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Oracle一致性读(consistents gets)

原创 Oracle 作者:水逸冰 时间:2019-05-16 19:54:49 0 删除 编辑

    
    很多数据库的并发控制方式是通过MVCC(多版本并发控制)实现的。这种方式使得数据库可以通过读取数据块的快照,而不会发生读操作阻塞写操作的情况。Oracle通过undo回滚段实现一致性读取。当一条sql在读取数据块的时候,会记录读取时刻的SCN1,并且将这个SCN1与读取数据块头部ITL槽中的SCN2做比较,如果SCN1<SCN2,那么说明,改数据块在SCN1的时候没有变动,但是经过一段时间后(硬,软解析等过程)在SCN2时刻真正发生读取的时候,发现在SCN2-SCN1这段时间内,数据块变动了,那么此时由于Oracle是RC的事务隔离级别,那么需要构建SCN1时刻的快照块完成读取,这个过程就是一致性读,即consistents gets。构建快照块的时候,需要数据块头部ITL槽中的信息,指引到相应的undo块,如果ITL槽中有多个SCN的话,那么取最大的那个;如果undo块的SCN仍然大于SCN1,那么继续从该块的ITL中递归查找下一个undo块,直到找到小于SCN1的undo,如果找不到的话,那就是经典的ORA-01555的错误了。

先来看一下一致性读的一个例子:
drop table  ming.t190514 purge;
create table ming.t190514(a int,b varchar2(20));
insert into ming.t190514 select 1,'ming' from dual;
commit;

session A发起事务但是不要提交:
update ming.t190514 set b='SHUO' where a=1;
SQL> select * from ming.t190514;

         A B
---------- --------------------
         1 SHUO

session B:
select dbms_rowid.rowid_relative_fno(rowid) fileno,dbms_rowid.rowid_block_number(rowid) blockno from ming.t190514;
    FILENO    BLOCKNO
---------- ----------
        16     312790
        
SQL> select * from ming.t190514;

         A B
---------- --------------------
         1 ming
SQL> alter system dump datafile 16 block 312790;

session A update之后,session B再去查询这张表,这个时候就需要通过一致性读完成select了。
查看dump出来的trace文件:
Block header dump:  0x0404c5d6
 Object id on Block? Y
 seg/obj: 0x121cb  csc:  0x0000000005e141e6  itc: 2  flg: E  typ: 1 - DATA
     brn: 0  bdba: 0x404c5d0 ver: 0x01 opc: 0
     inc: 0  exflg: 0
 
 Itl           Xid                  Uba         Flag  Lck        Scn/Fsc
0x01   0x0007.00f.00002d00  0x018212f3.04bf.18  C---    0  scn  0x0000000005e141a5
0x02   0x0003.019.000039c7  0x0181df46.04e0.0b  ----    1  fsc 0x0000.00000000
bdba: 0x0404c5d6
data_block_dump,data header at 0x11e06e064
===============
tsiz: 0x1f98
hsiz: 0x14
pbl: 0x11e06e064
     76543210
flag=--------
ntab=1
nrow=1
frre=-1
fsbo=0x14
fseo=0x1f8d
avsp=0x1f79
tosp=0x1f79
0xe:pti[0]      nrow=1  offs=0
0x12:pri[0]     offs=0x1f8d
block_row_dump:
tab 0, row 0, @0x1f8d
tl: 11 fb: --H-FL-- lb: 0x2  cc: 2
col  0: [ 2]  c1 02
col  1: [ 4]  53 48 55 4f
end_of_block_dump

通过seg/obj验证找到的这部分内容确实是t190514这张表。
SQL> select to_number('121cb','xxxxxxxxx') from dual;

TO_NUMBER('121CB','XXXXXXXXX')
------------------------------
                         74187

Elapsed: 00:00:00.00
15:01:54 SQL> select object_name from dba_objects where object_id=74187;

OBJECT_NAME
--------------------------------------------------------------------------------
T190514

lb: 0x2的falg是---。说明还有活动事务。查看col  1的值:
SQL> select utl_raw.cast_to_varchar2(replace('53,48,55,4f',',')) value from dual;

VALUE
--------------------------------------------------------------------------------
SHUO
session A确实已经更改了数据。


查询活动事务:
SQL> select xid,xidusn,xidslot,xidsqn,ubafil,ubablk,ubasqn,ubarec,status from v$transaction;

XID                  XIDUSN    XIDSLOT     XIDSQN     UBAFIL     UBABLK
---------------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
    UBASQN     UBAREC STATUS
---------- ---------- ----------------
03001900C7390000          3         25      14791         10     122694
      1248         11 ACTIVE
dump出undo块:
alter system dump datafile 10 block 122694;

查看dump出来的undo块的trace:
*-----------------------------
* Rec #0xb  slt: 0x19  objn: 74187(0x000121cb)  objd: 74187  tblspc: 7(0x00000007)
*       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
*-----------------------------
uba: 0x0181df46.04e0.08 ctl max scn: 0x0000000005e0b434 prv tx scn: 0x0000000005e0b43e
txn start scn: scn: 0x0000000005e141dd logon user: 83
 prev brb: 25288513 prev bcl: 0
KDO undo record:
KTB Redo
op: 0x03  ver: 0x01  
compat bit: 4 (post-11) padding: 1
op: Z
KDO Op code: URP row dependencies Disabled
  xtype: XA flags: 0x00000000  bdba: 0x0404c5d6  hdba: 0x0404c5d2
itli: 2  ispac: 0  maxfr: 4858
tabn: 0 slot: 0(0x0) flag: 0x2c lock: 0 ckix: 0
ncol: 2 nnew: 1 size: 0
col  1: [ 4]  6d 69 6e 67
 
Block dump from disk:
buffer tsn: 2 rdba: 0x0181df46 (6/122694)
scn: 0x5e141dd seq: 0x01 flg: 0x04 tail: 0x41dd0201
frmt: 0x02 chkval: 0x66fd type: 0x02=KTU UNDO BLOCK
Hex dump of block: st=0, typ_found=1

查看col  1的值
SQL> select utl_raw.cast_to_varchar2(replace('6d,69,6e,67',',')) value from dual;

VALUE
--------------------------------------------------------------------------------
ming
还是更新之前的旧值。

    update语句在执行的时候,需要先进行一致性读,过滤where条件,然后再做当前读,在这两个过程的时间间隔中如果数据块出现了变动,那么会出现意料之外的效果。
drop table t190514 purge;
create table ming.t190514(a int,b varchar2(20));
insert into ming.t190514 select 1,'ming' from dual;
insert into ming.t190514 select 2,'ming' from dual;
commit;
session A :
SQL> select * from ming.t190514;

         A B
---------- --------------------
         1 ming
         2 ming
SQL> select count(*) from test2,t1;

  COUNT(*)
----------
  18000000

Elapsed: 00:00:14.37


update ming.t190514 set b='shuo';
commit;
    现在t190514表的b值都是shuo。此时我想用a=1的值更新a=2的值,更新前后其实是不会改变数据的。这更加类似于试一次无效更新。但是我在where条件中加入了一个比较耗时的条件,也就是下面语句中的笛卡尔积。
14:27:17 SQL> update ming.t190514 set b=(select b from ming.t190514 where a=1) where a=2 and ( select count(*) from test2,t1)>17000000;

1 row updated.

Elapsed: 00:00:14.56

    sql中的( select count(*) from test2,t1)>17000000这段要执行10几秒的时间,如果没有这个条件的话,那么下面再session B中的语句会hang住,很显然是由于行级排它锁导致的。有了这段就可以执行了,在返回结果前快速到session B :

SQL> set timing on time on
14:27:19 SQL> update ming.t190514 set b='x';

2 rows updated.

Elapsed: 00:00:00.00
14:27:19 SQL> commit;

Commit complete.

Elapsed: 00:00:00.00


回到之前的session A :
14:28:00 SQL> commit;

Commit complete.

Elapsed: 00:00:00.00
此时查询表的数据,发现是下面的情况了:
14:28:05 SQL> select * from ming.t190514;

         A B
---------- --------------------
         1 x
         2 shuo

Elapsed: 00:00:00.00

    session A的update语句执行时间点为T1,它会先执行where条件中17000000那部分的条件,这点从执行计划中可以看出。在T2时刻,session B快速更新了表的b为X。在T3时刻,执行完where条件后,需要开始一致性读来读取b的值,此时问题来了,是读取T1时刻update语句开始执行的时间点的值呢,还是读取T3时间点的b的值呢?如果把update看做一个整体的话,那么确实应该是读取T1的值,但其实它是读取了T3时刻的值,也就是说该语句用一致性读的旧值更新了当前读的新值。之前的打算是不改变数据的无效更新,结果发现被其他事务干扰了。update实际更新了b的值。












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