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redo原理

1.谈谈对redo的理解

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。

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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
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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:
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