Oracle 12.2 新特性：線上PDB資料庫克隆(Pluggable Hot Clone)

Oracle 12.2 新特性：線上PDB資料庫克隆(Pluggable Hot Clone)

在Oracle 12c的多租戶（Multitenant）特性中，可以通過靈活的克隆複製來建立PDB（Pluggable Database），使得運維的工作大大簡化。但是在12.1中，進行資料庫Clone時，源資料庫需要 置於Read Only模式 ，即影響源資料庫的使用，又會帶來時間視窗的不便。

在12.2中，Oracle引入了 Hot Clone 技術，可以通過線上的方式，對源庫進行復制。大大簡化的運維的複雜性。

以下測試向大家展示了這一新特性的用法和功能。首先在PDB1執行一個資料表的連續插入動作，維持活動事務（注意：最後中斷是因為克隆已經完成了）:

SQL> connect eygle/eygle@pdb1
Connected.
SQL> create table enmotech ( id number, dt timestamp );
Table created.
Elapsed: 00:00:01.17
SQL> begin
  2   for i in 1 .. 600 loop
  3  	insert into enmotech values (i, systimestamp );
  4  	commit;
  5  	dbms_lock.sleep(2);
  6   end loop;
  7  end;
  8  /
^Cbegin
*
ERROR at line 1:
ORA-01013: user requested cancel of current operation
ORA-06512: at "SYS.DBMS_LOCK", line 205
ORA-06512: at line 5
Elapsed: 00:04:20.96

選擇PDB1作為克隆複製的源資料庫，在源資料庫保持活動的狀態下，進行Clone複製：

[oracle@pg1-enmotech-com ~]$ sqlplus / as sysdba
SQL*Plus: Release 12.2.0.1.0 Production on Thu Dec 1 03:22:50 2016
Copyright (c) 1982, 2016, Oracle.  All rights reserved.
Connected to:
Oracle Database 12c Enterprise Edition Release 12.2.0.1.0 - 64bit Production
SQL> select con_id,name from v$datafile where con_id=3;
    CON_ID
----------
NAME
--------------------------------------------------------------------------------
	 3
/u01/app/oracle/oradata/ORCL/3F605C8D8A4206B6E0536838A8C04ACF/datafile/o1_mf_system_d0n37tyk_.dbf
	 3
/u01/app/oracle/oradata/ORCL/3F605C8D8A4206B6E0536838A8C04ACF/datafile/o1_mf_sysaux_d0n37tyx_.dbf
	 3
    CON_ID
----------
NAME
--------------------------------------------------------------------------------
/u01/app/oracle/oradata/ORCL/3F605C8D8A4206B6E0536838A8C04ACF/datafile/o1_mf_undotbs1_d0n37tyy_.dbf
	 3
/u01/app/oracle/oradata/ORCL/3F605C8D8A4206B6E0536838A8C04ACF/datafile/o1_mf_users_d0n38fdr_.dbf

接下來執行資料庫克隆的操作，無需對源庫執行任何操作：

SQL> ! mkdir /u01/app/oracle/oradata/ORCL/enmotech
SQL> alter system set db_create_file_dest='/u01/app/oracle/oradata/ORCL/enmotech';
System altered.
SQL> create pluggable database yhem from pdb1 ;Pluggable database created.

克隆複製完成之後，可以開啟資料庫，檢視資料，之前的事務資料已經被部分的複製過來：

SQL> alter pluggable database yhem open;
Pluggable database altered.
SQL> alter session set container=YHEM;
Session altered.
SQL> alter session set current_schema=EYGLE;
Session altered.
SQL> select count(*) from enmotech;
  COUNT(*)
----------
	10
SQL> select * from enmotech; 
	ID DT
---------- ------------------------------------------------------
	 1 01-DEC-16 03.37.06.539694 AM
	 2 01-DEC-16 03.37.08.556754 AM
	 3 01-DEC-16 03.37.10.558066 AM
	 4 01-DEC-16 03.37.12.563268 AM
	 5 01-DEC-16 03.37.14.564449 AM
	 6 01-DEC-16 03.37.16.570639 AM
	 7 01-DEC-16 03.37.18.571286 AM
	 8 01-DEC-16 03.37.20.571668 AM
	 9 01-DEC-16 03.37.22.903123 AM
	10 01-DEC-16 03.37.24.902948 AM
10 rows selected.

通過告警日誌記錄的資訊，可以看到整個動作的核心步驟，實際上Oracle做了不完全恢復，最後在指定的SCN開啟了資料庫：

2016-12-01T03:35:43.207319+08:00
ALTER SYSTEM SET db_create_file_dest='/u01/app/oracle/oradata/ORCL/enmotech' SCOPE=BOTH;
2016-12-01T03:37:08.934023+08:00
create pluggable database yhem from pdb1 
2016-12-01T03:37:08.989913+08:00
PDB1(3): AUDSYS.AUD$UNIFIED (SQL_TEXT) - CLOB populated
2016-12-01T03:37:29.640510+08:00
YHEM(5):Endian type of dictionary set to little
****************************************************************
Pluggable Database YHEM with pdb id - 5 is created as UNUSABLE.
If any errors are encountered before the pdb is marked as NEW,
then the pdb must be dropped
local undo-1, localundoscn-0x00000000000000e0
****************************************************************
YHEM(5):Media Recovery Start
2016-12-01T03:37:30.026018+08:00
YHEM(5):Serial Media Recovery started
2016-12-01T03:37:30.154319+08:00
YHEM(5):Recovery of Online Redo Log: Thread 1 Group 2 Seq 68 Reading mem 0
YHEM(5):  Mem# 0: /u01/app/oracle/oradata/ORCL/onlinelog/o1_mf_2_d0n2yzro_.log
YHEM(5):  Mem# 1: /u01/app/oracle/fast_recovery_area/orcl/ORCL/onlinelog/o1_mf_2_d0n2z0vm_.log
2016-12-01T03:37:30.346568+08:00
YHEM(5):Incomplete Recovery applied until change 2198639 time 12/01/2016 03:37:26
2016-12-01T03:37:30.353390+08:00
YHEM(5):Media Recovery Complete (orcl)YHEM(5):Autotune of undo retention is turned on. 
2016-12-01T03:37:36.701219+08:00
YHEM(5):[15846] Successfully onlined Undo Tablespace 2.
YHEM(5):Undo initialization finished serial:0 start:139692076 end:139692182 diff:106 ms (0.1 seconds)
YHEM(5):Database Characterset for YHEM is AL32UTF8
YHEM(5):JIT: pid 15846 requesting stop
Completed: create pluggable database yhem from pdb1 
2016-12-01T03:38:32.727311+08:00
alter pluggable database yhem open
YHEM(5):Autotune of undo retention is turned on. 
2016-12-01T03:38:32.850162+08:00
YHEM(5):Endian type of dictionary set to little
YHEM(5):[15846] Successfully onlined Undo Tablespace 2.
YHEM(5):Undo initialization finished serial:0 start:139748579 end:139748829 diff:250 ms (0.2 seconds)
YHEM(5):Deleting old file#9 from file$ 
YHEM(5):Deleting old file#10 from file$ 
YHEM(5):Deleting old file#11 from file$ 
YHEM(5):Deleting old file#12 from file$ 
YHEM(5):Deleting old file#13 from file$ 
YHEM(5):Adding new file#18 to file$(old file#9) 
YHEM(5):Adding new file#19 to file$(old file#10) 
YHEM(5):Adding new file#20 to file$(old file#11) 
YHEM(5):Adding new file#21 to file$(old file#12) 
YHEM(5):Successfully created internal service yhem at open
****************************************************************Post plug operations are now complete.Pluggable database YHEM with pdb id - 5 is now marked as NEW.****************************************************************
YHEM(5):Database Characterset for YHEM is AL32UTF8
2016-12-01T03:38:33.998091+08:00
YHEM(5):Opatch validation is skipped for PDB YHEM (con_id=0)
2016-12-01T03:39:01.596335+08:00
YHEM(5):Opening pdb with no Resource Manager plan active
2016-12-01T03:39:12.433441+08:00
Pluggable database YHEM opened read write
Completed: alter pluggable database yhem open
2016-12-01T03:46:45.511090+08:00
Starting control autobackup
Control autobackup written to DISK device
handle '/u01/app/oracle/fast_recovery_area/orcl/PG1/autobackup/2016_12_01/o1_mf_s_929418405_d3yc55s5_.bkp'

這就是Oracle 12.2的重要增強之一，關於PDB的持續改進。

Oracle 12c R2 New Feature: Hot Clone A PDB (12.2熱克隆)

• 
  

在12.1版本中Clone一份PDB源庫需要開啟在read only只讀模式, 在12.2版本中引入了local undo mode, 源PDB在read/write 讀寫模式也可以Clone.  這樣可以在複製一份測試環境時對源庫影響降到最低, 同時local undo mode也是ORACLE推薦的.

12.1 源PDB在read/write模式clone是不允許的.以前的 小例子12.1 clone pdb

ORA-65081: database or pluggable database is not open in read only mode

下面會演示一下12.2 的PDB HOT Clone, 開始前先補充一點local undo的知識.

UNDO模式

undo 在12C R1版本中只支援Global Shared Undo模式, 所有container共享一個UNDO表空間, 目前保留這種模式只是為了升級過渡, 在12C R2引入了PDB Local UNDO模式,每個container都有自己的UNDO 表空間, 對於RAC是每個例項每個container都有自己的UNDO表空間, 這也正是推薦的. 無論是Shared undo還是Local undo模式,都是CDB的屬性,所以在修改時當前的container都要在cdb$root下. 12.2只要配置了LOCAL undo才支援下面的新特性:Hot Clone,    Refresh PDB,   PDB Relocate,   Flashback PDB

如何檢查當前UNDO模式?

SQL> select * from database_properties where property_name='LOCAL_UNDO_ENABLED';
PROPERTY_NAME PROPE DESCRIPTION
-------------------- ----- -----------------------------------
LOCAL_UNDO_ENABLED TRUE true if local undo is enabled

UNDO模式轉換

How to convert CDB from Local to Shared Undo Mode

When a CDB is in local undo mode, you can change it to use shared undo mode by issuing an ALTER DATABASE LOCAL UNDO OFF statement and restarting the database.
When it is in shared undo mode, the CDB ignores any local undo tablespaces that were created when it was in local undo mode. 
Oracle recommends that you delete these local undo tablespaces.
startup upgrade
ALTER DATABASE LOCAL UNDO off; 
shutdown immediate
startup
ALTER PLUGGABLE DATABASE xxx OPEN READ WRITE; 
ALTER SESSION SET CONTAINER=xxx; 
select a.CON_ID,a.TABLESPACE_NAME,b.FILE_NAME 
from cdb_tablespaces a,CDB_DATA_FILES b 
where a.TABLESPACE_NAME=b.TABLESPACE_NAME and a.con_id=b.con_id and a.CONTENTS='UNDO'; 
drop tablespace UNDOTBS1 including contents and datafiles;

How to convert CDB from Shared to Local Undo Mode

startup upgrade
container set cdb$root ,if not :alter session set container=cdb$root;
ALTER DATABASE LOCAL UNDO ON;
shutdown immediate;
startup
-- When a CDB is changed from shared undo mode to local undo mode, 
-- Oracle Database creates the required undo tablespaces automatically.alter pluggable database xxx open;

Hot Clone Local PDB

因為我當前的測試環境12.2只有一套,先測試Clone LOCAL Pdb,   環境oracle 12.2.0.1 ee  on OEL 6, HOT Clone的內部原理:

Source PDB remains open for read and write
Read and copy in parallel
On-going operations imply a “dirty read”
Some data changes not included in initial file copy
Ship and apply redo to catch up with source
Apply undo to rollback uncommitted transactions

所以在較長或較大PDB Clone期間要保證REDO 日誌存在, 最好源庫開起archivelog mode.

[oracle@anbob ~]$ ora
SQL*Plus: Release 12.2.0.1.0 Production on Mon Mar 6 17:11:54 2017
Copyright (c) 1982, 2016, Oracle.  All rights reserved.
Connected to:
Oracle Database 12c EE Extreme Perf Release 12.2.0.1.0 - 64bit Production
SQL> show pdbs
    CON_ID CON_NAME                       OPEN MODE  RESTRICTED
---------- ------------------------------ ---------- ----------
         2 PDB$SEED                       READ ONLY  NO
         3 PDBANBOB                       MOUNTED
		 
SQL> alter pluggable database pdbanbob open;
Pluggable database altered.
SQL> show pdbs
    CON_ID CON_NAME                       OPEN MODE  RESTRICTED
---------- ------------------------------ ---------- ----------
         2 PDB$SEED                       READ ONLY  NO
         3 PDBANBOB                       READ WRITE NO
		 
SQL> create pluggable database pdbweejar from pdbanbpb;
create pluggable database pdbweejar from pdbanbpb
ERROR at line 1:
ORA-65016: FILE_NAME_CONVERT must be specified
SQL> alter session set pdb_file_name_convert='anbob','weejar';
Session altered.
-- Multi-threaded based on cpu count by default
-- File copy progress can be monitored in v$session_longops:SQL> create pluggable database pdbweejar from pdbanbob;
Pluggable database created.
SQL> show pdbs
    CON_ID CON_NAME                       OPEN MODE  RESTRICTED
---------- ------------------------------ ---------- ----------
         2 PDB$SEED                       READ ONLY  NO
         3 PDBANBOB                       READ WRITE NO
         6 PDBWEEJAR                      MOUNTED
		 
SQL> alter pluggable database pdbweejar open;
Pluggable database altered.
SQL> show pdbs
    CON_ID CON_NAME                       OPEN MODE  RESTRICTED
---------- ------------------------------ ---------- ----------
         2 PDB$SEED                       READ ONLY  NO
         3 PDBANBOB                       READ WRITE NO
         6 PDBWEEJAR                      READ WRITE NO
		 
SQL> alter session set container=pdbweejar;
Session altered. 
SQL> select * from v$dbfile
     FILE# NAME                                                                  CON_ID               
---------- -------------------------------------------------------------------- ----------
        14 /u02/app/oracle/oradata/weejar/pdbweejar/system01.dbf                      6         
        15 /u02/app/oracle/oradata/weejar/pdbweejar/sysaux01.dbf                      6         
        16 /u02/app/oracle/oradata/weejar/pdbweejar/undotbs01.dbf                     6         
        17 /u02/app/oracle/oradata/weejar/pdbweejar/users01.dbf                       6         
        18 /u02/app/oracle/oradata/weejar/pdbweejar/lower01.dbf                       6        
SQL> alter session set container=pdbanbob;
Session altered.
SQL> set lines 300
SQL> select * from v$dbfile;
     FILE# NAME                                                                                 CON_ID
---------- -------------------------------------------------------------------------------- ----------
         9 /u02/app/oracle/oradata/anbob/pdbanbob/system01.dbf                                       3
        10 /u02/app/oracle/oradata/anbob/pdbanbob/sysaux01.dbf                                       3
        11 /u02/app/oracle/oradata/anbob/pdbanbob/undotbs01.dbf                                      3
        12 /u02/app/oracle/oradata/anbob/pdbanbob/users01.dbf                                        3
        13 /u02/app/oracle/oradata/anbob/pdbanbob/lower01.dbf                                        3
		
SQL> select * from database_properties;
PROPERTY_NAME               PROPERTY_VALUE       DESCRIPTION
--------------------------- -------------------- ------------------------------------------------------------
CON_VSN                     5                    version number for the CDB or the Application Container
DICTIONARY_ENDIAN_TYPE      LITTLE               Endian type of the data dictionary
LOCAL_UNDO_ENABLED          TRUE                 true if local undo is enabled
OLS_OID_STATUS              0                    OLS OID Status used for Label Security
GLOBAL_DB_NAME              ANBOB.COM            Global database name

Hot Clone REMOTE PDB

ENABLE ARCHIVELOG MODE IN CDB$ROOT
    CDB$ROOT-SQL> startup mount
    CDB$ROOT-SQL> alter database archivelog;
    CDB$ROOT-SQL> alter database open;
ENABLE LOCAL UNDO IN CDB$ROOT
    CDB$ROOT-SQL> startup mount
    CDB$ROOT-SQL> alter database open upgrade;
    CDB$ROOT-SQL> alter database local undo on;
CREATE COMMON USER IN CDB$ROOT
     CDB$ROOT-SQL> create user c##admin identified by <password> container=all;
     CDB$ROOT-SQL> grant sysoper to c##admin container=all;
CREATE PUBLIC DATABASE LINK IN CDB$ROOT
    CDB$ROOT-SQL> create public database link cdb1_link connect to c##admin 
     identified by <password> using ‘<tns alias>’;
CREATE PLUGGABLE DATABASE PDB_DEV FROM PDB@DBLINK;

Summary:
12.2引入了local undo解決了12.1時clone pdb時源PDB需要READ-ONLY的前提. 減少了clone pdb時對源庫的影響. 12.2 可以在shared undo和local undo之前來回的轉換, 事務可以透明的轉移, 從LOCAL 轉到 SHARED裡,第一次開啟PDB時會應用local undo接著使用shared undo, 後就不再需要local undo, 但是local undo mode是ORACLE建議的配置. 這樣才可以使用HOT CLONE和Refresh PDB及快速的閃回PDB時使用.

References:
Undo Modes in 12.2 Multitenant Databases – Local and Shared Modes (文件 ID 2169828.1)

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