閃回版本查詢Flashback Version Query

閃回版本查詢Flashback Version Query

“忘記備份”是幾年前看一位行業前輩的經驗談中讓筆者記憶深刻的工作軍規。對DBA而言，備份通常指的是“Media Backup”，在Oracle世界中就是各種冷備份檔案、備份組合和歸檔日誌。

工作時間越長，膽子其實就是越小。很多很多時候，有備份並不意味著可以高枕無憂。這種論斷主要是基於兩方面的因素，其一是備份的有效性，雖然有各種工具系統介質負責備份工作，但是備份是不是有效一直是營運工程師心中的噩夢。第二個因素是恢復，大部分的Media Recovery都需要停機停服務，這對於7*24小時的高可用應用是不能允許的。另一方面，在現代企業層級資料中心環境下，如果存在正當的管理流程和方法，大規模資料恢複、回退的情況是比較少見的。

相應的，小規模資料恢複，如資料表一行資料被莫名誤修改、資料表誤刪除等需要恢複的需求卻不斷增加。在傳統的恢複技術中，這樣粒度的恢複操作一般是不能支援的。

從10g開始，Oracle開始大面積引入“Flashback”技術，或者成為Flashback技術工具集合，來提供多層級多粒度的“邏輯恢複”。經過若干年的發展，Flashback家族已經有諸多的分支技術，依託不同的技術技術，來實現多粒度的資料恢複。在筆者之前的文章中，已經陸續介紹了一些Flashback技術和應用，本篇繼續介紹Flashback Version Query。

1、環境介紹

筆者選擇Oracle 11g進行測試，具體版本為11.2.0.4。

SQL> select * from v$version;

BANNER

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

Oracle Database 11g Enterprise Edition Release 11.2.0.4.0 - 64bit Production

PL/SQL Release 11.2.0.4.0 - Production

CORE    11.2.0.4.0 Production

TNS for Linux: Version 11.2.0.4.0 - Production

NLSRTL Version 11.2.0.4.0 – Production

Flashback Version Query的配置基礎和Flashback Query相同，都需要啟用Automatic Undo Management，通過Undo_Retention進行控制時間長短。

SQL> show parameter undo

NAME                                TYPE        VALUE

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

undo_management                      string      AUTO

undo_retention                      integer    900

undo_tablespace                      string      UNDOTBS1

為了實驗方便，調整undo_retention到1800。

SQL> alter system set undo_retention=1800 scope=both;

System altered

SQL> show parameter undo_re

NAME                                TYPE        VALUE

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

undo_retention                      integer    1800

建立實驗資料表。

SQL> create table test as select empno, ename, sal from scott.emp where rownum<3;

Table created

SQL> commit;

Commit complete

SQL> select * from test;

EMPNO ENAME            SAL

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

 7369 SMITH        800.00

 7499 ALLEN        1600.00

2、Flashback Version Query

Flashback Version Query和Flashback Query從技術基礎上，都是相似的，也就是藉助Oracle的Undo機制。作為一款成功的資料庫產品，Undo和Redo機制是Oracle最核心的技術。Undo記錄的是資料DML操作的前鏡像，經典的Oracle事務模型中，一旦事務被commit，理論上之後SCN啟動的讀操作都不能讀到之前的鏡像資料。

Oracle於是利用Undo的機制，提供了短時間內的資料表舊版本查詢。通過as of {timestamp | scn}指定時間點，就可以進行查詢。當然，這箇舊版本時間並不是無限長度，這就涉及到undo_retention這個爭議參數。

很多朋友都不是很理解undo_retention，這個以秒為單位的參數經常讓人很抓狂。官方理解是：設定undo_retention之後，可以支援設定秒數的閃回資料查詢。但是在實際工作中，卻發現很多時候超過這個時間的資料也能檢索到，但是有的時候沒有到這個時間間隔舊版本資料，也不能找到。

其實，Undo_retention參數其實是使用者建議Oracle資料庫的一個“建議理想值”。試想一下，Undo資料是一個不斷迴圈覆蓋使用的空間，舊Undo前鏡像一定會被新Undo前鏡像覆蓋。事務負載不同的系統，對Undo的使用方式也是不同的。

如果Undo_Retention保留的時間比較長，而恰恰資料庫系統是一個事務操作頻繁的系統，那麼Oracle如果想要堅持undo_retention，就必須維持一個比較大可拓展的Undo Tablespace。這時候，如果恰恰Undo Tablespace的檔案被設定為不可拓展的，那麼Oracle也就不能保證undo_retention的理想值了。

參數retention grantee是設定在undo tablespace的參數設定。如果設定了這個參數，就表示Oracle一定要保證undo_retention的理想設定值，即使不能完成事務過程。

Flashback Query和Flashback Version Query，都是依賴Undo到期資料的來構建前鏡像的操作。

與Flashback Query不同的是，Flashback Version Query引入了一些資料表“偽列”，可以提供對資料版本的操作和檢索。下面通過一個SQL來查看。

SQL> select versions_xid xid, versions_startscn start_scn, versions_endscn endscn, versions_operation operation, empno from test versions between scn minvalue and maxvalue;

XID              START_SCN    ENDSCN OPERATION EMPNO

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

                                                  7369

                                                  7499

資料表test，顯然沒有諸多的列定義。從這個情況看，flashback query提供了一種資料行層級的版本查詢操作。先來看一下引入的資料偽列含義，本是從Oracle 11g官方文檔中提取出的。

ü  Versions_Startxxx表示資料行的最開始出現時間，可以使用SCN或者timestamp表示，如果這個欄位為null，表示該資料從undo資料中沒有找到對應的版本記錄；

ü  Versions_Endxxx表示資料行的截止時間，如果為空白，表示資料為目前記錄或者已經經過delete操作；

ü  Versions_xid為事務對應的唯一標識，表示該資料行的變化是被哪個事務操作的；

ü  Versions_operation：操作內容；

3、操作實驗

下面經過一系列實驗，來確定Flashback Version Query使用。未經處理資料情況如下：

SQL> select * from test;

EMPNO ENAME            SAL

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

 7369 SMITH        800.00

 7499 ALLEN        1600.00

進行資料增加操作。

SQL> select versions_xid xid, versions_startscn start_scn, versions_endscn endscn, versions_operation operation, empno from test versions between scn minvalue and maxvalue;

XID              START_SCN    ENDSCN OPERATION EMPNO

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

                                                  7369

                                                  7499

0A001B00D3870100  24306083            I          1000

versions_operation表示“I”，為新增加的資料。start_scn為資料插入的SCN記錄，xid為事務的標示。

SQL> update test set sal=200 where empno=7369;

1 row updated

SQL> commit;

Commit complete

SQL> select versions_xid xid, versions_startscn start_scn, versions_endscn endscn, versions_operation operation, empno, sal from test versions between scn minvalue and maxvalue;

XID              START_SCN    ENDSCN OPERATION EMPNO      SAL

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

0200110020160000  24306146            U          7369    200.00

                              24306146            7369    800.00

                                                  7499  1600.00

0A001B00D3870100  24306083            I          1000    200.00

U表示資料修改後的版本資料。如果刪除資料，如下操作：

SQL> delete test where empno=7499;

1 row deleted

SQL> commit;

Commit complete

SQL> select versions_xid xid, versions_startscn start_scn, versions_endscn endscn, versions_operation operation, empno, rowid from test versions between scn minvalue and maxvalue;

XID              START_SCN    ENDSCN OPERATION EMPNO ROWID

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

0A001100D3870100  24306188            D          7499 AAAtPCAABAAAeu5AAB

0200110020160000  24306146            U          7369 AAAtPCAABAAAeu5AAA

                              24306146            7369 AAAtPCAABAAAeu5AAA

                              24306188            7499 AAAtPCAABAAAeu5AAB

0A001B00D3870100  24306083            I          1000 AAAtPCAABAAAeu6AAA

通過上面的資料，是可以做到跟蹤整個Undo_retention中資料變化的情況。下面監控一下事務標記資訊。

SQL> delete test;

2 rows deleted

SQL> select xid from v$transaction;

XID

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

0A000300C3870100

SQL> commit;

Commit complete

SQL> select versions_xid xid, versions_startscn start_scn, versions_endscn endscn, versions_operation operation, empno, rowid from test versions between scn minvalue and maxvalue;

XID              START_SCN    ENDSCN OPERATION EMPNO ROWID

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

0A000300C3870100  24306249            D          7369 AAAtPCAABAAAeu5AAA

0A001100D3870100  24306188            D          7499 AAAtPCAABAAAeu5AAB

0200110020160000  24306146  24306249 U          7369 AAAtPCAABAAAeu5AAA

                              24306146            7369 AAAtPCAABAAAeu5AAA

                              24306188            7499 AAAtPCAABAAAeu5AAB

0A000300C3870100  24306249            D          1000 AAAtPCAABAAAeu6AAA

0A001B00D3870100  24306083  24306249 I          1000 AAAtPCAABAAAeu6AAA

7 rows selected

從v$transaction中擷取到的資料XID，可以在其中對應上。

4、結論

Flashback Version Query是Oracle Flashback系列的一個技術。雖然基於的Undo到期資料時間上是有限制的，結合Flashback Transaction Query，可以做到很好的事務層級資料恢複。