ORA-01555系列：一、ORA-01555错误的本质与原理

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在之前的文章中发过几篇关于ORA-00704、ORA-00604、ORA-01555错误的分析和处理，部分小伙伴觉得这种场景在工作遇得比较少，希望多发一点关于常规场景中ORA-01555错误的分析和处理，今天我们就开一个简单的系列，来简单的说明一下ORA-01555的说明、常见的场景和解决方案，本文章是一个系列文章，计划用三章来写。下面进入正题。

1.1 ORA-01555错误的本质与原理

1.1.1 错误定义

ORA-01555（Snapshot too old）是Oracle数据库中最常见的错误之一，报错信息通常为：

ORA-01555: snapshot too old: rollback segment number with name "" too small

该错误的本质是：查询过程中需要的数据快照（旧版本）已经被覆盖或回收，无法保证一致性读。这与Oracle的多版本并发控制（MVCC）机制密切相关。

1.1.2 一致性读与UNDO/回滚段

Oracle通过UNDO（或早期的回滚段）来实现一致性读（除LOB特殊字段外）。当一个查询开始时，Oracle会为其创建一个一致性快照。若查询期间有DML操作（如UPDATE/DELETE），Oracle会将被修改的数据的旧版本写入UNDO表空间。查询需要访问这些旧版本时，就会去UNDO中查找。

关键点：

查询本身不写UNDO，只有DML操作才会写UNDO。
查询需要的UNDO是DML操作产生的，而不是查询自己产生的。
如果UNDO中的旧数据被覆盖或回收，查询就无法获得一致性快照，从而报ORA-01555。

1.1.3 触发机制与误区

触发机制

查询持续时间超过UNDO_RETENTION，导致所需UNDO被覆盖。
UNDO表空间空间不足，Oracle“偷用”未过期的UNDO块（空间压力下的“steal”机制）。
LOB字段的PCTVERSION/RETENTION设置不合理，导致LOB历史记录被覆盖。
并发DML与查询冲突，UNDO空间压力大。
罕见情况下，Oracle内部BUG也可能导致ORA-01555。
特殊情况下无法在UNDO表空间中查询到UNDO段记录或者UNDO不可访问等。

常见误区

误区1：为查询session指定大回滚段能避免ORA-01555。实际上，查询本身不写UNDO，指定大回滚段无效。
误区2：增大rollback segment的maxextents参数能解决问题。实际上，回滚段扩展只在有未提交事务时才会发生，ORA-01555的本质是已提交事务的UNDO被覆盖。
误区3：只有大表才会出现ORA-01555。实际上，任何表、任何查询，只要UNDO空间不足或查询时间过长，都可能遇到。

1.1.4 ORA-01555的详细触发流程（官方案例还原）

以官方文档（Mosid：467872.1）中的时序为例：

Session #1开始查询表A。
Session #2更新表A的某行X。
Session #1查询到X，发现X被更新过，需要去UNDO中找旧版本。
Session #2继续更新表A的Y并提交，释放了事务槽。
Session #2又更新表B的Z并提交，因UNDO空间压力，Y的UNDO被覆盖。
Session #1查询到Y时，发现需要的UNDO已被覆盖，报ORA-01555。

结论：

只要查询期间需要的UNDO被覆盖，无论是因为空间压力还是查询时间过长，都会触发ORA-01555。

1.2 ORA-01555的常见触发场景与案例

1.2.1 长事务/长查询

场景描述：

长时间运行的查询（如全表扫描、复杂报表、数据同步等）极易触发ORA-01555。查询开始时创建的快照需要一直保留到查询结束，期间有大量DML操作，UNDO空间中的旧数据很快被覆盖。

案例1：报表查询导致ORA-01555

某公司有一张大表SALES，每晚跑全表扫描报表，需2小时。白天有大量销售数据写入。报表查询期间，UNDO空间被持续消耗，导致ORA-01555。

案例2：游标慢fetch导致ORA-01555

某应用采用open cursor后慢慢fetch数据，fetch过程中有大量DML操作，导致需要的UNDO被覆盖，fetch到一半报ORA-01555。

1.2.2 大量DML操作导致UNDO空间被覆盖

场景描述：

即使查询本身不长，若期间有大批量DML操作（如批量更新/删除），也会导致UNDO空间迅速被消耗，覆盖旧版本数据。

案例3：批量更新导致ORA-01555

某电商平台凌晨批量更新订单状态，涉及百万数据。定时任务查询订单表时，因UNDO空间被批量DML消耗，查询需要的旧数据被覆盖，报ORA-01555。

案例4：循环提交导致ORA-01555

某应用在循环中每处理一条数据就commit，导致UNDO空间被频繁回收，其他查询需要的UNDO很快被覆盖，频繁报ORA-01555。

1.2.3 UNDO表空间配置不合理

场景描述：

UNDO表空间过小，或参数设置不合理，导致UNDO无法保留足够历史数据。

案例5：UNDO表空间过小

某企业数据库迁移后，UNDO表空间未扩容，业务量大增，DML频繁，UNDO空间很快用完。复杂查询频繁遇到ORA-01555。扩容UNDO表空间后问题解决。

1.2.4 并发查询与DML操作冲突

场景描述：

高并发环境下，多个查询和DML操作同时进行，UNDO空间竞争激烈，易引发ORA-01555。

案例6：并发操作导致ORA-01555

某金融系统月末结算时，多个批量任务并发执行，包括大批量插入、更新和查询。UNDO空间有限，部分查询任务需要的旧数据被覆盖，报ORA-01555。

1.2.5 LOB字段相关的ORA-01555

场景描述：

LOB字段的快照管理与普通数据不同，PCTVERSION/RETENTION设置不合理时，频繁更新LOB字段会导致快照丢失，报ORA-01555。

案例7：LOB字段快照丢失

某系统频繁更新含有LOB字段的大表，PCTVERSION设置过小，导致查询时无法获取旧版本LOB数据，报ORA-01555。

1.2.6 罕见的BUG或特殊场景

场景描述：

如MosID:467872.1所述，某些Oracle版本下，BUG可能导致即使查询时间为0秒也报ORA-01555。

案例8：BUG导致ORA-01555

某客户数据库在查询duration为0秒时也报ORA-01555，经查为Oracle内部BUG，需打补丁或升级版本。

1.3 ORA-01555的影响与诊断

1.3.1 对业务的影响

查询失败，影响报表、统计、数据同步等业务。
频繁报错影响系统稳定性和用户体验。
可能导致数据一致性风险，影响业务决策。

1.3.2 诊断ORA-01555

详细诊断步骤：

收集报错信息
- 用户端/客户端的ORA-01555报错信息。
- 数据库alert log中的ORA-01555详细信息（包括SQL、UNDO段名、查询持续时间等）。
分析UNDO使用情况
- 查询V$UNDOSTAT、DBA_UNDO_EXTENTS，分析UNDO空间使用、回收、被“偷用”情况。
- 重点关注UNXPSTEALCNT（被偷用的未过期UNDO块数）、EXPSTEALCNT（被重用的已过期UNDO块数）、SSOLDERRCNT（ORA-01555错误数）。
分析SQL执行计划和事务持续时间
- 检查SQL是否存在全表扫描、长时间未结束的事务。
- 检查应用是否存在慢fetch、循环commit等问题。
检查LOB字段的PCTVERSION/RETENTION设置
- 查询DBA_LOBS，确认LOB字段的快照管理参数是否合理。
排查BUG
- 若排查无果，结合Oracle MOS文档，确认是否为已知BUG。

------------------作者介绍-----------------------

姓名：黄廷忠

现就职：Oracle中国高级服务团队

曾就职：OceanBase、云和恩墨、东方龙马等

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