SCN

Posted 2020-08-19 记录点滴知识

SCN

一、SCN的引入

   众所周知，当oracle实例崩溃时，oracle通过检查点队列使用CKPT进程，周期性的将LRBA记入控制文件，以记录读取REDO LOG的范围。确定范围之后，oracle首先进行前滚（将redo log中的数据块重新构造成buffer），然后回滚（将不需要进行构造的未提交的脏块回滚）。然而，这里又有几个问题：

1、Oracle如何确定读取哪些redo log进行日志的前滚。

2、REDO LOG中存在部分不需要前滚的数据，比如，数据已经提交，或者，数据文件的数据是最新的，而redo log中的数据，反而是老旧的，如果覆盖，就会出现大问题。这个是如何识别的？

 

二、SCN相关概念

    SCN是一串自增的数字，由DBMS按照相关算法，将时间转换而成，用来记录oracle数据库的数据更新，标识数据库在某个确切时刻提交的版本。当执行事务时（DML语句、DDL语句），系统会为每个事务变化生成相应的SCN。当备份数据文件时，备份文件会记录备份点的SCN值，当恢复时，oracle会从备份点的SCN值开始恢复，一直到失败点的SCN值。scn在数据库中是无处不在的,常见的事务表,控制文件,数据文件头,日志文件,数据块头等都记录有scn值.冠以不同前缀,scn也有了不同的名称,比如检查点scn(checkpoint scn),resetlogs scn等。SCN有一下四个：系统SCN、数据文件SCN、结束SCN、开始SCN。

1、系统 SCN

针对整个数据库的一个时间戳，所以只有一个。

2、数据文件 SCN

针对每个数据文件的，因而一个数据文件就对应在控制文件中存在一份。

3、结束SCN（Stop SCN）

记录的是日志文件中最老的ACTIVE文件的FIRST SCN号或者CURRENT的FIRST SCN号。实例恢复需要用到ACTIVE和CURRENT的日志文件。

结束SCN为空，表明数据库非正常关闭。如果正常关闭，系统scn、数据文件scn和结束scn应该是一样的。

实例恢复时，需要用到这三个SCN来确定要哪些日志文件做恢复，需要用到LRBA来确定从哪个记录开始恢复。

4、开始SCN（Start SCN）

三、SCN的应用场景

1、数据库正常的关闭和启动

   数据库正常关闭时，系统会执行一个完全检查点动作，并用该检查点时的SCN号更新上述4个SCN号，这时所有数据文件的终止SCN号会设置为数据文件头的那个启动SCN（除了离线和只读的数据文件）。

       数据库重新启动时，Oracle将数据文件头中的启动SCN与数据文件检查点SCN比较，如果这两个值匹配，Oracle接下来再比较数据文件头中的SCN和控制文件中数据文件的终止SCN，如果这个值也匹配，就意味着所有数据块已经提交，因此数据 库不需要进行恢复，此时数据库直接打开。当所有的数据文件都打开之后，在线且可读写的数据文件终止SCN再次被设置为NULL，表示数据文件已经打开并能 够正常使用了。有些表空间是只读的，这时控制文件中的系统检查点SCN号会不断增长，而数据文件SCN号和文件头中的启动SCN(会停止更新直到表空间又 设置为可读写)，显然这时系统检查点SCN号会大于数据文件SCN和文件头启动SCN。

2、数据库正常的关闭和启动

      数据库非正常关闭 ( 或称为实例崩溃 ) 时，终止 SCN 不会被设置，依然为 NULL ，这可以通过把数据库启动至 mount 状态查询出来。 这样重新启动时，SMON进程 会执行实例恢复工作，即先执行前滚、回滚操作，再把数据库打开。

3、数据文件介质故障

      出现介质故障时，数据文件检查点SCN及系统检查点SCN比文件头启动SCN大。系统发生介质故障时，数据文件被以前的备份代替，控制文件中的数据文件检查点SCN肯定比文件头中的启动SCN要大，这样Oracle就知道要对这个文件进行介质恢复。

4、控制文件介质故障

    系统检查点SCN及数据文件SCN比数据文件头启动SCN小：在数据库恢复时，控制文件可能不是最新的，即把一个较早的控制文件还原为当前的控制文件，然后再执行恢复操作，这时控制文件中的系统检查点SCN和数据文 件SCN可能比文件头的启动SCN小。这时恢复数据库要用下面命令：recover database using Backup Controlfile或其他的恢复语句。

5、备份时的实例崩溃

      当执行begin backup时实例崩溃：控制文件中的数据文件检查点SCN号和数据文件头部检查点SCN号相同，但是每个可读写的在线数据文件之间检查点SCN号不同， 那么要求介质恢复，例如发出begin backup命令后就会出现这种情况，需要通过end backup命令好才可以打开数据库。

6、日志空跑

      在oracle数据库中，每一个数据块、日志都有相对应的SCN号。在实例崩溃，日志前滚的过程中，oracle会比较每个待前滚的日志块，如果日志块的SCN比数据文件的SCN号低，则表明数据文件的数据较新，则不会覆盖数据文件上的块，这样就形成日志空跑。日志空跑保证了跑日志过程中的数据一致性。