Oracle数据库启动过程验证检查点SCN

   SCN（System Change Number，系统改变号）是Oracle数据库非常重要的机制。SCN在数据库启动，读一致性，数据的恢复，FLASHBACK操作等情况下都会用到。

1.SCN号是重要的时间机制，两者之间可以相互的转换。

1).将时间转换为SCN号：
SQL> select timestamp_to_scn(sysdate) from dual;

TIMESTAMP_TO_SCN(SYSDATE)
-------------------------
                   920939

2).将SCN号转换为具体时间：

SQL> select scn_to_timestamp(920000) from dual;

SCN_TO_TIMESTAMP(920000)
---------------------------------------------------------------------------
07-FEB-10 01.06.11.000000000 AM

3).查看当前数据库最新的SCN号：
SQL> select current_scn from v$database;

CURRENT_SCN
-----------
     920782
   当前最新的SCN号，该SCN号会不停的在内存中被刷新，Oracle 10g每隔3秒就会被刷新。

2.数据库启动过程对SCN号的验证。

    下面我们先来了解4种类型的SCN，这4种类型的SCN实际都是检查点SCN，都是由CKPT进程更新，存储在控制文件和数据文件头中，不同类型的SCN有不同的作用。

1).数据库检查点SCN：

SQL> select checkpoint_change# from v$database;

CHECKPOINT_CHANGE#
------------------
            920459

    数据库检查点SCN，每执行一次检查点，CKPT进程会更新控制文件中的数据库检查点SCN。

2).数据文件SCN：

SQL> select checkpoint_change# from v$datafile;

CHECKPOINT_CHANGE#
------------------
            920459
            920459
            920459
            920459
            920459
            920459
            920459
            920459
            920459
            920459
            920459

36 rows selected.

    数据文件SCN，每个数据文件都有一个数据文件SCN，每执行一次检查点，由CKPT进程都将更新位于控制文件中的数据文件SCN。

3).数据文件启动SCN：

SQL>  select checkpoint_change# from v$datafile_header;

CHECKPOINT_CHANGE#
------------------
            920459
            920459
            920459
            920459
            920459
            920459
            920459
            920459
            920459
            920459
            920459

36 rows selected.

   启动SCN，每个数据文件都有一个启动SCN，每执行一次检查点，CKPT进程都将更新数据文件头中的检查点SCN，这被叫做启动SCN。

4).数据文件终止SCN：

SQL> select last_change# from v$datafile;

LAST_CHANGE#
------------

36 rows selected.

   终止SCN，每个数据文件都有一个终止SCN，该SCN存储在控制文件中，当数据库被OPEN之后，该值即变成#ffffff无穷大。

数据库在启动过程中对SCN的验证分为两个阶段：
   第一阶段，检查控制文件和数据文件中数据文件的检查点次数是否一致（不同的数据文件检查点次数可能是不同的），如果不一致说明要么控制文件过旧，要么数据文件过旧，需要执行相应的恢复操作；如果一致继续执行下一步检查。

   第二阶段，检查数据文件的启动SCN和终止SCN是否一致，如果数据库关闭是非正常关闭，那么终止SCN肯定是无穷大，这个时候需要完成一个实例恢复的过程；如果启动SCN和终止SCN相同，那么数据库就可以OPEN了。

   另外，存储在控制文件中的数据库SCN、数据文件SCN和存储在数据文件头中的启动SCN实际都是在执行检查点时由CKPT进程对控制文件和数据文件头的更新，3者必定是相同的，在执行SHUTDOWN IMMEDIATE|NORMAL|TRANSANTIONAL关闭数据库时会再次触发检查点，这时前面3种类型的SCN和存储在控制文件中的终止SCN必定是相同的。

下面我们通过对控制文件和数据文件头的转储来验证上面的说法：

1).正常关闭数据库的状态。

SQL> shutdown immediate
Database closed.
Database dismounted.
ORACLE instance shut down.
SQL> startup mount
ORACLE instance started.

Total System Global Area  599785472 bytes
Fixed Size                  2022600 bytes
Variable Size             230687544 bytes
Database Buffers          360710144 bytes
Redo Buffers                6365184 bytes
Database mounted.
SQL> @?/rdbms/admin/gettrace

TRACE_FILE_NAME
--------------------------------------------------------------------------------
/u01/app/oracle1/admin/orcl/udump/orcl_ora_4132.trc

SQL> alter session set events 'immediate trace name controlf level 8';

Session altered.
完成对控制文件的转储，下面来查看一下orcl_ora_4132.trc跟踪文件内容：
a).存储在控制文件中的数据库内容：
***************************************************************************
DATABASE ENTRY
***************************************************************************
 (size = 316, compat size = 316, section max = 1, section in-use = 1,
  last-recid= 0, old-recno = 0, last-recno = 0)
 (extent = 1, blkno = 1, numrecs = 1)
 02/19/2014 14:20:20
 DB Name "ORCL"
 Database flags = 0x50404001 0x00001000
 Controlfile Creation Timestamp  02/19/2014 14:20:21
 Incmplt recovery scn: 0x0000.00000000
 Resetlogs scn: 0x0000.00080634 Resetlogs Timestamp  02/19/2014 14:20:23
 Prior resetlogs scn: 0x0000.00000001 Prior resetlogs Timestamp  10/22/2005 21:44:08
 Redo Version: compatible=0xa200100
 #Data files = 6, #Online files = 6
 Database checkpoint: Thread=1 scn: 0x0000.00091eb4
 Threads: #Enabled=1, #Open=0, Head=0, Tail=0
......
 Max log members = 3, Max data members = 1
 Arch list: Head=2, Tail=2, Force scn: 0x0000.00091e72scn: 0x0000.00091e88
 Activation ID: 1367751332
 Controlfile Checkpointed at scn:  0x0000.00091e88 04/16/2014 13:54:24
 thread:0 rba:(0x0.0.0)
......
粗体加红表示的数据库检查点SCN号。

b).存储在控制文件中的数据文件检查点次数、SCN号和停止SCN号：
***************************************************************************
DATA FILE RECORDS
***************************************************************************
 (size = 428, compat size = 428, section max = 100, section in-use = 6,
  last-recid= 9, old-recno = 0, last-recno = 0)
 (extent = 1, blkno = 11, numrecs = 100)
DATA FILE #1:
  (name #7) /u01/app/oracle1/oradata/orcl/system01.dbf
creation size=0 block size=8192 status=0xe head=7 tail=7 dup=1
 tablespace 0, index=1 krfil=1 prev_file=0
 unrecoverable scn: 0x0000.00000000 01/01/1988 00:00:00
 Checkpoint cnt:183 scn: 0x0000.00091eb4 04/16/2014 13:54:27
 Stop scn: 0x0000.00091eb4 04/16/2014 13:54:27
 Creation Checkpointed at scn:  0x0000.00000008 10/22/2005 21:44:31
 thread:0 rba:(0x0.0.0)
cnt表示的是检查点次数，scn表示的是数据文件检查点SCN，Stop scn表示的是数据文件停止SCN。

DATA FILE #2:
  (name #6) /u01/app/oracle1/oradata/orcl/undotbs01.dbf
creation size=0 block size=8192 status=0xe head=6 tail=6 dup=1
 tablespace 1, index=2 krfil=2 prev_file=0
 unrecoverable scn: 0x0000.00000000 01/01/1988 00:00:00
 Checkpoint cnt:145 scn: 0x0000.00091eb4 04/16/2014 13:54:27
 Stop scn: 0x0000.00091eb4 04/16/2014 13:54:27
 Creation Checkpointed at scn:  0x0000.0007fd42 10/22/2005 22:24:27
 thread:0 rba:(0x0.0.0)

DATA FILE #3:
  (name #5) /u01/app/oracle1/oradata/orcl/sysaux01.dbf
creation size=0 block size=8192 status=0xe head=5 tail=5 dup=1
 tablespace 2, index=3 krfil=3 prev_file=0
 unrecoverable scn: 0x0000.00000000 01/01/1988 00:00:00
 Checkpoint cnt:183 scn: 0x0000.00091eb4 04/16/2014 13:54:27
 Stop scn: 0x0000.00091eb4 04/16/2014 13:54:27
 Creation Checkpointed at scn:  0x0000.00001896 10/22/2005 21:44:46
 thread:0 rba:(0x0.0.0)

DATA FILE #4:
  (name #4) /u01/app/oracle1/oradata/orcl/users01.dbf
creation size=0 block size=8192 status=0xe head=4 tail=4 dup=1
 tablespace 4, index=4 krfil=4 prev_file=0
 unrecoverable scn: 0x0000.00000000 01/01/1988 00:00:00
 Checkpoint cnt:182 scn: 0x0000.00091eb4 04/16/2014 13:54:27
 Stop scn: 0x0000.00091eb4 04/16/2014 13:54:27
 Creation Checkpointed at scn:  0x0000.000027b9 10/22/2005 21:45:00
 thread:0 rba:(0x0.0.0)

DATA FILE #5:
  (name #9) /u01/app/oracle1/oradata/orcl/gguser.dbf
creation size=128000 block size=8192 status=0xe head=9 tail=9 dup=1
 tablespace 6, index=6 krfil=5 prev_file=0
 unrecoverable scn: 0x0000.00000000 01/01/1988 00:00:00
 Checkpoint cnt:135 scn: 0x0000.00091eb4 04/16/2014 13:54:27
 Stop scn: 0x0000.00091eb4 04/16/2014 13:54:27
 Creation Checkpointed at scn:  0x0000.00083314 02/19/2014 14:33:57
 thread:1 rba:(0x2.c04b.10)

DATA FILE #6:
  (name #10) /u01/app/oracle1/oradata/orcl/ogg2.dbf
creation size=640 block size=8192 status=0x86 head=10 tail=10 dup=1
 tablespace 7, index=7 krfil=6 prev_file=0
 unrecoverable scn: 0x0000.00000000 01/01/1988 00:00:00
 Checkpoint cnt:3 scn: 0x0000.00089cfb 03/18/2014 13:32:52
 Stop scn: 0x0000.00089cfb 03/18/2014 13:32:52
 Creation Checkpointed at scn:  0x0000.00089bd3 03/18/2014 13:29:26
 thread:1 rba:(0x3.e2.10)

   从上面的内容可以看出，每个数据文件的检查点次数都是不同；除了DATA FILE 6以外的SCN号不同外，其余数据文件都是相同的；每个数据文件的SCN号与Stop SCN号都是一致的，除了DATA FILE 6以外，其余的数据文件SCN、STOP SCN都和前面的数据库SCN一致。

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