用Oracle闪回功能恢复偶然丢失的数据

【IT168 技术文档】人为的错误是数据库系统失败的重要原因之一，根据调查约40%的系统问题是操作失误或者用户错误引起的，这些人为的错误又特别难以避免。传统上当发生数据丢失、数据错误问题时，解决的主要方法就是数据的导入/导出、备份/恢复技术。这些方法都需要发生数据错误之前有一个正确的备份，才能进行恢复。恢复时不取决于错误程度，而只取决于备份/恢复策略。这种方法既耗时又使数据库系统不能提供服务，对于一些用户偶然地删除数据这类小错误来说显得有些"大材小用"。那么如何来恢复这种偶然的错误操作造成的数据丢失呢？从Oracle 9i开始提供了基于回滚段的闪回查询（Flashback Query）功能，可用于恢复错误的DML操作。在Oracle 10g中对闪回查询做了较大改进，不再局限于闪回查询，还可用于恢复错误的DDL(Drop)操作、闪回表、闪回数据库等。

    Oracle 9i的闪回查询概述

    1、Oracle 9i的闪回查询功能

    在Oracle 9i之前，如果用户错误操作数据后，除了不完全恢复外，没有好的解决办法。Oracle 9i中提供闪回查询，由一个新的包DBMS_FLASH来实现。用户使用闪回查询可以及时取得误操作DML（Delete、Update、Insert）前某一时间点数据库的映像视图，用户可以利用系统时间或系统改变号（SCN：System Change Number）来指定这个只读视图，并可以针对错误进行相应的恢复措施。闪回查询功能完全依赖于自动回滚段管理（AUM），对于Drop等误操作不能恢复。闪回特性可应用在以下方面：

    （1）自我维护过程中的修复：当一些重要的记录被意外删除，用户可以向后移动到一个时间点，查看丢失的行并把它们重新插入现在的表内恢复。

    （2）恢复Email和声音Email：当用户意外删除了Email或者声音信息时，可以通过移回到固定时间点来恢复删除。

    （3）账号平衡状况：可以查看以前的历史数据。如银行外币管理中用于记录特定时间的汇率。在以前，汇率变更被记录在一个历史表中，现在就可以通过闪回功能进行查询。

    （4）用于趋势分析的决策支持系统：决策支持系统和联机分析应用必须执行一个长时间的事务。使用闪回查询，这些应用可以对历史数据执行分析和建模。例如，特定产品如矿泉水随季节变化需求情况的变化。

    2、回滚段概述

    回滚段用于存放数据修改之前的位置和值，回滚段的头部包含正在使用的该回滚段事务的信息。回滚段的作用如下：

    （1）事务回滚：当事务修改表中数据的时候，该数据修改前的值（即前影像）会存放在回滚段中，当用户回滚事务时，Oracle将会利用回滚段中的数据前影像来将修改的数据恢复到原来的值。

    （2）事务恢复：当事务正在处理的时候，例程失败，回滚段的信息保存在重做日志文件中，Oracle将在下次打开数据库时利用回滚来恢复未提交的数据。

    （3）读一致性：当一个会话正在修改数据时，其它的会话将看不到该会话未提交的修改。而且，当一个语句正在执行时，该语句将看不到从该语句开始执行后的未提交的修改（语句级读一致性）。

    3、Oracle中Delete和Commit操作的流程分析

    （1）删除（Delete）流程

    ·Oracle读Block(数据块)到Buffer Cache（缓冲区）(如果该Block在Buffer中不存在)；

    ·在Redo Log Buffer（重做日志缓冲区）中记录Delete操作的细节；

    ·在相应回滚段段头的事物表中创建一个Undo（回滚）条目；

    ·把将要删除的记录创建前镜像，存放到Undo Block（回滚块）中；

    ·在Buffer Cache中的相应数据块上删除记录，并且标记相应的数据块为Dirty（脏）。

    （2）提交(Commit)流程

    ·Oracle产生一个SCN；

    ·在回滚段事物表中标记该事物状态为Commited；

    ·LGWR（日志读写进程） Flush Log Buffer到日志文件；

    ·如果此时数据块仍然在Buffer Cache中，那么SCN将被记录到Block Header上，这被称为快速提交；

    ·如果Dirty Block已经被写回到磁盘，那么下一个访问这个Block的进程将会自回滚段中获取该事物的状态，确认该事物被提交。然后这个进程获得提交SCN并写回到Block Header上，这被称为延迟块清除。

    4、Oracle 9i中闪回查询操作实例

    进行闪回查询必须设置自动回滚段管理，在init.ora设置参数UNDO_MANAGEMENT=AUTO，参数UNDO_RETENTION=n，决定了能往前闪回的最大时间，值越大就需要越多Undo空间。

    例：Oracle 9i的Flashback Query操作。

    （1）创建闪回查询用户

    SQL> create user flashtest identified by flashtest;
    SQL> grant connect, resource to flashtest;
    SQL> grant execute on dbms_flashback to flashtest;
    SQL> connect flashtest/flashtest;  

    （2）创建测试表，插入测试记录

    SQL> create table test(id number(3));
    SQL> insert into test values (1);
    SQL> insert into test values(2);
    SQL> commit;
    SQL> create table rec_date(date_scn);  

    注意：在执行步骤3或者步骤4之前，等待5分钟。

    （3）删除记录

    SQL> execute dbms_flashback.disable;
    SQL> insert into rec_date select sysdate from dual;
    SQL> commit;
    SQL> delete from test where id=1;
    SQL> commit;  

    通过以上的操作，我们插入了两条记录，并删除了其中一条记录。在以下的操作中，我们将通过flashback query找到删除的记录

    （4）闪回查询

   SQL> DECLARE
    Restore_scn date;
    BEGIN
    Select date_scn into restore_scn from rec_date;
    Dbms_flashback.enable_at_time (restore_scn);
    END;
    SQL> select * from test;
    ID
    1
    2 

    可以看出，虽然删除记录并提交，但是通过闪回操作，仍能查询到删除前的两条记录。需要注意Oracle每5分钟记录一次SCN，并将SCN和对应时间的映射进行纪录。如果原来插入的记录到做闪回操作的时间在5分钟之内，用基于时间的闪回查询可能得不到记录，因为基于时间点的查询实际上是转化为最近的一次SCN，然后从这个SCN开始进行恢复。因此，如果需要精确的查询可以采用基于SCN的闪回查询，可精确闪回到需要恢复的时间。可以通过DBMS_FLASHBACK.GET_SYSTEM_CHANGE_NUMBER语句获取SCN。

 Oracle 10g的闪回查询概述

    与Oracle 9i相比Oracle 10g的Flashback有了非常大的改进，从普通的Flashback Query发展到了多种形式，主要表现在如下几方面新特性：

    1、Flashback Database

    Oracle Flashback Database特性允许通过SQL语句Flashback Database语句，让数据库前滚到当前的前一个时间点或者SCN，而不需要做时间点的恢复。闪回数据库可以迅速将数据库回到误操作或人为错误的前一个时间点，如Word中的"撤消"操作，可以不利用备份就快速的实现基于时间点的恢复。Oracle通过创建新的Flashback Logs（闪回日志），记录数据库的闪回操作。如果希望能闪回数据库，需要设置如下参数：DB_RECOVER_FILE_DEST日志的存放位置，DB_RECOVER_FILE_DEST_SIZE恢复区的大小。在创建数据库的时候，Oracle将自动创建恢复区，但默认是关闭的，需要执行alter database flashback on命令。

    例：执行Flashback Database命令格式。

    SQL>flashback database to time to_timestamp(xxx);
    SQL>flashback database to scn xxx 

    2、Flashback Table

    Oracle Flashback Table特性允许利用Flashback Table语句，确保闪回到表的前一个时间点。与Oracle 9i中的Flashback Query相似，利用回滚段信息来恢复一个或一些表到以前的一个时间点（一个快照）。要注意的是，Flashback Table不等于Flashback Query，Flashback Query仅仅是查询以前的一个快照点而已，并不改变当前表的状态，而Flashback Table将改变当前表及附属对象一起回到以前的时间点。

    语法：

    flashback table tablename to timestamp xxx或
    flashback table tablename to scn xxx

    注意：如果需要闪回一个表，需要以下条件：

    ·需要有flashback any table的系统权限或者是该表的flashback对象权限；

    ·需要有该表的select,insert,delete,alter权限；

    ·必须保证该表row movement。

    例：执行将test表闪回到2005年5月7日下午3点。 

   SQL>flashback table test to timestamp to_timestamp(’2005-05-07 15:00:00’,’yyyy-mm-dd hh24:mi:ss’); 

    3、Flashback Drop

    Oracle Flashback Drop特性提供一个类似回收站的功能，用来恢复不小心被删除的表。当删除表时，Oracle 10g并不立刻释放被删除的表所占用的空间，而是将这个被删除的表进行自动重命名（为了避免同类对象名称的重复）并放进回收站中。所谓的回收站类似于Windows系统中的回收站，是一个虚拟的容器，用于存放所有被删除的对象，在回收站中被删除的对象将占用创建时的同样的空间。如果这个被删除的表需要进行恢复，就可利用Flashback Drop功能。

    例：进行一个删除表后恢复的简单测试。

    （1）显示回收站信息

    SQL>show recyclebin;

    可以看到，回收站中是没有任何结果的，表示没有任何表在回收站中。

    （2）创建一个表，并删除，再次显示回收站信息

    SQL>create table test_drop(name varchar2(10));
    SQL>drop table test_drop;
    SQL>show recyclebin;
    ORIGINAL NAME RECYCLEBIN NAME OBJECT TYPE DROP TIME
    TEST_DROP BIN$b+XkkO1RS5K10uKo9BfmuA==$0 TABLE 2005-05-07:14:30:47 

    （3）对被删除的表进行恢复

   SQL>flashback table test_drop to before drop;或
    SQL>flashback table "BIN$b+XkkO1RS5K10uKo9BfmuA==$0" to before drop; 

     （4）管理回收站

    清除回收站中的单个表：purge table test_drop

    清除整个回收站：purge recyclebin

    清除不同的对象回收站：purge user_recyclebin或purge dba_recyclebin

    （5）确认删除一个表

 SQL>drop table test_drop purge; 

       如果删除一个表且不放到回收站中不能进行恢复，在drop语句中可以利用purge选项。

    4、Flash Version Query

    Oracle Flashback Version Query特性，利用保存的回滚信息，可以看到特定的表在时间段内的任何修改，如电影的回放一样，可以了解表在该期间的任何变化。Flashback version query一样依赖于AUM，提供了一个查看行改变的功能，能找到所有已经提交了的行的记录，分析出过去时间都执行了什么操作。Flashback version query采用VERSIONS BETWEEN语句来进行查询，常用的方法：

    ·VERSIONS_SCN - 系统改变号

    ·VERSIONS_TIMESTAMP - 时间

    例如：在test表中，时间1插入一条记录，时间2删除了这条记录，对于时间3执行select * from test当然查询不到这条记录，只能看到该表最后的提交记录。这时如果利用Flash Table或者是Flash Query，只能看到过去的某一时间点的一个快照，而利用Flashback Version Query，能够把时间1、时间2的操作给记录下来，并详细的查询出对表进行的任何操作。

    SQL>select versions_starttime,versions_endtime, versions_xid,versions_operation,id
    from test versions
    between timestamp minvalue and maxvalue
    order by versions_starttime; 

    在上述查询中，列 versions_starttime、versions_endtime、versions_xid、versions_operation是伪列，还有一些伪列，如versions_startscn和versions_endscn显示了该时刻的系统更改号。列versions_xid显示了更改该行的事务标识符。

    当然，除了分析以上所有的变更之外，可以根据需要指定时间段，如显示在2005-05-07时间在15:30到16:30之间test表的所有变更。

   SQL>select id from test
    versions between timestamp to_date(’2005-05-07 15:30:00’,’yyyy-mm-dd hh24:mi:ss’) and to_date(’2005-05-07 16:30:00’,’yyyy-mm-dd hh24:mi:ss’) 

     5、Flashback Transaction Query

    Oracle Flashback Transaction Query特性确保检查数据库的任何改变在一个事务级别，可以利用此功能进行诊断问题、性能分析和审计事务。它其实是Flashback Version Query查询的一个扩充，Flashback Version Query说明了可以审计一段时间内表的所有改变，但是也仅仅是能发现问题，对于错误的事务，没有好的处理办法。而Flashback Transaction Query提供了从FLASHBACK_TRANSACTION_QUERY视图中获得事务的历史以及Undo_sql（回滚事务对应的sql语句），也就是说审计一个事务到底做了什么，甚至可以回滚一个已经提交的事务。

    例：Flashback Transaction Query的操作实例。

    （1）在test表中删除记录，获得事务的标识XID，然后提交。

    SQL>delete from test where id=2;
    SQL>select xid from v$transaction;
    XID
    ----------------
    04001200AE010000
    SQL>commit; 

    在测试中方便起见，在事务没有提交的时候，获得事务的XID为04001F0035000000。实际情况下，不可能去跟踪每个事务，想要获得已提交事务的XID，就必须通过上面的Flashback Version Query。

    （2）进行Flashback Transaction Query

    SQL>select * from FLASHBACK_TRANSACTION_QUERY
    where xid=’04001F0035000000’;
    UNDO_SQL
    insert into "FLASHTEST"."TEST"("ID") values (’2’); 

    注意：这个删除语句对应的是1个Insert语句，如果想回滚这个事务，执行这个Insert语句即可。

    可以看到，Flashback Transaction Query主要用于审计一个事务，并可以回滚一个已经提交的事务。如果确定出错的事务是最后一个事务，我们利用Flashback Table或者Flashback Query就可以解决问题。但是，如果执行了一个错误的事务之后，又执行了一系列正确的事务，那么上面的方法就无能为力，利用Flashback Transaction Query可以查看或回滚这个错误的事务。

    结束语

    通过上面的描述，可以看出闪回功能使用户恢复偶然的错误删除更加容易，增强了系统的可用性与读一致性。

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