Redo and Undo - 2. page

作为这一系列文章的开头，我想说一些问题，它们是我在学习oracle到这一步入门时候所积累的一些经验。
任何的技术学习都有一个目的，学习oracle也一样。在学习到redo的时候你又是怎么样的目的？这里不妨我提出几个问题，作为思考的方向。

1.redo 日志是什么？
2.redo 有何作用？
3.redo 直接有关的进程有哪些？
4.redo 和内存中的哪块区域有关？
5.redo 相关的字典或者视图有哪些，redo记录了哪类信息？
6.redolog的结构是怎么样的？
7.在数据库中怎么统计一个事务的相关redo量？

关于redo重做日志的概念可以参考《concepts》里1.1.3.3部分的介绍.我这里将对redo作主要特征以及运行原理的理解阐述。

一：redo的介绍

redo日志它记录了对database的所有变更操作的记录，这些在数据库中的变更操作记录叫做重做日志条目（redo entry）.redo日志主要应用在Recover（实例恢复以及介质恢复）,dataguard,goldengate,stream等恢复以及数据同步的环境中。

二：redo entry有3个主要特性：

2.1.在实例中，一个变更操作在数据库加载在buffercache之前或者实际的block操作之前就已经在log buffer中生成相关的redo entry（重做日志条目）
2.2.在将变更的块写入datafile之前，相关事务的redo entry必须先由lgwr进程写入到redo logfile中
2.3.当一个事务提交的时候，logbuffer中的redo entry写入到redo log file

（这里原理涉及到了checkpoint以及增量checkpoint的机制，在这个系列的checkpoint中将会结合oracle在redo设计上为了保护crash方面作详细解说.)
三：redo entry的生成：
3.1：10g中的写redo log buffer的步骤（10g的新特性，即IMU，in memory undo）

1. 通过获得在private memory中的配对的内存结构，开始事务。配对的内存结构一个是从x$ktifp（即in memory undo pool，负责undo变化矢量），一个是从x$kcrfstrand（即private redo，负责forward变化矢量）。
2.标记每个受影响的block为“has private redo”（但是不改变block）
3.将每个undo变化矢量写入被选中的in memory undo pool
4.将每个redo变化矢量写入被选中的private redo thread
5.通过将上述的2个内存结构串联到一个redo change记录中，事务完成（shared pool）。
6.将redo change记录拷贝到redo中，并且将change apply到block上。

3.2：10g之前版本的redo record 生成步骤
　　datablock在block header分配ITL。
　　生成undo的change vector（PGA）
　　生成data的change vector(pga)
　　将undo的redo vector和data的redo vector合并成一条change record。
　　获得redo copy的latch
　　获得redo allocation的latch
　　将change record写入到log buffer中
　　应用undo的change vector
　　应用data的change vector

四 Redo log的存储相关
1. redo logfile是存储在系统中的，它使用的redo 块大小取决于操作系统的块大小。通常是512bytes，存储格式取决于操作系统和数据库版本。
2. 每一个redo logfile包含了日志文件头，重做日志条目
3. redo logfile的重做日志条目是顺序写的方式
一个redo logfile的基础结构如下图：

用实验说明
一、在非归档模式下：
view plaincopy
SQL> archive log list
数据库日志模式 非存档模式
自动存档 禁用
存档终点 USE_DB_RECOVERY_FILE_DEST
最早的联机日志序列 2491
当前日志序列 2493

用sys用户创建查询redo size的视图（方便查询）
view plaincopy
SQL> create or replace view redo_size
2 as
3 select value
4 from v$mystat, v$statname
5 where v$mystat.statistic# = v$statname.statistic#
6 and v$statname.name = ‘redo size’;

视图已创建。
用sys用户创建同义词
view plaincopy
SQL> create public synonym redo_size for redo_size;

同义词已创建。

以下用scott操作
创建测试表
view plaincopy
SQL> create table test_redos as select * from dba_objects where 1=2;

表已创建。

查看当前redo量
view plaincopy
SQL> select * from redo_size;

VALUE
———-
736

插入数据，看结果
view plaincopy
SQL> insert into test_redos select * from dba_objects;

已创建73104行。

SQL> select * from redo_size;

VALUE
———-
8473536

SQL> insert /*+ append */ into test_redos select * from dba_objects;

已创建73100行。

SQL> select * from redo_size;

VALUE
———-
8504856

SQL> select (8473536-736)普通插入,(8504856-8473536) append插入 from dual;

普通插入 APPEND插入
———- ———-
8472800 31320

以上结果说明在非归档模式下，append插入数据产生的redo要少得多。

二、在归档模式下（在数据库和表空间级别为设置force logging的情况下，默认非force logging）：
view plaincopy
SQL> archive log list;
Database log mode Archive Mode
Automatic archival Enabled
Archive destination /archive1
Oldest online log sequence 114
Next log sequence to archive 116
Current log sequence 116

同上（非归档里面）建立测试表
①：在表为logging的情况下
view plaincopy
SQL> create table test_redos as select * from dba_objects where 1=2;

Table created.

SQL> select * from redo_size;

VALUE
———-
26812

SQL> insert into test_redos select * from dba_objects;

71971 rows created.

SQL> select * from redo_size;

VALUE
———-
8490044

SQL> insert /*+ append */ into test_redos select * from dba_objects;

71971 rows created.

SQL> select * from redo_size;

VALUE
———-
17001396

SQL> select (8490044-26812)普通插入,(17001396-8490044) append插入 from dual;

普通插入 APPEND插入
———- ———-
8463232 8511352

可以看出在归档模式表logging（默认）的情况下，append插入产生的redo量并不会减少。
②：在表nologging的情况下
将表设置为nologging模式
view plaincopy
SQL> alter table test_redos nologging;

Table altered.
继续测试
view plaincopy
SQL> select * from redo_size;

VALUE
———-
8397184

SQL> insert into test_redos select * from dba_objects;

71971 rows created.

SQL> select * from redo_size;

VALUE
———-
16801072

SQL> insert /*+ append */ into test_redos select * from dba_objects;

71971 rows created.

SQL> select * from redo_size;

VALUE
———-
16836516

SQL> select (16801072-8397184)普通插入,(16836516-16801072) append插入 from dual;

普通插入 APPEND插入
———- ———-
8403888 35444

可以看出在表nologging的模式下，append可以减少大量减少redo量的产生。
三、在归档force logging模式下：
改变SCOTT用户的默认表空间为force logging模式
view plaincopy
SQL> select username,default_tablespace from dba_users where username=’SCOTT’;

USERNAME DEFAULT_TABLESPACE
—————————— ——————————
SCOTT USERS
–在数据级别置为force logging模式语句为 alter database force logging;
SQL> alter tablespace users force logging;

Tablespace altered.
继续测试
view plaincopy
SQL> select * from redo_size;

VALUE
———-
25488368

SQL> insert into test_redos select * from dba_objects;

72010 rows created.

SQL> select * from redo_size;

VALUE
———-
33973556

SQL> insert /*+ append */ into test_redos select * from dba_objects;

72010 rows created.

SQL> select * from redo_size;

VALUE
———-
42492396

SQL> select (33973556-25488368)普通插入,(42492396-33973556) append插入 from dual;

普通插入 APPEND插入
———- ———-
8485188 8518840

可以看出在表空间在force logging模式下append不能减少redo量