浅谈oracle SCN机制

scn(system change number)作为中的一个重要机制,在数据恢复、data guard、streams复制、rac节点间的同步等各个功能中起着重要作用。理解scn的运作机制,可以帮助你更加深入地了解上述功能。

在理解scn之前,我们先看下oracle事务中的数据变化是如何写入数据文件的:

1、事务开始;

2、在buffer cache中找到需要的数据块,如果没有找到,则从数据文件中载入buffer cache中;

3、事务修改buffer cache的数据块,该数据被标识为“脏数据”,并被写入log buffer中;

4、事务提交,lgwr进程将log buffer中的“脏数据”写入redo log file中;

5、当发生checkpoint,ckpt进程更新所有数据文件的文件头中的信息,dbwn进程则负责将buffer cache中的脏数据写入到数据文件中。

经过上述5个步骤,事务中的数据变化最终被写入到数据文件中。但是,一旦在上述中间环节时,数据库意外宕机了,在重新启动时如何知道哪些数据已经写入数据文件、哪些没有写呢(同样,在dg、streams中也存在类似疑问:redo log中哪些是上一次同步已经复制过的数据、哪些没有)?scn机制就能比较完善的解决上述问题。

scn是一个数字,确切的说是一个只会增加、不会减少的数字。正是它这种只会增加的特性确保了oracle知道哪些应该被恢复、哪些应该被复制。

总共有4中scn:系统检查点(system checkpoint)scn、数据文件检查点(datafile checkpoint)scn、结束scn(stop scn)、开始scn(start scn)。其中其面3中scn存在于控制文件中,最后一种则存在于数据文件的文件头中。

在控制文件中,system checkpoint scn是针对整个数据库全局的,因而之存在一个,而datafile checkpoint scn和stop scn是针对每个数据文件的,因而一个数据文件就对应在控制文件中存在一份datafile checkpoint scn和stop scn。在数据库正常运行期间,stop scn(通过视图v$datafile的字段last_change#可以查询)是一个无穷大的数字或者说是null。

在一个事务提交后(上述第四个步骤),会在redo log中存在一条redo记录,同时,系统为其提供一个最新的scn(通过函数dbms_flashback.get_system_change_number可以知道当前的最新scn),记录在该条记录中。如果该条记录是在redo log被清空(日志满做切换时或发生checkpoint时,所有变化日志已经被写入数据文件中),则其scn被记录为redo log的low scn。以后在日志再次被清空前写入的redo记录中scn则成为next scn。

当日志切换或发生checkpoint(上述第五个步骤)时,从low scn到next scn之间的所有redo记录的数据就被dbwn进程写入数据文件中,而ckpt进程则将所有数据文件(无论redo log中的数据是否影响到该数据文件)的文件头上记录的start scn(通过视图v$datafile_header的字段checkpoint_change#可以查询)更新为next scn,同时将控制文件中的system checkpoint scn(通过视图v$database的字段checkpoint_change#可以查询)、每个数据文件对应的datafile checkpoint(通过视图v$datafile的字段checkpoint_change#可以查询)也更新为next scn。但是,如果该数据文件所在的表空间被设置为read-only时,数据文件的start scn和控制文件中datafile checkpoint scn都不会被更新。

那系统是如何产生一个最新的scn的?实际上,这个数字是由当时的timestamp转换过来的。每当需要产生一个最新的scn到redo记录时,系统获取当时的timestamp,将其转换为数字作为scn。我们可以通过函数scn_to_timestamp(10g以后)将其转换回timestamp:

sql> select dbms_flashback.get_system_change_number, scn_to_timestamp(dbms_flashback.get_system_change_number) from dual;
 
get_system_change_number
------------------------
scn_to_timestamp(dbms_flashback.get_system_change_number)
---------------------------------------------------------------------------
    2877076756
17-aug-07 02.15.26.000000000 pm

也可以用函数timestamp_to_scn将一个timestamp转换为scn:

sql> select timestamp_to_scn(systimestamp) as scn from dual;
 
  scn
----------
2877078439

最后,scn除了作为反映事务数据变化并保持同步外,它还起到系统的“心跳”作用——每隔3秒左右系统会刷新一次系统scn。

下面,在简单介绍一下scn如何在数据库恢复中起作用。

数据库在正常关闭(shutdown immediate/normal)时,会先做一次checkpoint,将log file中的数据写入数据文件中,将控制文件、数据文件中的scn(包括控制文件中的stop scn)都更新为最新的scn。

数据库异常/意外关闭不会或者只更新部分stop scn。

当数据库启动时,oracle先检查控制文件中的每个datafile checkpoint scn和数据文件中的start scn是否相同,再检查每个datafile checkpoint scn和stop scn是否相同。如果发现有不同,就从redo log中找到丢失的scn,重新写入数据文件中进行恢复。具体的数据恢复过程这里就不再赘述。

scn作为oracle中的一个重要机制,在多个重要功能中起着“控制器”的作用。了解scn的产生和实现方式,帮助dba理解和处理恢复、dg、streams复制的问题。

最后提一句,利用scn机制,在oracle10g、11g中又增加了一些很实用的功能——数据库闪回、数据库负载重现等。

总结

以上就是本文关于浅谈oracle scn机制的全部内容,希望对大家有所帮助。有兴趣的朋友可以参阅:oracle ebs工具选项:关闭其他表单修改方法 、  、 等。有什么问题可以随时留言,www.887551.com会及时回复大家的。感谢大家对www.887551.com的支持!

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