UNDO内存结构剖析

UNDO内存结构剖析

一、场景

Oracle的 C事物从早上9：00开始读取A表全部10w行数据，这个而读取需要经历5分钟。在9:01的时候，B事物将A表删除100条记录，那么，当9：05的时候，事物C读取完成，能读取到多少条记录？

其实，按照一致性原则，需要读取10w行记录，而不是9900行。这个，oracle将如何实现呢？

二、Undo的内存结构原理

   只要oracle undo空间足够大，undo能保存所有数据库的更改，能使表数据闪回到任意时刻。如何做到这一点，需要从oracle的undo空间结构说起。

数据块S中，保存了上一次事物的XID。能够找到UNDO表空间中的事务表和回滚块。而此时，B事物对数据块S进行修改，然后提交，此次过程中，UNDO表空间结构变成了什么样呢？这个过程中，因为原先事物已经提交，B事物会覆盖数据行的事物信息XID，UNDO空间会为B事物分配新的事物表B和新的回滚块B，undo表空间的链接结构就变成如下图：在上述示例中，假设数据块S是C事物需要读取的数据块。在9:00时，它在UNDO表空间结构，如下：

从图中，可以得知，当B事物覆盖了以前的事物槽信息，重新构建了UNDO结构之后，只要事物表A和回滚段A没有被其他事物覆盖，都能在UNDO空间中被找到。而事物表A和回滚段A是否被覆盖，取决于UNDO空间的大小。

三、ORACLE实现准确读的原理

1、9：00，开始读取时，数据库的SCN假设为scn900。

2、9：01，B事物对数据块S进行修改，并提交，数据表A被删除了100条记录，此时，数据块的SCN被更改为scn901.

3、C事物开始读取数据块S，发现SCN为901，说明数据块在C事物开始读之后，被别的事物修改了，此时数据块需要读取它之前的数据，也就是scn号小于scn900的数据。

4、构造cr块。按照上图中，根据数据行，能找到当前的事务表，以及当前的回滚块。而在当前回滚块中，又记录了前一个事物对应的事务表，根据前一个事物表对应的回滚块，oracle能找到小于scn900的数据块，并构造成cr块，读取出来。

由以上的逻辑，可以看出，在undo表空间中，只要表空间够大，可以由当前事物，找到任何之前的事物所做的修改，并且能还原到这个修改之前的数据状态。这就是为什么能通过as of timestamp sysdate-1/24找到1天之前的数据的原因了。

四、ORA-01555（snap too old）

继续分析以上场景。如果查询时间很长，在查询的过程中，数据块S被修改了10次，而如果undo空间很小，10次中的前两次，在undo空间中的事务表和回滚块都被覆盖了。而按照oracle的规则，查询需要查询到这10次修改之前的数据块，此时，oracle已经无法构造出来了，就出现了经典的ora-01555错误。

这个错误有两个形成原因：（1）查询时间过长。（2）undo表空间过小。

如果频繁出现ora-01555的错误，就需要观察UNDO的大小是否合适了。