数据库回滚机制(RollBack)的实现

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我是靠谱客的博主朴素汽车，最近开发中收集的这篇文章主要介绍数据库回滚机制(RollBack)的实现，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

一、我们来看一个DML语句的处理过程描述

update undotest set object_type='VIEW' where object_type='PROCEDURE';

检查shared pool中是否存在相同的语句，如果存在，重用执行计划，执行扫描运算，如果不存在，执行硬解析生成执行计划
根据执行计划中的扫描运算，检查undotest表中的相关数据块是否存在buffer cache中，如果不存在则读取到内存中
检查数据块中符合object_type='PROCEDURE'条件的记录，如果没有符合条件的行记录，则结束语句，如果存在则进入下一步
以当前模式（current）获取符合object_type='PROCEDURE'条件的数据块，准备进行更新
在回滚表空间的相应回滚段头的事务表上分配事务槽，这个动作需要记录redo日志
从回滚段数据块上创建object_type='PROCEDURE'的前映像数据，这个动作也要记录redo日志
修改object_type='VIEW' ，这是DML操作的数据变更，而需要记录redo日志
用户提交时，在redo日志中记录提交信息，将回滚段头上的事务表和回滚段数据块标记为非活动，清除修改数据块上的事务信息（也可能延迟清除）。同时必须确保整个事务的redp日志写到磁盘上的日志文件

注意：如果最后用户回滚了事务，oracle从回滚段中将前映像数据提取出来，覆盖被更新的数据块。这个回滚动作本身也需要产生redo日志，因此，我们要知道回滚的代价非常昂贵。

二、不同的DML操作，UNDO BLOCK中保存的前映像内容

INSERT操作，UNDO中只需要保存插入记录的rowid，如果需要回退，通过保存的rowid进行删除即可（后面有案例）
UPDATE操作，UNDO中只需要记录被更新字段的旧值，如果需要回退，只需要通过旧值覆盖更新后的值即可。
DELETE操作，UNDO中必须记录整行的数据，如果需要回退，只需要将这整行的数据重新插入至表中即可。

备注：本文章只对INSERT操作，UNDO中保存的内容进行测试，至于UPDATE、DELETE操作，实验方法基本一致，这里就不再累赘

示例

 
   1.开启事务 
  
 
   SQL 
   >  
   create  
   table tt  
   as  
   select object_name,object_id  
   from dba_objects; 
   
 
   Table created. 
   
 
   SQL 
   >  
   insert  
   into tt  
   values( 
   'dddddd', 
   1233456); --执行insert操作 
   
 
   1  
   row created. 
  
 
   2.检查事务信息和其他一些事务信息 
   
 
   SQL 
   >  
   select HEADER_FILE,HEADER_BLOCK  
   from dba_segments a  
   where segment_name 
   = 
   'TT'; 
   
 HEADER_FILE HEADER_BLOCK 
   
 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   -  
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   - 
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   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   
 
   4  
   810 
   
 
   SQL 
   >  
   SELECT 
   
 
   2 dbms_rowid.rowid_object(rowid) object_id, 
   
 
   3 dbms_rowid.rowid_relative_fno(rowid) REL_FNO, 
   
 
   4 dbms_rowid.rowid_block_number(rowid) BLOCKNO, 
   
 
   5 dbms_rowid.rowid_row_number(rowid) ROWNO,rowid,object_name 
   
 
   6  
   FROM tt  
   WHERE object_name 
   = 
   'dddddd'; 
   
 OBJECT_ID REL_FNO BLOCKNO ROWNO ROWID 
   
 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
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   - 
   - 
   - 
   - 
   
 OBJECT_NAME 
   
 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
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   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   
 
   73430  
   4  
   1150  
   0 AAAR7WAAEAAAAR 
   +AAA 
   
 dddddd 
   
 
   SQL 
   >  
   select xidusn,xidslot,xidsqn,ubablk,ubafil,ubarec,to_char(start_scnw, 
   'xxxxxxxx') start_scnw,  
   
 
   2 to_char(start_scnb, 
   'xxxxxxxx') start_scnb, start_scnb 
   +start_scnw 
   *power( 
   2, 
   32) start_scn  
   
 
   3  
   from v$ 
   transaction; 
   
 XIDUSN XIDSLOT XIDSQN UBABLK UBAFIL UBAREC START_SCNW START_SCNB START_SCN 
   
 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
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   - 
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   -  
   - 
   - 
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   -  
   - 
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   -  
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   -  
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   - 
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   -  
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   
 
   5  
   21  
   960  
   1466  
   3  
   7  
   0 f5520  
   1004832 
   
 
   根据上面查询获取的事务信息，dump insert事务undo 段头和undo 块 
  
 
   SQL 
   >  
   select  
   name  
   from v$rollname  
   where usn 
   = 
   5; 
   
 
   NAME 
   
 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
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   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   
 _SYSSMU5_1527469038$ 
  
 
   3.dump undo 段头和undo 块 
   
 
   SQL 
   > oradebug setmypid; 
   
 
   Statement processed. 
   
 
   SQL 
   > oradebug tracefile_name 
   
 
   /u01 
   /oracle 
   /diag 
   /rdbms 
   /test 
   /test 
   /trace 
   /test_ora_604.trc 
   
 
   SQL 
   >  
   alter  
   system dump undo header  
   '_SYSSMU5_1527469038$'; 
   
 
   System altered. 
   
 
   SQL 
   >  
   alter  
   system dump datafile  
   3 block  
   1466; 
   
 
   System altered. 
   
 UNDO BLK:  
   
 xid: 0x0005. 
   015. 
   000003c0 seq: 0x12c cnt: 0x7 irb: 0x7 icl: 0x0 flg: 0x0000 
   
 
   
 Rec  
   Offset Rec  
   Offset Rec  
   Offset Rec  
   Offset Rec  
   Offset 
   
 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
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   - 
   - 
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   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   
 0x01 0x1fa4 0x02 0x1f48 0x03 0x1ecc 0x04 0x1e70 0x05 0x1df4  
   
 0x06 0x1d90 0x07 0x1d20  
   
 
   * 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
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   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   
 
   * Rec #0x7 slt: 0x15  
   objn: 73430(0x00011ed6) objd: 73430 tblspc:  
   4(0x00000004) 
   
 
   * Layer:  
   11 ( 
   Row) opc:  
   1 rci 0x00  
   
 Undo  
   type: Regular undo  
   Begin trans  
   Last buffer split:  
   No  
   
 
   Temp  
   Object:  
   No  
   
 Tablespace Undo:  
   No  
   
 rdba: 0x00000000Ext idx:  
   0 
   
 flg2:  
   0 
   
 
   * 
   - 
   - 
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   - 
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   - 
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   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   
 uba: 0x00c005b9. 
   012c. 
   2d ctl  
   max scn: 0x0000.000f4ed4 prv tx scn: 0x0000.000f4ee0 
   
 txn  
   start scn: scn: 0x0000.000f53a9 logon  
   user:  
   85 
   
 prev brb:  
   12584373 prev bcl:  
   0 
   
 KDO undo record: 
   
 KTB Redo  
   
 op: 0x03 ver: 0x01  
   
 compat  
   bit:  
   4 (post 
   - 
   11) padding:  
   1 
   
 op: Z 
   
 KDO Op code: DRP  
   row dependencies Disabled  
   --DRP操作完成回滚 
   
 xtype: XA flags: 0x00000000 bdba: 0x0100047e hdba: 0x0100032a  
   --bdba表示block address hdba 代表sgment header address 
   
 itli:  
   1 ispac:  
   0 maxfr:  
   4858 
   
 tabn:  
   0 slot:  
   0(0x0)  
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   - 
   这个slot表示这一行数据在数据块中的行地址（行序列）
 其中bdba表示file 4，block 1150 ,hdba表示file 4，block 810 与我们上面查询出来的地址相符。 
  

我们可以看到，undo块中并没有直接保存rowid信息，但是oracle完全可以根据上面的几个信息（bdba,slot,objd)定位回滚时需要删除的具体数据，因此对于Insert操作，ORACLE只需保留上述信息，即可完成回滚操作

三、基本概念和名词解释

UBA: Undo block address
RBA: Redo block address
Dba: Data block address
Rdba: Root dba
Xid: Transaction ID
ITL: Interested Transaction List 保存在数据块的头部（事务信息部分），包含XID,UBA,LCK，FLG等重要信息

Transaction Identifiers

Transaction identifiers (XID) uniquely identify a transaction within the system; they are used within the Interested Transaction List (ITL) of the data block.

A transaction identifier consists of: