Oracle 实例恢复时 前滚（roll forward） 后滚（roll back） 问题

在ITPUB 论坛上看到一个有关实例恢复时 前滚（roll forword）和回滚（roll back）的讨论。在这里小整理一下，也理理自己的一个思路。

一. 什么时候需要实例恢复

在shutdownnormalorshutdownimmediate下，也就是所谓的cleanshutdown，checkpoint也会自动触发，并且把SCN纪录写回。当发生checkpoint时，会把SCN写到四个地方：

三个地方于controlfile内：

（1）SYSTEMCHECKPOINTSCN

（2）DatafilecheckpointSCN

（3）StopSCN

一个在datafileheader内：

StartSCN

1.1 Clean shutdown 时

当cleanshutdown时，checkpoint会进行，并且此时datafile的stopscn和控制文件里的startscn会相同。等到open数据库时，Oracle检查datafileheader中的startscn和存于controlfile中的datafile的scn是否相同，如果相同，接着检查startscn和stopscn是否相同，如果仍然相同，数据库就会正常开启，否则就需要recovery。

等到数据库开启后，储存在controlfile中的stopscn就会恢复为NULL值，此时表示datafile是open在正常模式下了。

1.2 非正常shutdown

如果不正常SHUTDOWN(shutdownabort)，则mount数据库后，会发现stopscn并不是等于其它位置的scn，而是等于NULL，这表示Oracle在shutdown时没有进行checkpoint，下次开机必须进行crashrecovery（实例恢复）。

注意一点：

（1）启动数据库时，如果发现STOPSCN=NULL，表示需要进行crashrecovery；

（2）启动数据库时，如果发现有datafileheader的STARTSCN不等于储存于CONTROLFILE的DATAFILESCN，表示需要进行Mediarecovery

1.3 crashrecovery 顺序问题

必须先进行rollforward(从redologfile中从目前的startSCN开始，重做后面的已提交之交易)。 再从rollbacksegment做rollback未完成(deadtransaction)交易。检验controlfile中的SCN会等于datafileheader的SCN

关于这块内容，具体参考：

RedoLog Checkpoint 和 SCN关系

http://blog.csdn.net/tianlesoftware/archive/2010/01/24/5251916.aspx

二. Crash Recovery 过程

当数据库突然崩溃，而还没有来得及将buffer cache里的脏数据块刷新到数据文件里，同时在实例崩溃时正在运行着的事务被突然中断，则事务为中间状态，也就是既没有提交也没有回滚。这时数据文件里的内容不能体现实例崩溃时的状态。这样关闭的数据库是不一致的。

下次启动实例时，Oracle会由SMON进程自动进行实例恢复。实例启动时，SMON进程会去检查控制文件中所记录的、每个在线的、可读写的数据文件的END SCN号。

数据库正常运行过程中，该END SCN号始终为NULL，而当数据库正常关闭时，会进行完全检查点，并将检查点SCN号更新该字段。

而崩溃时，Oracle还来不及更新该字段，则该字段仍然为NULL。当SMON进程发现该字段为空时，就知道实例在上次没有正常关闭，于是由SMON进程就开始进行实例恢复了。

SMON进程进行实例恢复时，会从控制文件中获得检查点位置。于是，SMON进程到联机日志文件中，找到该检查点位置，然后从该检查点位置开始往下，应用所有的重做条目，从而在buffer cache里又恢复了实例崩溃那个时间点的状态。这个过程叫做前滚，前滚完毕以后，buffer cache里既有崩溃时已经提交还没有写入数据文件的脏数据块，也还有事务被突然终止，而导致的既没有提交又没有回滚的事务所弄脏的数据块。

前滚一旦完毕，SMON进程立即打开数据库。但是，这时的数据库中还含有那些中间状态的、既没有提交又没有回滚的脏块，这种脏块是不能存在于数据库中的，因为它们并没有被提交，必须被回滚。打开数据库以后，SMON进程会在后台进行回滚。

有时，数据库打开以后，SMON进程还没来得及回滚这些中间状态的数据块时，就有用户进程发出读取这些数据块的请求。这时，服务器进程在将这些块返回给用户之前，由服务器进程负责进行回滚，回滚完毕后，将数据块的内容返回给用户。

三. 为什么数据库的实例恢复是先前滚再回滚

回滚段实际上也是以回滚表空间的形式存在的，既然是表空间，那么肯定就有对应的数据文件，同时在buffer cache 中就会存在映像块，这一点和其他表空间的数据文件相同。

当发生DML操作时，既要生成REDO（针对DML操作本身的REDO Entry）也要生成UNDO（用于回滚该DML操作，记录在UNDO表空间中），但是既然UNDO信息也是使用回滚表空间来存放的，那么该DML操作对应的UNDO信息（在BUFFER CACHE生成对应中的UNDO BLOCK）就会首先生成其对应的REDO信息（UNDO BLOCK's REDO Entry）并写入Log Buffer中。

这样做的原因是因为Buffer Cache中的有关UNDO表空间的块也可能因为数据库故障而丢失，为了保障在下一次启动时能够顺利进行回滚，首先就必须使用REDO日志来恢复UNDO段（实际上是先回复Buffer Cache中的脏数据块，然后由Checkpoint写入UNDO段中），在数据库OPEN以后再使用UNDO信息来进行回滚，达到一致性的目的。

生成完UNDO BLOCK's REDO Entry后才轮到该DML语句对应的REDO Entry，最后再修改Buffer Cache中的Block，该Block同时变为脏数据块。

实际上，简单点说REDO的作用就是记录所有的数据库更改，包括UNDO表空间在内。

整理自网络

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