Oracle:UNDO机制
发布时间：2012/4/12 15:46:52 来源：城市网学院 编辑：ziteng
Oracle绝对禁止一个用户查看另一个用户未提交的事务数据。
启动一个DML事务时，已修改数据的象前版本被缓存在database buffer cache，再有一个缓冲副本被写入一个回退段（undo segment）上。
Undo segment三个重要目的：
１用户发布rollback命令，则可用来恢复数据原状态。
２其他用户访问DML用户发布commit前的原数据，则提供一个已修改数据的读一致性视图。
３在实例恢复期间，用来rollback一个在实例故障刚发生前进行的未提交的事务。
回滚段由范围组成，这个范围由５个或５个以上的Oracle块组成。
回滚段工作方式：
１在一个回滚段内，以环形方式循环使用范围，直到段装满。由用户的commit或rollback命令发布后释放回滚段内的范围。
２同一个undo segment可以存储很多个像前版本，同时，一个像前版本只会存储在一个undo segment而不会因空间等任何问题连接到其他undo segment。
３如果一个undo segment中的一个范围启动了一个事务的像前版本，且逐渐增长装满了该范围，此时会环绕到下一个临近的范围继续使用空间，此时如果下一个临近范围已经被其他事务占领，则绝对不会跳过该临近范围查找其他可用范围，而是会在这个范围之间创建一个新的范围来使用。
４一个undo segment能处理的事务个数，取决于Oracle块大小。
５每个数据库都至少有一个回滚段（系统回滚段），一旦创建了其他回滚段，则该回滚段将只用于处理数据目录读一致性和事务控制。
６set transaction use rollback segment命令可以申请一个指定的回滚段。
７LOB列不使用undo segment，而使用创建时分配给表的空间来存储像前版本。
5.5.1 测量UNDO I/O性能
5.5.1.1undo segment头部的争用
Oracle 使用undo segment头部块中一个事务表来跟踪使用他的那些事务，其内容通常被缓存在database buffer cache中以便被搜索。OLTP上很有可能会因为访问这个头部发生等待。
SQL> select event,total_waits,time_waited,average_wait
from v$system_event where event like '%undo%' and event like '%slot%';
average_wait：平均每毫秒等待的次数，等于０或接近于０最好。
SQL>select class,count from v$waitstat
where class in （'undo header','system undo header'）；
count：等候访问undo segment头部的次数。理想情况下，该值等于０或接近于０最好。
SQL>select n.name,s.usn,
decode（s.waits,0,1,1-（s.waits/s.gets）） "RBS Header Get Ratio"
from v$rollstat s,v$rollname n
where s.usn = n.usn
order by usn;
RBS Header Get Ratio：等于１或接近１最好，至少为95%。
5.5.1.2 undo segment范围的争用
SQL>select class,count from v$waitstat
where class ='system undo block' ;
count：系统回滚段的范围的块争用次数
SQL>select w.count,w.count/s.value as wait_ratio from v$waitstat w,v$sysstat s
where w.class = 'undo block'
and s.name = 'consistent gets';
count：非系统回滚段的范围的块争用次数
wait_ratio：回滚等待率，如果超过１%，则需要调整了。
5.5.1.3 undo segment的环绕
SQL> select n.name,s.usn,
decode（s.waits,0,1,1-（s.waits/s.gets）） "RBS Header Get Ratio",s.wraps
from v$rollstat s,v$rollname n
where s.usn = n.usn
order by usn;
s.wraps：该回滚段被环绕到下一个范围的次数。次数太多表示段范围可能太小。
5.5.1.4 undo segment的动态范围分配
事务的像前版本在undo segment中发生环绕，而下一个范围已经分配给其他事务的像前版本，此时会在他们之间动态创建一个范围来给该事务的像前版本环绕。应避免以减少I/O。
SQL> select event,total_waits,time_waited,average_wait
from v$system_event where event = 'undo segment extension';
time_waited：表示动态分配的等待次数。若值很高或不断增长，说明undo segment太少或太小。
SQL>select n.name,s.usn,s.extends,
decode（s.waits,0,1,1-（s.waits/s.gets）） "RBS Header Get Ratio",s.wraps
from v$rollstat s,v$rollname n
where s.usn = n.usn
order by usn;
s.extends：被动态添加的范围数。若经常发生动态添加，则说明undo segment可能太小。
5.5.2 优化undo segment
优化目标：
１） 用户不用等待，就始终可找到undo segment来使用。
２） 用户始终能得到完成事务所需要的读一致性视图。
３） 回滚段不会引起过多的I/O。
一般就是：
１） 消除对undo segment header或block的争用。
２） 尽量最小化undo segment的扩充和环绕。
３） 避免undo segment用尽。
４） 始终拥有为用户提供一致性视图的undo segment。
做法：
１） 添加更多的undo segment 。
２） 增大现有undo segment。
３） 明确管理大事务的undo segment。
４） undo segment需求最小化。
５） 使用自动管理功能。
5.5.2.1 增加更多的undo segment
最好把新添加的undo segment放在另外的磁盘的表空间内。对undo要求最多的是delete，其次是update，最后是insert。 [NextPage] Oracle建议，为每4个并发事务创建一个undo segment，最多只能添加20个undo segment.
为了更准确的确定到底需要多大的undo segment，可以跟踪用户使用的undo segment大小：
//查询当前用户所使用的undo segment大小
SQL>select s.osuser,s.username,t.used_ublk
from v$session s,v$transaction t
where s.taddr = t.addr;
t.used_ublk：单位为Oracle块，＊block size等于该用户将使用的size。
//查询某个大事务的具体使用大小。
１） 只保留一个undo segment online，其他的都offline。
Alter rollback segment xxxxx offline;
２） 统计当前所使用了的undo segment大小。
Select n.name,s.sun,s.writes from v$rollname n,v$rollstat s
Where n.usn = s.usn and name != ‘SYSTEM’；
s.writes：有多少字节的数据被写到该rollback segment上了。
３） 执行遇到回滚问题的大事务。
如：delete from alarminfo;
４） 重新执行“２）”的统计，使用新查询的s.writes减去（－）“２）”中查询出来的s.writes值，就是“３）”中事务所要使用的undo segment大小。
如果设置的undo segment大小是按大事务来设置，可能会浪费很多空间，只需要明确管理undo segment就可以了。
典型错误：ORA-01555 SNAPSHOT TOO OLD
一个修改事务很长时间未提交，别人查的时候在undo segment中找到了一个像前版本得到一致性读，别人还在查询到该修改前，最先修改的人提交了，并且此时undo segment中因为接受了commit而不守护该范围，此范围被其他事务写了。
这时候就会发生这种错误，只需要在查一次就可以了。
防范：
１） 表上发生小事务时候，设法避免运行时间很长的查询。
２） 增加undo segment的大小和数量。
一般设置：initial=512k,next=512k,minextents=20，这样就会创建一个10M的undo segment.
5.5.2.2 明确管理大事务的undo segment
创建一个很大的undo segment，专用于处理特定的事务。
由于Oracle会自动把任务分配给undo segment，所以一般创建完和使用完后，需要手工把他们offline.
１） 创建大回滚段。
Create private rollback segment rbs_for_large_tran
Storage （initial 10M next 10M） tablespace rbs;
２） 直到在作业开始前，把rbs_for_large_tran 联机。
Alter rollback segment rbs_for_large_tran online;
或：execute dbms_transaction.use_rollback_segment（‘rbs_for_large_tran’）；
３） 启动作业。
Delete from alarminfo;
４） 一旦＂３）＂执行完，马上在另外一个窗口把该rbs_for_large_tran段offline.
Alter rollback segment rbs_for_large_tran offline;
注意：在作业中的任何commit，都将导致rbs_for_large_tran脱机。若脱机了，需重新联机。
5.5.2.3 undo segment需求最小化
最大限度的减少写往undo segment的项目数量和大小。
如：
imp的时候使用commit=y.
exp的时候不要使用consistent选项。
Sql*loader时设置适当的commit值。
5.5.2.4 使用自动管理功能
Oracle 9i的新功能，通过配置init.ora，让Oracle自动来进行管理undo segment（Oracle推荐）。
undo_managementl
=auto //使用undo 自动管理（AUM）
=manual //不使用AUM。
l undo_retention
单位是秒。指定一个像前版本在commit后被保存的时间。（减少ORA-01555错误）
l undo_suppress_errors
FALSE，TRUE.指定是否抑制在RBU中可用的命令。
l undo_tablespace
指定用于AUM的表空间名。
（同一时间，只能有一个undo tablespace在线，也必须有一个undo tablespace在线。
如果数据库未创建而undo_management=auto，则系统自动创建一个SYS_UNDOTBS表空间来使用）
创建的语法：
create undo tablespace undo_tbs
datafile ‘/u01/oradata/prod/undo01.dbf’ size 500M
autoextend on
next 5M maxsize 2000M;
（不能指定初始范围和下一个范围大小，因系统要自己指定）
估计undo tablespace大小的公式：
Undo space = （undo_retention * （undo blocks per second * db_block_size）） + db_block_size;
删除一个大的undo tbs：
８） 创建一个新的undo tbs undo_tbs02.
９） SQL>alter system setundo_tablespace=undo_tbs02;
此时，新的事务会使用undo_tbs02，而以前的事务，依然会继续使用undo_tbs.
１０） 待Undo_tbs上的所有事务commit或rollback，且超过了undo_retention指定的时间后，drop tablespace删除该undo tbs.
（此时注意，如果drop 了undo_tbs，此时任何发生在undo_tbs的像前读都要报错，此时最好发生在alter命令前的所有事物都commit了或rollback了。）
SQL>select u.begin_time,u.end_time,
t.name "undo_tbs_name",
u.undoblks "blocks_used",
u.txncount "transactions",
u.maxquerylen "longest query",
u.expblkreucnt "expired blocks"
from v$undostat u,v$tablespace t
where u.undotsn = t.ts#;
查询统计时间内，被undo使用的Oracke块数，发生的事务数，最长的查询时间，在需要查一致性时有多少块已经被覆盖（出现>0的数表示ORA-01555就很可能发生）。
