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Oracle服務(wù)器進(jìn)程在完成用戶進(jìn)程的請求過程中，主要完成如下7個(gè)任務(wù)：0.sql語句的解析；1.數(shù)據(jù)塊的讀入db buffer（寫入數(shù)據(jù)緩存）；2.記日志；3.為事務(wù)建立回滾段；4.本事務(wù)修改數(shù)據(jù)塊；5.放入dirty list；6.用戶commit或rollback。接下來我們就分別來介紹一下這7個(gè)任務(wù)的相關(guān)知識，希望能夠?qū)δ兴鶐椭?/p>
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0.sql語句的解析
下面要講oracle服務(wù)器進(jìn)程如可處理用戶進(jìn)程的請求，當(dāng)一用戶進(jìn)程提交一個(gè)sql時(shí)：update temp set a=a*2；首先oracle服務(wù)器進(jìn)程從用戶進(jìn)程把信息接收到后，在PGA中就要此進(jìn)程分配所需內(nèi)存，存儲相關(guān)的信息，如在會話內(nèi)存存儲相關(guān)的登錄信息等；
服務(wù)器進(jìn)程把這個(gè)sql語句的字符轉(zhuǎn)化為ASCII等效數(shù)字碼，接著這個(gè)ASCII碼被傳遞給一個(gè)HASH函數(shù)，并返回一個(gè)hash值，然后服務(wù)器進(jìn)程將到shared pool中的library cache中去查找是否存在相同的hash值，如果存在，服務(wù)器進(jìn)程將使用這條語句已高速緩存在SHARED POOL的library cache中的已分析過的版本來執(zhí)行，如果不存在，服務(wù)器進(jìn)程將在CGA中，配合UGA內(nèi)容對sql，進(jìn)行語法分析，首先檢查語法的正確性，接著對語句中涉及的表，索引，視圖等對象進(jìn)行解析，并對照數(shù)據(jù)字典檢查這些對象的名稱以及相關(guān)結(jié)構(gòu)，并根據(jù)ORACLE選用的優(yōu)化模式以及數(shù)據(jù)字典中是否存在相應(yīng)對象的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和是否使用了存儲大綱來生成一個(gè)執(zhí)行計(jì)劃或從存儲大綱中選用一個(gè)執(zhí)行計(jì)劃，然后再用數(shù)據(jù)字典核對此用戶對相應(yīng)對象的執(zhí)行權(quán)限，***生成一個(gè)編譯代碼。
ORACLE將這條sql語句的本身實(shí)際文本、HASH值、編譯代碼、與此語名相關(guān)聯(lián)的任何統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和該語句的執(zhí)行計(jì)劃緩存在SHARED POOL的library cache中。服務(wù)器進(jìn)程通過SHARED POOL 鎖存器（shared pool latch）來申請可以向哪些共享PL/SQL區(qū)中緩存這此內(nèi)容，也就是說被SHARED POOL鎖存器鎖定的PL/SQL區(qū)中的塊不可被覆蓋，因?yàn)檫@些塊可能被其它進(jìn)程所使用。在SQL分析階段將用到LIBRARY CACHE，從數(shù)據(jù)字典中核對表、視圖等結(jié)構(gòu)的時(shí)候，需要將數(shù)據(jù)字典從磁盤讀入LIBRARY CACHE，因此，在讀入之前也要使用LIBRARY CACHE鎖存器（library cache pin，library cache lock）來申請用于緩存數(shù)據(jù)字典。
到現(xiàn)在為止，這個(gè)sql語句已經(jīng)被編譯成可執(zhí)行的代碼了，但還不知道要操作哪些數(shù)據(jù)，所以服務(wù)器進(jìn)程還要為這個(gè)sql準(zhǔn)備預(yù)處理數(shù)據(jù)。
1.數(shù)據(jù)塊的讀入db buffer
Oracle處理數(shù)據(jù)，都需要把數(shù)據(jù)讀取到內(nèi)存中（即db buffer中），首先服務(wù)器進(jìn)程要判斷所需數(shù)據(jù)是否在db buffer存在，如果存在且可用，則直接獲取該數(shù)據(jù)，同時(shí)根據(jù)LRU算法增加其訪問計(jì)數(shù)；如果buffer不存在所需數(shù)據(jù)，則要從數(shù)據(jù)文件上讀取。首先服務(wù)器進(jìn)程將在表頭部請求TM鎖（保證此事務(wù)執(zhí)行過程其他用戶不能修改表的結(jié)構(gòu)），如果成功加TM鎖，再請求一些行級鎖（TX鎖），如果TM、TX鎖都成功加鎖，那么才開始從數(shù)據(jù)文件讀數(shù)據(jù)，在讀數(shù)據(jù)之前，要先為讀取的文件準(zhǔn)備好buffer空間。服務(wù)器進(jìn)程需要掃面LRU list尋找free db buffer，掃描的過程中，服務(wù)器進(jìn)程會把發(fā)現(xiàn)的所有已經(jīng)被修改過的db buffer注冊到dirty list中，
這些dirty buffer會通過dbwr的觸發(fā)條件，隨后會被寫出到數(shù)據(jù)文件，找到了足夠的空閑buffer，就可以把請求的數(shù)據(jù)行所在的數(shù)據(jù)塊放入到db buffer的空閑區(qū)域或者覆蓋已經(jīng)被擠出LRU list的非臟數(shù)據(jù)塊緩沖區(qū)，并排列在LRU list的頭部，也就是在數(shù)據(jù)塊放入DB BUFFER之前也是要先申請db buffer中的鎖存器，成功加鎖后，才能讀數(shù)據(jù)到db buffer。
2.記日志
現(xiàn)在數(shù)據(jù)已經(jīng)被讀入到db buffer了，現(xiàn)在服務(wù)器進(jìn)程將該語句所影響的并被讀入db buffer中的這些行數(shù)據(jù)的rowid及要更新的原值和新值及scn等信息從PGA逐條的寫入redo log buffer中。在寫入redo log buffer之前也要事先請求redo log buffer的鎖存器，成功加鎖后才開始寫入，當(dāng)寫入達(dá)到redo log buffer大小的三分之一或?qū)懭肓窟_(dá)到1M或超過三秒后或發(fā)生檢查點(diǎn)時(shí)或者dbwr之前發(fā)生，都會觸發(fā)lgwr進(jìn)程把redo log buffer的數(shù)據(jù)寫入磁盤上的redo file文件中（這個(gè)時(shí)候會產(chǎn)生log file sync等待事件），已經(jīng)被寫入redo file的redo log buffer所持有的鎖存器會被釋放，并可被后來的寫入信息覆蓋，redo log buffer是循環(huán)使用的。Redo file也是循環(huán)使用的，當(dāng)一個(gè)redo file 寫滿后，lgwr進(jìn)程會自動(dòng)切換到下一redo file（這個(gè)時(shí)候可能出現(xiàn)log file switch（checkpoint complete）等待事件）。如果是歸檔模式，歸檔進(jìn)程還要將前一個(gè)寫滿的redo file文件的內(nèi)容寫到歸檔日志文件中（這個(gè)時(shí)候可能出現(xiàn)log file switch（archiving needed））。
3.為事務(wù)建立回滾段
在完成本事務(wù)所有相關(guān)的redo log buffer之后，服務(wù)器進(jìn)程開始改寫這個(gè)db buffer的塊頭部事務(wù)列表并寫入scn，然后copy包含這個(gè)塊的頭部事務(wù)列表及scn信息的數(shù)據(jù)副本放入回滾段中，將這時(shí)回滾段中的信息稱為數(shù)據(jù)塊的“前映像“，這個(gè)”前映像“用于以后的回滾、恢復(fù)和一致性讀。（回滾段可以存儲在專門的回滾表空間中，這個(gè)表空間由一個(gè)或多個(gè)物理文件組成，并專用于回滾表空間，回滾段也可在其它表空間中的數(shù)據(jù)文件中開辟。）
4.本事務(wù)修改數(shù)據(jù)塊
準(zhǔn)備工作都已經(jīng)做好了，現(xiàn)在可以改寫db buffer塊的數(shù)據(jù)內(nèi)容了，并在塊的頭部寫入回滾段的地址。
5. 放入dirty list
如果一個(gè)行數(shù)據(jù)多次update而未commit，則在回滾段中將會有多個(gè)“前映像“，除了***個(gè)”前映像“含有scn信息外，其他每個(gè)“前映像“的頭部都有scn信息和“前前映像”回滾段地址。一個(gè)update只對應(yīng)一個(gè)scn，然后服務(wù)器進(jìn)程將在dirty list中建立一條指向此db buffer塊的指針（方便dbwr進(jìn)程可以找到dirty list的db buffer數(shù)據(jù)塊并寫入數(shù)據(jù)文件中）。
接著服務(wù)器進(jìn)程會從數(shù)據(jù)文件中繼續(xù)讀入第二個(gè)數(shù)據(jù)塊，重復(fù)前一數(shù)據(jù)塊的動(dòng)作，數(shù)據(jù)塊的讀入、記日志、建立回滾段、修改數(shù)據(jù)塊、放入dirty list。當(dāng)dirty queue的長度達(dá)到閥值（一般是25%），服務(wù)器進(jìn)程將通知dbwr把臟數(shù)據(jù)寫出，就是釋放db buffer上的鎖存器，騰出更多的free db buffer。前面一直都是在說明oracle一次讀一個(gè)數(shù)據(jù)塊，其實(shí)oracle可以一次讀入多個(gè)數(shù)據(jù)塊（db_file_multiblock_read_count來設(shè)置一次讀入塊的個(gè)數(shù)）
說明：
在預(yù)處理的數(shù)據(jù)已經(jīng)緩存在db buffer或剛剛被從數(shù)據(jù)文件讀入到db buffer中，就要根據(jù)sql語句的類型來決定接下來如何操作。
1>如果是select語句，則要查看db buffer塊的頭部是否有事務(wù)，如果有事務(wù)，則從回滾段中讀取數(shù)據(jù)；如果沒有事務(wù)，則比較select的scn和db buffer塊頭部的scn，如果前者小于后者，仍然要從回滾段中讀取數(shù)據(jù)；如果前者大于后者，說明這是一非臟緩存，可以直接讀取這個(gè)db buffer塊的中內(nèi)容。
2>如果是DML操作，則即使在db buffer中找到一個(gè)沒有事務(wù)，而且SCN比自己小的非臟緩存數(shù)據(jù)塊，服務(wù)器進(jìn)程仍然要到表的頭部對這條記錄申請加鎖，加鎖成功才能進(jìn)行后續(xù)動(dòng)作，如果不成功，則要等待前面的進(jìn)程解鎖后才能進(jìn)行動(dòng)作（這個(gè)時(shí)候阻塞是tx鎖阻塞）。
6.用戶commit或rollback
到現(xiàn)在為止，數(shù)據(jù)已經(jīng)在db buffer或數(shù)據(jù)文件中修改完成，但是否要***寫到數(shù)文件中，要由用戶來決定commit（保存更改到數(shù)據(jù)文件）和rollback（撤銷數(shù)據(jù)的更改），下面來看看在commit和rollback時(shí)，oracle都在做什么。
用戶執(zhí)行commit命令
只有當(dāng)sql語句所影響的所有行所在的***一個(gè)塊被讀入db buffer并且重做信息被寫入redo log buffer（僅指日志緩沖區(qū)，而不包括日志文件）之后，用戶才可以發(fā)去commit命令，commit觸發(fā)lgwr進(jìn)程，但不強(qiáng)制立即dbwr來釋放所有相應(yīng)db buffer塊的鎖（也就是no-force-at-commit,即提交不強(qiáng)制寫），也就是說有可能雖然已經(jīng)commit了，但在隨后的一段時(shí)間內(nèi)dbwr還在寫這條sql語句所涉及的數(shù)據(jù)塊。表頭部的行鎖并不在commit之后立即釋放，而是要等dbwr進(jìn)程完成之后才釋放，這就可能會出現(xiàn)一個(gè)用戶請求另一用戶已經(jīng)commit的資源不成功的現(xiàn)象。
A .從Commit和dbwr進(jìn)程結(jié)束之間的時(shí)間很短，如果恰巧在commit之后，dbwr未結(jié)束之前斷電，因?yàn)閏ommit之后的數(shù)據(jù)已經(jīng)屬于數(shù)據(jù)文件的內(nèi)容，但這部分文件沒有完全寫入到數(shù)據(jù)文件中。所以需要前滾。由于commit已經(jīng)觸發(fā)lgwr，這些所有未來得及寫入數(shù)據(jù)文件的更改會在實(shí)例重啟后，由smon進(jìn)程根據(jù)重做日志文件來前滾，完成之前commit未完成的工作（即把更改寫入數(shù)據(jù)文件）。
B.如果未commit就斷電了，因?yàn)閿?shù)據(jù)已經(jīng)在db buffer更改了，沒有commit，說明這部分?jǐn)?shù)據(jù)不屬于數(shù)據(jù)文件，由于dbwr之前觸發(fā)lgwr（也就是只要數(shù)據(jù)更改，肯定要先有l(wèi)og），所有DBWR在數(shù)據(jù)文件上的修改都會被先一步記入重做日志文件，實(shí)例重啟后，SMON進(jìn)程再根據(jù)重做日志文件來回滾。其實(shí)smon的前滾回滾是根據(jù)檢查點(diǎn)來完成的，當(dāng)一個(gè)全部檢查點(diǎn)發(fā)生的時(shí)候，首先讓LGWR進(jìn)程將redo log buffer中的所有緩沖（包含未提交的重做信息）寫入重做日志文件，然后讓dbwr進(jìn)程將db buffer已提交的緩沖寫入數(shù)據(jù)文件（不強(qiáng)制寫未提交的）。然后更新控制文件和數(shù)據(jù)文件頭部的SCN，表明當(dāng)前數(shù)據(jù)庫是一致的，在相鄰的兩個(gè)檢查點(diǎn)之間有很多事務(wù)，有提交和未提交的。像前面的前滾回滾比較完整的說法是如下的說明：
A.發(fā)生檢查點(diǎn)之前斷電，并且當(dāng)時(shí)有一個(gè)未提交的改變正在進(jìn)行，實(shí)例重啟之后，SMON進(jìn)程將從上一個(gè)檢查點(diǎn)開始核對這個(gè)檢查點(diǎn)之后記錄在重做日志文件中已提交的和未提交改變，因?yàn)閐bwr之前會觸發(fā)lgwr，所以dbwr對數(shù)據(jù)文件的修改一定會被先記錄在重做日志文件中。因此，斷電前被DBWN寫進(jìn)數(shù)據(jù)文件的改變將通過重做日志文件中的記錄進(jìn)行還原，叫做回滾，
B. 如果斷電時(shí)有一個(gè)已提交，但dbwr動(dòng)作還沒有完全完成的改變存在，因?yàn)橐呀?jīng)提交，提交會觸發(fā)lgwr進(jìn)程，所以不管dbwr動(dòng)作是否已完成，該語句將要影響的行及其產(chǎn)生的結(jié)果一定已經(jīng)記錄在重做日志文件中了，則實(shí)例重啟后，SMON進(jìn)程根據(jù)重做日志文件進(jìn)行前滾.
實(shí)例失敗后用于恢復(fù)的時(shí)間由兩個(gè)檢查點(diǎn)之間的間隔大小來決定，可以通個(gè)四個(gè)參數(shù)設(shè)置檢查點(diǎn)執(zhí)行的頻率：
Log_checkpoint_interval:決定兩個(gè)檢查點(diǎn)之間寫入重做日志文件的系統(tǒng)物理塊(redo blocks)的大小，默認(rèn)值是0，無限制。
log_checkpoint_timeout: 決定了兩個(gè)檢查點(diǎn)之間的時(shí)間長度（秒），默認(rèn)值是1800s。
fast_start_io_target：決定了用于恢復(fù)時(shí)需要處理的塊的多少，默認(rèn)值是0，無限制。
fast_start_mttr_target：直接決定了用于恢復(fù)的時(shí)間的長短，默認(rèn)值是0，無限制（SMON進(jìn)程執(zhí)行的前滾和回滾與用戶的回滾是不同的，SMON是根據(jù)重做日志文件進(jìn)行前滾或回滾，而用戶的回滾一定是根據(jù)回滾段的內(nèi)容進(jìn)行回滾的。在這里要說一下回滾段存儲的數(shù)據(jù)，假如是delete操作，則回滾段將會記錄整個(gè)行的數(shù)據(jù)，假如是update,則回滾段只記錄被修改了的字段的變化前的數(shù)據(jù)（前映像），也就是沒有被修改的字段是不會被記錄的，假如是insert，則回滾段只記錄插入記錄的rowid。
這樣假如事務(wù)提交，那回滾段中簡單標(biāo)記該事務(wù)已經(jīng)提交；假如是回退，則如果操作是delete,回退的時(shí)候把回滾段中數(shù)據(jù)重新寫回?cái)?shù)據(jù)塊，操作如果是update，則把變化前數(shù)據(jù)修改回去，操作如果是insert，則根據(jù)記錄的rowid 把該記錄刪除。）
用戶執(zhí)行rollback
如果用戶rollback，則服務(wù)器進(jìn)程會根據(jù)數(shù)據(jù)文件塊和DB BUFFER中塊的頭部的事務(wù)列表和SCN以及回滾段地址找到回滾段中相應(yīng)的修改前的副本，并且用這些原值來還原當(dāng)前數(shù)據(jù)文件中已修改但未提交的改變。如果有多個(gè)“前映像”，服務(wù)器進(jìn)程會在一個(gè)“前映像”的頭部找到“前前映像”的回滾段地址，一直找到同一事務(wù)下的最早的一個(gè)“前映像”為止。一旦發(fā)出了COMMIT，用戶就不能rollback，這使得COMMIT后DBWR進(jìn)程還沒有全部完成的后續(xù)動(dòng)作得到了保障。到現(xiàn)在為例一個(gè)事務(wù)已經(jīng)結(jié)束了。
說明：
TM鎖：符合lock機(jī)制的，用于保護(hù)對象的定義不被修改。
TX鎖：這個(gè)鎖代表一個(gè)事務(wù)，是行級鎖，用數(shù)據(jù)塊頭、數(shù)據(jù)記錄頭的一些字段表示，也是符合lock機(jī)制，有resource structure、lock structure、enqueue算法。
關(guān)于Oracle事務(wù)的完整流程分析的相關(guān)知識就介紹到這里了，希望本次的介紹能夠?qū)δ兴斋@！
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