例項恢復相關原理精簡總結（原創）

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一、 CKPTQ髒鏈(按照訪問順序進入CKPTQ)

=檢查點佇列

=包含所有髒塊

=任何塊一變髒一定立即進入

=髒塊第一次進入ckptq就決定了其順序

=與接髒塊的buffer header關聯

=塊改多次關聯redo buffer中多個rba：心跳將第一次的lrba寫到控制檔案,不寫hrba

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各資料塊在被讀入buffer cache時，會先在buffer cache中構造一個buffer header，buffer header與資料塊一一對應。buffer header包含的主要資訊有：

a）該資料塊在buffer cache中實際的記憶體地址。

b）該buffer header所在的LRU、LRUW、CKPTQ等連結串列。

c）正在等待該buffer header的程式列表（waiter list）和正在使用該buffer header的程式列表（user list）。

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二、LRUW髒鏈(按照訪問頻率進入LRUW)

=只包含一部分髒塊

=掛在LRU鏈上的髒塊在被寫回磁碟前，它是不能被新讀入的塊覆蓋的。經過一定演算法會把一部分髒塊轉到髒LRU鏈(即LRUW鏈)中。

=掛在LRUW鏈中的塊被dbwn寫入dbfile後自動從ckptq佇列中摘除

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三、 CKPT傳送CHECKPOINT訊號的觸發條件

1. log_checkpoint_timeout時間達到

2.當前redo日誌已經寫夠log_checkpoint_internavl作業系統塊大小

3. redo log switch :日誌檔案滿或alter  system  switch  logfile

4. 手工檢查點操作:alter system checkpoint

5. alter tablespace XXX begin backup，end backup時

6. alter tablespace , datafile offline,

7.關閉例項（SHUTDOWN ABORT除外）。

8.direct path read時(11g全表掃描);

四、 增量檢查點

增量檢查點並不會去更新資料檔案頭，而只是每3秒由CKPT程式去更新控制檔案中的LRBA和SCN（日誌切換檢查點、完全檢查點時寫資料檔案頭及資料檔案頭）。

1.增量檢查點主要包含以下步驟

①親自物理寫

CKPT每3秒心跳一次記錄檢查點位置的工作(更新RBA至控制檔案)

②指揮別人寫

CKPT定期觸發DBWn去寫checkpoint queue中的髒資料

2.增量檢查點的意義有以下兩個：

①減少發生完全檢查點時DBWn程式的工作負擔

②提高例項恢復的速度

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五、檢查點心跳原理、檢查點佇列原理

檢查點發生後，觸發dbwr，CKPT獲取發生檢查點時對應的SCN，通知DBWr要寫到這個SCN為止。

dbwr 根據 buffer 在被首次修改的時候的時間的順序批量地寫出dirty buffer到datafile。

checkpoint 發生時:

一方面通知dbwr進行下一批寫操作。

另一方面，oracle 採用了一個心跳的概念，以3秒的頻率將dbwr 寫的進度反應到控制檔案中，也就是把dbwr當前剛寫完的dirty buffer對應的scn和lrba寫入資料檔案頭和控制檔案，這就是檢查點scn。

3秒只是在控制檔案中，ckpt 程式去更新當前dbwr寫到哪裡了，這個對於ckpt 程式來說叫 heartbeat ，heartbeat是3秒一次:  3秒可以看作不停的檢查並記錄檢查點執行情況（DBWR的寫進度）。

檢查點發生之後資料庫的資料檔案、控制檔案處於一致狀態的含義是不需要進行介質恢復，只表示資料檔案頭一致，但是並不表示資料檔案內容一致，因為資料檔案內容可能在沒有發生檢查點的其他情況下的dbwr寫資料檔案，這樣資料檔案內容就不一致，若掉電需要進行崩潰恢復(前滾+回滾)。

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第二部分 相關基礎知識——Block Address

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一、block address(ondisk rba在9.2後作廢)

1.uba=Undofile BA

2.dba=Datafile BA=dbfile檔案號、塊號、行號

rdba=tablespace Relative Database BA

3.rba=Redofile BA=logfile 序列號，logfile 塊號，偏移長度

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二、low cache rba與low rba

1.low cache rba

=檢查點位置

=就是CKPT記錄的DBWR寫的進度

=low cache rba 以前的更前的已經寫入資料檔案

2. 當前redo logfile的low scn(first_change#)

SQL> select sequence#,status,first_change# from v$log;

SEQUENCE# STATUS           FIRST_CHANGE#

---------- ---------------- -------------

         5 INACTIVE                566751

         6 CURRENT                 589819

         4 INACTIVE                531541

first_change#表示當前redo log的low scn，

例項恢復只會用到當前redo log file（原因：日誌切換時觸發CKPT寫了髒塊）

3.補充知識：

next_change#表示當前redo log的high scn

select sequence#,first_change# from v$log;

select sequence#,first_change from  v$log_history;

Redo log會順序紀錄資料庫的各個變化。一組redo log檔案寫滿後，會自動切換到下一組redo log檔案。則上一組redo log的high scn就是下一組redo log的low scn。

第三部分 相關基礎知識——scn

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一、計數器

1.scn計數器(未儲存)

=是不斷向前累加的的，系統當前的邏輯時鐘

=資料庫越忙變化越快

=可與時間相互轉換

=select CURRENT_SCN from v$database;

2.檢查點scn時間點(已儲存的)

=已提交到資料檔案頭或控制檔案中的scn值

=有end scn,start scn,system scn等很多種

=儲存在資料塊頭中、控制檔案頭中、資料檔案頭中等很多位置

3.為什麼用scn而不用時間來界定呢？

在9：00的時執行一條DML語句，

然後修改機器上的時間為8：00，再執行一條DML語句。

機器上的時間區分的話，Oracle區分不出來這兩條DML語句的執行順序

——所以它採用自己產生的SCN計數來區分所有操作的先後順序。

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二、全域性SCN/區域性SCN(儲存在控制檔案中)

1.全域性SCN(系統檢查點SCN)

=控制檔案中自身的SCN

=select checkpoint_change# from v$database;

2.區域性SCN（有些表空間的是隻讀的，故與全域性SCN不同）

=控制檔案中各檔案的SCN

=select name,checkpoint_change# from v$datafile;

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四、控制檔案頭中資料檔案stop scn和資料檔案頭中的start scn

1.end scn

=在控制檔案中

=正常關閉資料庫或正常將表空間置為read only或offline時將修改的

=select name,last_change# from v$datafile;

2.start scn

=在資料檔案頭中

=select checkpoint_change# from v$datafile_header     

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重要說明：

a.正常關機時(Normal或Immediate)

發出完全檢查點，這將為各資料檔案設定控制檔案中的結束SCN，使其等於資料檔案頭中對應的開始SCN。

b.異常關機

控制檔案中的資料檔案頭資訊(ckpt cnt)與資料檔案頭一致(ckpt cnt)，所以不需要介質恢復，資料檔案和控制檔案一致。

此時控制檔案中的資料檔案stop scn=null,與資料檔案頭中的start scn不相等，說明資料檔案和日誌檔案不一致，所以需要進行例項恢復。

第四部分 啟動過程中的一致性檢查

1．對比start scn與checkpoint scn

2．對比start scn與end scn

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一、第一次檢查是決定是否做media recover(難點)

1.對比控制檔案中記錄的資料庫全域性檢查點Checkpoint SCN

和

資料檔案頭部所記錄的資料檔案的Start SCN 是否相等，從而確定是否需要進行介質恢復。

兩者不相等需介質恢復時，

介質恢復的起始點是各資料檔案頭部所記錄的Start SCN對應的RBA

終點是控制檔案中記錄的資料庫全域性檢查點Checkpoint SCN對應的RBA

2.兩者若相等則進行第二次檢查是決定是否做instance recover

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補充知識：日誌切換檢查點

在控制檔案中,只記錄日誌切換時的SCN,不記錄RBA.

日誌切換時,被寫進資料檔案頭的並不只有SCN資訊,還有RBA資訊.這個RBA是新的連機重做日誌檔案第一條重做記錄的RBA.

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二、第二次檢查是決定是否做instance recover

對每個資料檔案都作這樣的檢查，然後開啟資料庫：

1.檢查對資料檔案頭中的中對應檔案的Start SCN

和

控制檔案中對應檔案的end SCN

2.分兩種情況

a.如果end SCN等於start SCN，則不需要對那個檔案進行redo恢復。

b.如果上次資料庫用ABORT等非正常關閉的，資料庫沒進行檢查點處理，而結束SCN仍然為無窮大或null。

在下次啟動期間，發現開始SCN和結束SCN不同，需要進行例項恢復：

前滾,online,後滾

3.作為開啟過程的一部分，要將結束SCN重新設定為無窮大或null。

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三、只讀表空間的問題

1.alter tablespace tbs1 read only;此資訊會存到控制檔案中

此表空間的資料檔案包括資料檔案頭中及控制檔案中的scn等資訊被凍結

2. shutdown immediate;所有read write的資料檔案對應scn,rba等更新一致

3.例項啟動時僅對在控制檔案中標記為read write的表空間做一致性檢查