ITL(Interested Transaction List)理解

一、ITL描述：

ITL(Interested Transaction List)是Oracle数据块内部的一个组成部分，位于数据块头（block header），itl由xid，uba，flag，lck和scn/fsc组成，用来记录该块所有发生的事务，一个itl可以看作是一条事务记录。当然，如果这个事务已经提交，那么这个itl的位置就可以被反复使用了，因为itl类似记录，所以，有的时候也叫itl槽位。如果一个事务一直没有提交，那么，这个事务将一直占用一个itl槽位，itl里面记录了事务信息，回滚段的入口，事务类型等等。如果这个事务已经提交，那么，itl槽位中还保存的有这个事务提交时候的SCN号。

ITL个数其最小值为1，由参数initrans控制（由于兼容性的原因，oracle会在对象的存储块分配两个itl，所以initrans的最小值实际上为2），最大值为255，由参数maxtrans控制，最大值参数在10g以后不能被修改，itl是block级的概念，一个itl占用块46B的空间，参数initrans意味着块中除去block header外一部分存储空间无法被记录使用（46B*initrans），当块中还有一定的free space时，oracle可以使用free space构建itl供事务使用，如果没有了free space，那么，这个块因为不能分配新的itl，所以就可能发生itl等待。
如果在并发量特别大的系统中，最好分配足够的itl个数，其实它并浪费不了太多的空间，或者，设置足够的pctfree，保证itl能扩展，但是pctfree有可能是被行数据给消耗掉的，如update，所以，也有可能导致块内部的空间不够而导致itl等待。

dump一个块可以看到ITL信息类似如下：
     Itl           Xid                                    Uba                             Flag      Lck        Scn/Fsc
    0x01   0x0006.002.0000158e  0x0080104d.00a1.6e   --U-   734    fsc 0x0000.6c9deff0
    0x02   0x0000.000.00000000  0x00000000.0000.00  ----        0       fsc 0x0000.00000000

Xid：事务id，在回滚段事务表中有一条记录和这个事务对应

Uba：回滚段地址，该事务对应的回滚段地址

第一段地址：回滚数据块的地址，包括回滚段文件号和数据块号

第二段地址：回滚序列号

第三段地址：回滚记录号

SELECT UBAFIL 回滚段文件号,UBABLK 数据块号,UBASQN 回滚序列号,UBAREC 回滚记录号 FROM v$transaction --查看UBA

Flag：事务标志位。这个标志位就记录了这个事务的操作，各个标志的含义分别是：

----- = 事务是活动的，或者在块清除前提交事务

C--- = 事务已经提交并且清除了行锁定。

-B-- = this undo record contains the undo for this ITL entry

--U- = 事务已经提交（SCN已经是最大值），但是锁定还没有清除（快速清除）。

---T =当块清除的SCN被记录时，该事务仍然是活动的，块上如果有已经提交的事务，那么在clean ount的时候，块会被进行清除，但是这个块里面的事务不会被清除。

Lck：影响的记录数

Scn/Fsc：快速提交（Fast Commit Fsc）的SCN或者Commit SCN。

每条记录中的行级锁对应于Itl列表中的序号，即哪个事务在该记录上产生的锁。

二、ITL等待

发生等待的场景：

1.超过maxtrans配置的最大ITL数

2.initrans不足，没有足够的free space来扩展ITL

解决方法：

1.maxtrans不足：这一情况是由高并发引起的：同一数据块上的事务量已经超出了其实际允许的ITL数。因此，要解决这类问题就需要从应用着手，减少事务的并发量;长事务，在保证数据完整性的前提下，增加commit的频率，修改为短事务，减少资源占用事件。而对于OLAP系统来说(例如，其存在高并发量的数据录入模块)，可以考虑增大数据块大小。

2.initrans不足：数据块上的ITL数量并没有达到MAX TRANS的限制，发生这种情况的表通常会被经常UPDATE，从而造成预留空间(PCTFREE)被填满。如果我们发现这类ITL等待对系统已经造成影响，可以通过增加表的INITRANS或者PCTFREE来解决(视该表上的并发事务量而定，通常，如果并发量高，建议优先增加INITRANS，反之，则优先考虑增加PCTFREE)。

　　要注意的一点是，如果是使用ALTER TABLE的方式修改这2个参数的话，只会影响新的数据块，而不会改变已有数据的数据块——要做的这一点，需要将数据导出/导入、重建表。

ITL重用后如何实现前ITL读一致性：

ORACLE通过ITL条目中记录的回滚段地址找到回滚段,实现读一致性,如果事务已提交,ITL就可以被重用,但是若前一个ITL被重用，前一个ITL的读一致性是如何实现的呢？

假定block只有一个itl，假定第一个事务的时候产生了 ITL-0

第二个事务来了，产生了 ITL-1 ,ITL-1 里面的UBA 可以找到回滚段地址，回滚段中除了记录了 block用户数据的 before image 外还记录了  ITL-0 的信息。

第三个事务来了，产生了 ITL-2  , ITL-2 中 UBA 指向回滚段，回滚段中 也记录了 ITL-1 的信息。

这样当一个查询若需要ITL-0时候的信息，则找到当前block，发现是 ITL-2 ,根据UBA找到回滚段进行 roll 得到  变化前 block ，这个时候发现block中是 ITL-1 . 还不能满足需求。 于是再根据 ITL-1 中的 UBA 又去回滚段中找到数据来进行roll，得到一个block 数据，这个时候block中就有了 ITL-0。

通过根据当前ITL进行递归的方式找到数据，实现之前ITL的独一致性。

行锁原理：

Oracle的锁机制是一种轻量级的锁定机制，不是通过构建锁列表来进行数据的锁定管理，而是直接将锁作为数据块的属性，存储在数据块首部。这个是通过ITL来实现的，一个事务要修改块中的数据，必须获得该块中的一个itl(通过initrans预先分配的或者是通过free space构建的)。通过itl和undo segment header中的transaction table，可以知道事务处于活动阶段，还是已经完成。事务在修改块时（其实就是在修改行）会检查行中row header中的标志位，如果该标志位为0（该行没有被活动的事务锁住，这是可能要进行deferred block cleanout等工作），就把该标志位修改为事务在该块获得的itl的序号，这样当前事务就获得了对记录的锁定，然后就可以修改行数据了，这也就是oracle行锁实现的原理。