Oracle undo 表空间管理

Oracle 的Undo有两种方式： 一是使用undo 表空间，二是使用回滚段. 

 

  我们通过 undo_management 参数来控制使用哪种方式，如果设为auto，就使用UNDO 表空间，这时必须要指定一个UNDO 表空间。 如果设为manual，系统启动后使用rollback segment方式存储undo信息。如果系统没有指定undo_management，那么系统默认以manual方式启动,即使设置了auto方式的参数，这些参数将被忽略。

当实例启动的时候，系统自动选择第一个有效的undo表空间或者是rollback segment，如果没有有效的可用的undo表空间或者是回滚段，系统使用system rollback segment。这种情况是不被推荐的，当系统运行在没有undo的情况下，系统会在alert.log中记录一条警告信息。

SQL> show parameter undo

NAME                   TYPE        VALUE

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

undo_management          string      AUTO

undo_retention             integer     900

undo_tablespace            string      UNDOTBS1

参考：Oracle undo 管理

http://blog.csdn.net/tianlesoftware/archive/2009/11/30/4901666.aspx

 

一． UNDO 表空间

下面来看一下undo 的表空间管理。先来查看一下表空间的使用情况：

/* Formatted on 2010/6/23 9:46:58 (QP5 v5.115.810.9015) */

SELECT   a.tablespace_name,

         ROUND (a.total_size) "total_size(MB)",

         ROUND (a.total_size) - ROUND (b.free_size, 3) "used_size(MB)",

         ROUND (b.free_size, 3) "free_size(MB)",

         ROUND (b.free_size / total_size * 100, 2) || '%' free_rate

  FROM   (  SELECT   tablespace_name, SUM (bytes) / 1024 / 1024 total_size

              FROM   dba_data_files

          GROUP BY   tablespace_name) a,

         (  SELECT   tablespace_name, SUM (bytes) / 1024 / 1024 free_size

              FROM   dba_free_space

          GROUP BY   tablespace_name) b

 WHERE   a.tablespace_name = b.tablespace_name(+);

TABLESPACE_NAME      total_size(MB) used_size(MB) free_size(MB) FREE_RATE

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

SYSAUX                   580       545.187        34.813  6%

UNDOTBS1                 90        23.875        66.125  73.47%

DAVE                      20          6.25         13.75  68.75%

USERS                     10         8.375         1.625  16.25%

SYSTEM                   960       951.062         8.938  93%

从结果我们看到UNDO 表空间已经用了23.875M。 我们看一下这使用的23M空间里空闲和非空闲比例：

/* Formatted on 2010/6/23 9:49:53 (QP5 v5.115.810.9015) */

  SELECT   tablespace_name, status, SUM (bytes) / 1024 / 1024 "Bytes(M)"

    FROM   dba_undo_extents

GROUP BY   tablespace_name, status;

TABLESPACE_NAME      STATUS      Bytes(M)

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

UNDOTBS1             UNEXPIRED     9.1875

UNDOTBS1             EXPIRED      13.6875

我们看一下查询的结果，UNEXPIRED 和EXPIRED　是已使用的undo 表空间，其中expired 说明是已经过期的数据，也就是15分钟（默认情况）以外的数据，以被覆盖，可以认为是空闲的。

在此补充一点知识：

采用UNDO 表空间时，会有一个参数UNDO_RETENTION，该参数用来指定undo 记录保存的最长时间，以秒为单位，是个动态参数，完全可以在实例运行时随时修改，通常默认是900 秒，也就是15 分钟。

undo_retention 只是指定undo 数据的过期时间，并不是说，undo 中的数据一定会在undo表空间中保存15 分钟，比如说刚一个新事务开始的时候，如果undo 表空间已经被写满，则新事务的数据会自动覆盖已提交事务的数据，而不管这些数据是否已过期，因此呢，这就又关联回了第一点，当你创建一个自动管理的undo 表空间时，还要注意其空间大小，要尽可能保证undo 表空间有足够的存储空间。

undo_retention 中指定的时间一过，已经提交事务中的数据就立刻无法访问，它只是失效，只要不被别的事务覆盖，它会仍然存在，并可随时被flashback 特性引用。如果你的undo表空间足够大，而数据库又不是那么繁忙，那么其实undo_retention 参数的值并不会影响到你，哪怕你设置成1，只要没有事务去覆盖undo 数据，它就会持续有效。因此呢，这里还是那句话，要注意undo 表空间的大小，保证其有足够的存储空间。

只有在一种情况下，undo 表空间能够确保undo 中的数据在undo_retention 指定时间过期前一定有效，就是为undo 表空间指定Retention Guarantee，指定之后，oracle 对于undo 表空间中未过期的undo 数据不会覆盖，例如：

SQL> Alter tablespace undotbs1 retention guarantee;

 

禁止undo 表空间retention guarantee，例如：

SQL> Alter tablespace undotbs1 retention noguarantee;

总结一下：

UNDO 表空间是会被重用的,只有当事务没结束,或开了retention guarantee,或在undo_retention时间内不能被重用。

在undo_retention规定的时间内，数据都是有效的，过期后都会设为无效，状态被改为Expired，这些回滚段将会被看作Free Space。但是只要数据没有被覆盖就可以使用。如果空间已满，新事务的数据会自动覆盖掉已经提交的事务数据，即使在undo_retention的时间内。除非指定Retention Guarantee模式，才能保证在undo_retention内不被覆盖。

二． UNDO 表空间满了的处理方法

2.1 先模拟UNDO 表空间满的情况

SQL>  alter system set undo_retention=10800; -- 3个小时
系统已更改。
SQL> create undo tablespace undo datafile 'F:/backup/undo.dbf' size 1m ;
表空间已创建。
SQL> alter tablespace undo retention guarantee;
表空间已更改。
SQL> alter system set undo_tablespace=undo;
系统已更改。

SQL> create table DBA(id number);

表已创建。
SQL> begin

  2  for i in 1 .. 100000 loop

  3  insert into dba values(i);

  4  commit;

  5  end loop;

  6  end;

  7  /

begin

*

第 1 行出现错误:

ORA-30036: 无法按 8 扩展段 (在还原表空间 'UNDO' 中)

ORA-06512: 在 line 3

2.2 处理方法

处理方法有两种，一是添加undo 表空间的数据文件，二是切换UNDO tablespace. 这种情况下多用在undo 表空间已经非常大的情况。 

2.2.1 增加数据文件

SQL> ALTER TABLESPACE undo ADD DATAFILE 'F:/backup/undo02.dbf' size 100M reuse;

表空间已更改。

SQL> begin

  2  for i in 1..100000 loop

  3  insert into dba values(1);

  4  commit;

  5  end loop;

  6  end;

  7  /

PL/SQL 过程已成功完成。

2.2.2 切换UNDO 表空间

1、建立新的表空间UNDOTBS2

SQL> CREATE UNDO TABLESPACE UNDOTBS2 DATAFILE 'F:/backup/undo03.dbf' size 100M reuse;

表空间已创建。

2、切换到新建的UNOD表空间上来,操作如下
SQL> alter system set undo_tablespace=UNDOTBS2 scope=both;

系统已更改。

3、将原来的UNDO表空间,置为脱机:
SQL> alter tablespace UNDO offline;

表空间已更改。

4、删除原来的UNDO表空间:
SQL> drop tablespace UNDO including contents AND DATAFILES CASCADE CONSTRAINTS ;

表空间已删除。

如果只是drop tablespace UNDO ，则只会在删除控制文件里的记录，并不会物理删除文件。 

Drop undo表空间的时候必须是在未使用的情况下才能进行。如果undo表空间正在使用（例如事务失败，但是还没有恢复成功），那么drop表空间命令将失败。在drop表空间的时候可以使用including contents。

 

三． UNDO 表空间损坏的恢复方法

一般Undo 表空间损坏的情况下，数据库都已不能正常打开了。启动时都会报类似如下的错误：

ORA-01157: cannot identify/lock data file 12 - see DBWR trace file
ORA-01110: data file 12: '/d01/oramtest/proddata/undo01.dbf'

 要想解决问题，必须重建UNDO 表空间，但是如果不open， 就不能重建创建undo 表空间。 所以可以先用系统默认的undo 表空间：system rollback segment 来启动数据库，再创建UNDO 表空间。

3.1 创建pfile 文件

SQL> create pfile='F:/initorcl.ora' from spfile;

文件已创建。
3.2 修改pfile文件
#*.undo_tablespace='UNDOTBS1'

#*.undo_management='AUTO'

undo_management='MANUAL'

rollback_segments='SYSTEM'

3.3 启动数据库至Mount 状态

SQL> STARTUP MOUNT pfile='F:/initorcl.ora' ;

3.4 offline drop undo 表空间

 SQL> ALTER DATABASE DATAFILE 'D:/app/Administrator/oradata/orcl/UNDOTBS01.DBF' OFFLINE DROP; 

3.5 open 数据库

SQL> ALTER DATABASE OPEN;

3.6 删除旧的undo 表空间

SQL> DROP TABLESPACE UNDOTBS1 INCLUDING CONTENTS;   

注：该命令不会删除物理文件。　要想一起删除物理文件需要 AND DATAFILES CASCADE CONSTRAINTS ;

如：　 drop tablespace UNDOTBS1 including contents AND DATAFILES CASCADE CONSTRAINTS ;

3.7 创建新的UNDO 表空间

SQL> create undo tablespace undotbs1 datafile 'D:/app/Administrator/oradata/orcl/UNDOTBS01.DBF' size 100M ;

create undo tablespace undotbs1 datafile 'D:/app/Administrator/oradata/orcl/UNDOTBS01.DBF' size 100M

*

第 1 行出现错误:

ORA-01119: 创建数据库文件 'D:/app/Administrator/oradata/orcl/UNDOTBS01.DBF'时出错

ORA-27038: 所创建的文件已存在

OSD-04010: 指定了  选项, 但文件已经存在

因为我们之前删除时并没有删除物理文件，所以在建同名文件时就会报错。 我们可以加上REUSE 参数。 只要文件不在使用，就可以重写已经存在的文件。 

SQL> create undo tablespace undotbs1 datafile 'D:/app/Administrator/oradata/orcl/UNDOTBS01.DBF' size 100M reuse;

表空间已创建。

3.8  shutdown 数据库 并将pfile 改回

SQL> select name,issys_modifiable from v$parameter where name='undo_management' or name='rollback_segments';

NAME             ISSYS_MOD

--------------------     ---------

rollback_segments    FALSE

undo_management    FALSE

从上面查询的结果，可以知道修改这2个参数必须重启数据，所以还是shutdown 吧。 

SQL> shutdown immediate

3.9 修改pfile 参数

*.undo_tablespace='UNDOTBS1'

*.undo_management='AUTO'

#undo_management='MANUAL'

#rollback_segments='SYSTEM'

3.10 用刚才修改的pfile 启动数据库，并创建spfile

SQL> startup pfile='F:/initorcl.ora' ;

SQL> create spfile from pfile='F:/initorcl.ora';

3.10 再次shutdown，用spfile 启动. 

SQL> shutdown immediate

SQL> startup

 

一般数据文件损坏的情况也可以采用类似的方法， 先启动到mount， 在将损坏的数据文件offline drop。 在open 数据库，drop 掉损坏的数据文件。 当然这种做法有数据丢失。 能恢复的话，尽量恢复。