增量checkpoint

增量checkpoint工作过程

因为每次完全的checkpoint都需要把buffer cache所有的脏块都写入到数据文件中，这样就是产生一个很大的IO消耗，频繁的完全checkpoint操作很对系统的性能有很大的影响，为此Oracle引入的增量checkpoint的概念，buffer cache中的脏块将会按照BCQ队列的顺序持续不断的被写入到磁盘当中，同时CKPT进程将会每3秒中检查DBWn的写入进度并将相应的RBA信息记录到控制文件中。

有了增量checkpoint之后在进行实例恢复的时候就不需要再从崩溃前的那个完全checkpoint开始应用重做日志了，只需要从控制文件中记录的RBA开始进行恢复操作，这样能节省恢复的时间。

发生增量checkpoint的先决条件

• 恢复需求设定（FAST_START_IO_TARGET/FAST_START_MTTR_TARGET）
• LOG_checkpoint_INTERVAL参数值
• LOG_checkpoint_TIMEOUT参数值
• 最小的日志文件大小
• buffer cache中的脏块的数量

增量checkpoint的特点

• 增量checkpoint是一个持续活动的checkpoint。
• 没有checkpoint RBA，因为这个checkpoint是一直都在进行的，所以不存在normal checkpoint里面涉及的checkpoint RBA的概念。
• checkpoint advanced in memory only
• 增量checkpoint所完成的RBA信息被记录在控制文件中。
• 增量checkpoint可以减少实例恢复时间。

增量checkpoint相关参数设置

log_checkpoint_interval 设定两次checkpoint之间重做日志块（重做日志块和系统数据块是一样的）数，当重做日志块数量达到设定值的时候将触发checkpoint。 log_checkpoint_timeout 设定两次checkpoint之间的间隔时间，当超时值达到时增量checkpoint将被触发。Oracle建议不用这个参数来控制，因为事务（transaction）大小不是按时间等量分布的。将此值设置成0时将禁用此项设置。 fast_start_io_target 因为log_checkpoint_interval主要看的时候重做日志块的数量，并不能反应buffer cache中脏数据块的修改，因此Oracle又引入了这个参数来实现当脏数据块达到一定数量的时候触发checkpoint，不过此参数实际上控制的是恢复时所需IO的数量。 fast_start_mttr_target

• 此参数是在9i中引入用来代替前面的三个参数的，它定义了数据块崩溃后所需要的实例恢复的时间，Oracle在实际上内在的解释成两个参数:fast_start_io_target和log_checkpoint_interval.如果这两个参数没有显式的指定,计算值将生效.。
• fast_start_mttr_target可以设定的最大值是3600，即一个小时。它的最小值没有设限，但是并不是说可以设置一个任意小的值，这个值会受最小dirty buffer（最小为1000）的限制，同时还会受初始化时间以及文件打开时间的限制。
• 在设置此参数的时候要综合考虑系统的IO，容量以及CPU等信息，要在系统性能和故障恢复时间之间做好平衡。
• 将此参数设置成0时将禁用 fast-start checkpointing，这样能见效系统负载但同时会增加系统的恢复时间。
• 如果fast_start_io_target or log_checkpoint_interval被指定，他们会自动覆盖由fast_start_mttr_target参数计算出来的值。

在10g中，数据库能根据各种系统参数的设置值来自动调整检查点的执行频率，以获得最好的恢复时间以及系统的正常运行影响最小。通过自动checkpoint调整，Orach能在系统低IO操作的时候将脏块写入到数据文件中，因此即时DBA没有设置checkpoint相关的参数值或是设置了一个不合理的值的时候系统还是能获得一个很合理的系统恢复时间。

10g中的增量checkpoint更能体现它持续活动的特点，在10g中，增量checkpoint不是在某一个特定的条件下触发，而是由数据库根据系统参数设置自动触发。

与完全checkpoint的区别

• 完全checkpoint会将checkpoint的信息写入到控制文件以及数据文件头中
• 增量checkpoint只会将RBA信息写入到控制文件中。

查看系统的checkpoint动作

我们可以通过将LOG_checkpointS_TO_ALERT设置成TRUE来打开checkpoint的trace，这样就可以跟踪checkpoint的操作了。

这设置以后系统的checkpoint将会被记录alert_$SID.log文件中。

在V$DATAFILE_HEADER里面也保存了发生完全checkpoint的时候一些相关信息，包括checkpoint发生时间、对应SCN已经checkpoint的次数。

完全检查点

日志切换时的检查点

增量checkpoint查看

当前所知只有在LOG_checkpoint_TIMEOUT设置了非0值之后触发的增量checkpoint会在alert文件中有记录，其他条件触发的增量checkpoint都不会记录在alert文件中。

查看fast_start_mttr_target

通过查看V$INSTANCE_RECOVERY动态性能视图可以查看一些MTTR相关的信息。

SELECT TARGET_MTTR,ESTIMATED_MTTR,CKPT_BLOCK_WRITES,CKPT_BLOCK_WRITES FROM V$INSTANCE_RECOVERY

TARGET_MTTR 用户设置的参数FAST_START_MTTR_TARGET的值. ESTIMATED_MTTR 根据目前脏块数目和日志块数目,评估的现在进行恢复所需要的时间. CKPT_BLOCK_WRITES 检查点写完的块数目. CKPT_BLOCK_WRITES 额外的因为检查点引起的数据库写入操作（因为不必要的检查点的产生,设置一个非常小的系统恢复时间将会对性能产生负面影响,为了帮助管理员监测这个参数设置较小时对数据库的影响,这个视图显示了这个列）

相关视图

V$视图

V$DATAFILE_HEADER 查看数据文件的完全checkpoint信息。 V$INSTANCE_RECOVERY 查看fast_start_mttr_target设置以及系统MTTR相关信息。

X$视图

X$BH 用于查看脏块的LRBA和HRBA（There is also a recovery RBA which is used to record the progress of partial block recovery by PMON.） 。 X$TARGETRBA 查看增量checkpoint RBA，target RBA和on-disk RBA。 X$KCCCP 这里面也有增量checkpoint RBA，target RBA的信息。 X$KCCRT 完全checkpoint（full thread checkpoint）RBA信息。

补充说明

写完这篇文章之后又看了写在itpub上的讨论，更新下观点。(http://www.itpub.net/viewthread.php?tid=1053847)

关于增量checkpoint和完全的checkpoint的区别这方面的争论里来不少，特别是对于日志切换到底是增量还是完全的争论更是如此，但是其实翻遍Oracle的文档就没有发现有提到增量checkpoint(incremental checkpoint)或是完全checkpoint(full checkpoint)这两个概念。

我的观点是根本就没有必要可以的区分是增量还是完全，真正要理解的是不同情况下的checkpoint都会有些什么样的行为，然后根据这些行为来对数据库进行配置，设置相应的参数，制定相应的备份/恢复策略，就此而已。
下面列出写常见的checkpoint行为：

1. 类似于alter system checkpoint这样的语句所产生的，先记录下当前的scn，然后推动DBWn进程去写脏数据，当写到所记录的scn时候检查点结束，然后ckpt进程将记录的scn写入到控制文件和数据文件头。
2. 设置参数log_checkpoint_timeout之后产生的，在超时值达到的时候，ckpt进程记录当时DBWn写脏数据的进度，也就是写到那个scn了，此时检查点信息只记录到控制文件中，同时如果设置了LOG_checkpointS_TO_ALERT的话我们会在alert中得到这样的信息：

   Sun Aug 3 19:08:56 2008
   Incremental checkpoint up to RBA [0x8.e17.0], current log tail at RBA [0x8.1056.0]

3. ckpt进程每3s起来一次记录checkpoint的进度到控制文件中，这种情况跟上面的类似，只不过在alert里面是看不到的，而且也不是每次唤醒都会写控制文件的，而是有就记，没有就拉倒。
4. 类似于alter system switch logfile所产生的，先记录下发出命令时刻的scn，ckpt进程不会推动DBWn去写脏数据，而是让DBWn按照自己的状态去写脏数据，等到写到记录的scn时，chpt进程再去更新控制文件和数据文件头。这种情况在alert也能看到信息：

   Mon Aug 4 22:31:39 2008
   Beginning log switch checkpoint up to RBA [0x9.2.10], SCN: 534450
   Thread 1 advanced to log sequence 9
   Current log# 2 seq# 9 mem# 0: /u/app/oracle/oradata/orcl/redo02.log
   Mon Aug 4 22:35:58 2008
   Completed checkpoint up to RBA [0x9.2.10], SCN: 534450

参考文档

• Metalink: Automatic checkpoint Tuning
• Metalink: checkpoint Tuning and Troubleshooting Guide
• Metalink: 8i Parameters that Influence checkpoints
• 《Oracle 9i&10G编程艺术》
• 《checkpointing in Oracle》
  /files/Checkpointing_in_Oracle.pdf
• Redo Byte Address （RBA）
  http://www.ixora.com.au/notes/rba.htm]
• 关于fast_start_io_target，log_checkpoint_interval，log_checkpoint_time的一点看法
  http://www.itpub.net/148219.html
• Oracle 9i新特性研究系列之七
  http://oracle.chinaitlab.com/serial/18638.html
• checkpoint说明
  http://airlgc.blog.51cto.com/161810/26175
• Oracle checkpoint
  http://www.adp-gmbh.ch/ora/concepts/checkpoint.html