的回滚；2）实例恢复(回滚)；3）一致性读时需要构造CR块；

undo段中区的状态：
SQL> select extent_id,bytes,status from dba_undo_extents where segment_name='_SYSSMU1$';
 EXTENT_ID      BYTES STATUS
---------- ---------- ---------
         0      65536 EXPIRED
         1      65536 EXPIRED
         2    1048576 EXPIRED

free: 区没有被使用；
active: 区中的undo信息对应的事务没有提交；
inactive: 对应的事务已经提交；
expired: 事务提交后，还没有超过undo_retention秒；
                      
Oracle尽量回使用free的undo区，不够再去扩充，再不够会使用expired的undo区，Oracle原则上是不覆盖inactive的区，但是当undo空间不够时，也可能会使用inactive状态的区；我们可以使用下面的命令来强制Oracle不能覆盖inactive的区：
alter tablespace undotbs1 retention guarantee (强制保证不覆盖)
alter tablespace undotbs1 retention noguarantee (不保证不被覆盖)

SQL> select tablespace_name,retention from dba_tablespaces;
TABLESPACE_NAME                RETENTION
------------------------------ -----------
SYSTEM                         NOT APPLY
UNDOTBS1                       NOGUARANTEE
SYSAUX                         NOT APPLY
TEMP                           NOT APPLY
USERS                          NOT APPLY
EXAMPLE                        NOT APPLY

6 rows selected.