oracle 的redo和undo

一、undo（回退段）介绍

在Oracle数据库中，当某个事物对数据进行修改时，Oracle首先将数据的原始值保存到一个回退段中。一个事物只能将它的回退信息保存到一个回退段中，而多个并行事物可以使用同一个回退段。

（1）回退段的作用

回退段主要有4个作用，分别是：事物回滚、数据库恢复、读一致性、闪回查询。

  --事物回滚：当事物执行失败或用户执行回滚操作(rollback)时，Oracle会利用保存在回退段中的信息将数据恢复到原来的值；

  --数据库恢复：当数据库实例运行失败，在数据库重启恢复时，Oracle先利用重做日志文件的信息对数据库进行恢复（包括已提交和未提交的事务），再利用回滚段中的信息回滚未提交的事务；

  --读一致性：当一个用户对数据进行修改时，会预先将其原始值保存到回退段中，这时，如果有其它用户访问该数据，则访问回退段中的信息，使当前用户未提交的修改其他用户无法看到，保证了数据的一致性；

  --闪回查询：通过保留在回退段中的信息，用户可以查询某个数据在过去某个时刻的状态

二、redo（重做日志）介绍　　

REDO记录transaction logs，分为online和archived。记录提交了以及未提交的事务，以恢复为目的。
　　比如，机器停电，那么在重起之后需要online redo logs去恢复系统到失败点。
　　比如，磁盘坏了，需要用archived redo logs和online redo logs去恢复数据。
　　比如，truncate一个表或其他的操作，想恢复到之前的状态，同样也需要。

三、undo和redo详解

日志的缓存在这里叫做log buffer。磁盘上的日志文件称为log file。log file一般是追加内容，可以认为是顺序写，顺序写的磁盘IO开销要小于随机写。

Undo日志记录某数据被修改前的值，可以用来在事务失败时进行rollback；

Redo日志记录某数据块被修改后的值，可以用来恢复未写入data file的已成功事务更新的数据。

总结：

（1）当用户生成一个数据库事务时，undo log buffer会记录被修改的数据的原始值。

注：在很多系统中，undo日志并非存到日志文件中，而是存放在数据库内部的一个特殊段中。本文中就把这些存储行为都泛化为undo日志存储到undo log file中。

（2）redo日志将首先将事务T1顺序记录在log buffer中，然后再将操作结果才写入db buffer，（此时，内存中的数据和data file对应的数据不同，我们认为内存中的数据是脏数据）。因我们知道redo日志有三组，他们是轮流在记录。当一组log buffer满了，就会写入磁盘日志文件中。但注意，db buffer只会在commit后，再选择合适的时机将内容写入磁盘数据库文件之前，会先把log buffer的内容写入磁盘日志文件。这种顺序可以保证在需要故障恢复时恢复最后的修改操作。先持久化日志的策略叫做Write Ahead Log，即预写日志。

注：为什么在写入数据前，要先将redo log持久化到磁盘上（为了避免系统出错或者各种故障，导致数据在内存中更新了但还未保存到磁盘中，从而导致数据的错误）

（3）对于某事务T，在log file的记录中必须开始于事务开始标记（比如“start T”），结束于事务结束标记（比如“end T”、”commit T”）。在系统恢复时，如果在log file中某个事务没有事务结束标记，那么需要对这个事务进行undo操作，如果有事务结束标记，则redo。

（4）有一个问题，redo log buffer和undo log buffer存储的事务数量是多少，是按照什么规则将日志写入log file？如果存储的事务数量都是1个，也就意味着是将日志立即刷入磁盘，那么数据的一致性很好保证。在执行事T时，突然断电，如果未对磁盘上的redo log file发生追加操作，可以把这个事务T看做未成功。如果redo log file被修改，则认为事务是成功了，重启数据库使用redo log恢复数据到db buffer和 data file即可。

（5）如果存储多个的话，其实也挺好解释的。就是db buffer写入data file之前，先把日志写入log file。这种方式可以减少磁盘IO，增加吞吐量。不过，这种方式适用于一致性要求不高的场合。因为如果出现断电等系统故障，log buffer、db buffer中的完成的事务会丢失。以转账为例，如果用户的转账事务在这种情况下丢失了，这意味着在系统恢复后用户需要重新转账。

四、undo数据与redo数据的区别：

（1）undo记录数据修改之前的操作，redo记录磁盘数据将要进行的操作.

（2）undo用于数据的回滚操作，和实现一致性读，redo用于前滚数据库操作
（3）undo存储在回滚段里，redo存储在重做日志文件里
（4）undo用于在多用户并发的系统里保证一致性读，redo用于防止数据丢失

 五.与undo有关的相关参数

undo_management = auto 自动的undo表空间管理
undo_tablespace = undotbs1 设置undo表空间的名称,可以存在多个undo表空间，但同时只能使用一个
undo_retention = 900(秒) 设置快照保存的最少时间，设置后在此时间段内仍有可能会被覆盖。undo_retention是Oracle的一个”软设置“，这个”软设置“如何理解呢？例如，当用户将UNDO_RETENTION参数设置为900s后，Oracle会尽量的将回退信息保存900s，但是，在这个过程中，如果回退表空间不够用了，新的回退信息依然会将未达到900s的回退信息覆盖。当然也有可能保存得比900s还长。
ALTER TABLESPACE UNDO_TS RETENTION GUARANTEE; 强制所有快照必须保存 undo_retention所规定的时间。

如果undo文件被占满，还是建议重建比较好。