深入浅出Oracle:Redo的作用

2014/12/19 11:08
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深入浅出Oracle:Redo的作用

Oracle通过Redo来保证数据库的事务可以被重演,从而使得在故障之后,数据可以被恢复。Redo对于Oracle数据库来说至关重要。

    在数据库中,Redo的功能主要通过3个组件来实现:Redo Log Buffer、LGWR后台进程和Redo Log File(在归档模式下,Redo Log File最终会写出为归档日志文件)。

    在Oracle的SGA中,存在一块共享内存,称为Redo Log Buffer,如图6-1所示。


图6-1  Oracle Instance

    Redo Log Buffer位于SGA之中,是一块循环使用的内存区域,其中保存数据库变更的相关信息。这些信息以重做条目(Redo Entries)形式存储(Redo Entries也经常被称为Redo Records)。Redo Entries包含重构、重做数据库变更的重要信息,这些变更包括INSERT、UPDATE、DELETE、CREATE、ALTER或者DROP等。在必要的时候Redo Entries被用于数据库恢复。

    Redo Entries的内容被Oracle数据库进程从用户的内存空间复制到SGA中的Redo Log Buffer之中。Redo Entries在内存中占用连续的顺序空间,由于Redo Log Buffer是循环使用的,Oracle通过一个后台进程LGWR不断地把Redo Log Buffer的内容写出到Redo Log File中。     

    当用户在Buffer Cache中修改数据时,Oracle并不会立即将修改数据写出到数据文件上,因为那样做效率会很低,到目前为止,计算机系统中最繁忙的部分是磁盘的I/O操作,Oracle这样做的目的是为了减少IO的次数,当修改过的数据达到一定数量之后,可以进行高效地批量写出。

    大部分传统数据库(当然包括Oracle)在处理数据修改时都遵循no-force-at-commit策略。也就是说,在提交时并不强制写。那么为了保证数据在数据库发生故障时(例如断电)可以恢复,Oracle引入了Redo机制,通过连续的、顺序的日志条目的写出将随机的、分散的数据块的写出推延。这个推延使得数据的写出可以获得批量效应的性能提升。

    同Redo Log Buffer类似,Redo Log File也是循环使用的,Oracle允许使用最少两个日志组。缺省情况下,数据库创建时会建立3个日志组。

    SQL> select group#,members,status from v$log;
    GROUP#    MEMBERS STATUS
    ---------- ---------- ----------------
    1          1 INACTIVE
    2          1 CURRENT
    3          1 INACTIVE

    当一个日志文件写满之后,会切换到另外一个日志文件,这个切换过程称为Log Switch。Log Switch会触发一个检查点,促使DBWR进程将写满的日志文件保护的变更数据写回到数据库。在检查点完成之前,日志文件是不能够被重用的。

    由于Redo机制对于数据的保护,当数据库发生故障时,Oracle就可以通过Redo重演进行数据恢复。那么一个非常重要的问题是,恢复应该从何处开始呢?

    如果读取的Redo过多,那么必然导致恢复的时间过长,在生产环境中,我们必需保证恢复时间要尽量得短。Oracle通过检查点(Checkpoint)来缩减恢复时间。回顾一下第1章中所提到的内容:检查点只是一个数据库事件,它存在的根本意义在于减少恢复时间。

    当检查点发生时(此时的SCN被称为Checkpoint SCN)Oracle会通知DBWR进程,把修改过的数据,也就是此Checkpoint SCN之前的脏数据(Dirty Buffer)从Buffer Cache写入磁盘,在检查点完成后CKPT进程会相应地更新控制文件和数据文件头,记录检查点信息,标识变更。

    在检查点完成之后,此检查点之前修改过的数据都已经写回磁盘,重做日志文件中的相应重做记录对于崩溃/实例恢复不再有用。如果此后数据库崩溃,那么恢复只需要从最后一次完成的检查点开始恢复即可。如果数据库运行在归档模式(所有生产数据库,都建议运行在归档模式),日志文件在重用之前必须写出到归档日志文件,归档日志在介质恢复时可以用来恢复数据库故障。

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