深入浅出Oracle数据读取一致性和事务表

　　保证Oracle数据库读取一致性的关键是SCN。每一个数据块头都会记录一个事务提交的SCN。同时每一数据块头都包含一个事务表（ITL），事务必须获得一个ITL事务表才能进行数据修改。该事务表用来确定当数据库开始修改数据块时，是否有某个事物还未提交。事务表中的条目描述了哪些事务又被锁定的行，以及块中的哪些行为包含提交和未提交的更改。事务表执行撤销段，提供对数据库所做的更改的时间相关信息。

 

     事务表的内容主要包括：xid（Transaction ID）、UBA（Undo Block Address）和 LCK（Lock Status）。其中UBA指向具体的回滚段。

     一个事务的整体流程如下：

     ● 首先当一个开始时，需要在回滚段事务表上分配一个事务表（事务槽）。

     ● 在数据块头部获取一个ITL事务槽，该事务槽指向回滚段头的事务槽。

     ● 在修改数据之前，需要记录前镜像信息，这个信息以UNDO RECORD的形式存储在回滚段中，回滚段头事务槽指向该记录。

     ● 锁定修改行，修改行锁定位（1b-lock-byte）指向ITL事务槽。

     ● 数据修改可以进行。

 

     那么Oracle到底是如何实现数据读取一致性的呢？举例说明一下，当一条select语句开始执行时，数据库会确定查询开始执行时所记录的SCN。为了保证检索的数据是已提交的数据，那么对应的数据块所记录的SCN不能大于查询执行时的SCN。如果读取到的数据块的SCN大于查询执行时的SCN，说明有数据在查询开始后做了修改，这是就需要利用本数据块块头中的事务表来确定是哪些事务在查询开始后处理过数据（也就是判断各事务处理的SCN，不管是提交还是未提交），然后根据事务的UBA去回滚段读取满足查询条件的数据，这样就能保证读取到的数据的一致性。

     

     读到这里，肯定有人会有疑问，数据块块头的事务表记录了多少事务信息，什么时候会清除这些事务信息？这就涉及到Oracle的块清除机制了。当事务提交后，Oracle会将回滚段上的事务表信息标记为非活动，以便空间可以重用；同时，Oracle还会清除在数据块上存储的ITL和锁定等事务信息（行级锁，提交标识，SCN等）。

     如果提交时修改过的数据块仍然在Buffer Cache中，那么Oracle可以清除ITL信息，这叫做快速块清除（Fast Block Cleanout），快速块清除还有一个限制，当修改的块数量超过Buffer Cache约10%，则对超出部分不再进行快速块清除。

     如果提交事务的时候，修改过的数据块已经被写回到数据文件上（或大量修改超出10%的部分），再次读出该数据块进行修改，显然成本过于高昂，对于这种情况，oracle选择延迟块清除（Delayed Block CLeanout），等到下一次访问该Block时再来清除ITL锁定信息，这就是延迟块清除。Oracle通过延迟块清除来提高数据库的性能，加快提交操作。