SCN专题+介质恢复+实例恢复

一，四个SCN的概念。

二，Timestamp和SCN的暧昧关系大揭秘

三，SCN如何在数据库恢复中起作用。

四，四种SCN不等的各种情况分析：

4.1、系统正常关闭：

4.2、系统异常关闭：

4.3、旧数据文件

4.4、备份控制文件

4.5、重建noresetlogs控制文件

4.6、重建resetlogs控制文件

五，事务中SCN的作用

5.2 Timestamp和SCN的暧昧关系大揭秘

六，instance recovery / crash recovery /media recovery

6.1 实例恢复：解决scn不一致问题

6.2 媒体恢复：解决数据文件、控制文件等的物理损坏问题

6.3 我的理解：

6.4 网友的理解：

七，参考文档

一、四个SCN的概念。
1、系统检查点scn

当一个检查点动作完成后，Oracle就把系统检查点的SCN存储到控制文件中。

select checkpoint_change# from v$database；

 

2，数据文件检查点scn

当一个检查点动作完成后，Oracle就把每个数据文件的scn单独存放在控制文件中。

select name,checkpoint_change# from v$datafile；

 

3，启动scn

Oracle把这个检查点的scn存储在每个数据文件的文件头中，这个值称为启动scn，因为它用于在数据库实例启动时，

检查是否需要执行数据库恢复。

select name,checkpoint_change# from v$datafile_header

 

4、终止scn

每个数据文件的终止scn都存储在控制文件中。

select name,last_change# from v$datafile

二、Timestamp和SCN的暧昧关系大揭秘

我们可以通过函数SCN_TO_TIMESTAMP（10g以后）将其转换回timestamp：

SQL> select dbms_flashback.get_system_change_number,SCN_TO_TIMESTAMP(dbms_flashback.get_system_change_number) from dual;

GET_SYSTEM_CHANGE_NUMBER     SCN_TO_TIMESTAMP(DBMS_FLASHBAC

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

                  593661    31-7月 -09 05.13.28.000000000 下午

也可以用函数timestamp_to_scn将一个timestamp转换为SCN：

SQL> select timestamp_to_scn(SYSTIMESTAMP) as scn from dual;

SCN

----------

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SCN除了作为反映事务数据变化并保持同步外，它还起到系统的“心跳”作用——每隔3秒左右系统会刷新一次系统SCN。

 

 

三、SCN如何在数据库恢复中起作用。

数据库在正常关闭（shutdown immediate/normal）时，会先做一次checkpoint，将log file中的数据写入数据文件中，将控制文件、数据文件中的SCN（包括控制文件中的Stop SCN）都更新为最新的SCN。

数据库异常/意外关闭不会或者只更新部分Stop SCN。

当数据库启动时，Oracle先检查控制文件中的每个Datafile Checkpoint SCN和数据文件中的Start SCN是否相同，再检查每个Datafile Checkpoint SCN和Stop SCN是否相同。如果发现有不同，就从Redo Log中找到丢失的SCN，重新写入数据文件中进行恢复。具体的数据恢复过程这里就不再赘述。

SCN作为Oracle中的一个重要机制，在多个重要功能中起着“控制器”的作用。了解SCN的产生和实现方式，帮助DBA理解和处理恢复、DG、Streams复制的问题。

最后提一句，利用SCN机制，在Oracle10g、11g中又增加了一些很实用的功能——数据库闪回、数据库负载重现等。

 

1，using backup controlfile 的真实面目

以下条件需要使用using backup controlfile

1）、使用备份控制文件

2）、重建resetlogs控制文件,如果重建立noresetlogs不必要使用using backup controlfile

 

2、alter database open resetlog 真实面目

 

指定RESETLOGS将重设当前LOG sequence number为1，抛弃所有旧日志信息。

以下条件需要使用resetlog

1）在不完全恢复（介质恢复）

2）使用备份控制文件

使用resetlogs打开数据库后务必完整地备份一次数据库

 

3、create controlfile resetlogs/noresetlogs

1）．用Noresetlogs重建控制文件时，控制文件中 datafile Checkpoint来自Online logs中的Current log头

 

2）．用Resetlogs重建控制文件时，控制文件中datafile Checkpoint来自各数据文件头。

 

四、四种SCN不等的各种情况分析：

当system scn,  datafile scn,  start scn 不全相等，需要介质恢复，如果stop  scn null需要实例恢复

resetlogs抛弃所有在上一次恢复没有用到的日志信息，确保不被重新用与恢复。

 

4.1、系统正常关闭：
system scn=datafile scn=start scn=stop scn

1)system scn=datafile scn=start scn，不需要介质恢复

2)stopscn not null,不需要实例恢复

 

4.2、系统异常关闭：
system scn=datafile scn=start scn，stop scn null

1)system scn=datafile scn=start scn，不需要介质恢复

2)stopscn null,需要实例恢复

 

4.3、旧数据文件
system scn=datafile scn>start scn，stop scn null/notnull

1)system scn=datafile scn>start scn，需要介质恢复成system scn=datafile scn=start scn

2)stopscn null,需要实例恢复，not null 不需要实例恢复

 

4.4、备份控制文件
system scn=datafile scn<=start scn(当数据文件为旧的相等)，stop scn notnull/null

1)system scn=datafile scn<=start scn，需要使用using backup controlfile介质恢复成system scn=datafile scn=start scn=current log scn(当前日志最大SCN)

2)为保证上一次恢复没有用到log日志不被使用，必须resetlogs

 

4.5、重建noresetlogs控制文件
控制文件中 datafile Checkpoint来自Online logs中的Current log头

current log scn=system scn=datafile scn>=start scn,stop scn not null/null

1)current log scn=system scn=datafile scn>=start scn，需要介质恢复成system scn=datafile scn=start scn=redolog scn(当前日志最大SCN),stop scn not null

2)stopscn not null 不需要实例恢复

 

4.6、重建resetlogs控制文件
控制文件中datafile Checkpoint来自各数据文件头。

system scn>=datafile scn=start scn,stop scn not null/null

1)system scn>=datafile scn=start scn，需要使用using backup controlfile介质恢复成system scn=datafile scn=start scn(当前日志最大SCN),stop scn not null

2)stop notnull，因为SCN已经为redolog scn，log已经不能使用，必须resetlogs

 

五、事务中SCN的作用

SCN（System Chang Number）作为oracle中的一个重要机制，在数据恢复、Data Guard、Streams复制、RAC节点间的同步等各个功能中起着重要作用。理解SCN的运作机制，可以帮助你更加深入地了解上述功能。

 

 

 

在理解SCN之前，我们先看下oracle事务中的数据变化是如何写入数据文件的：

1、 事务开始；

 

2、 在buffer cache中找到需要的数据块，如果没有找到，则从数据文件中载入buffer cache中；

 

3、 事务修改buffer cache的数据块，该数据被标识为“脏数据”，并被写入log buffer中；

 

4、 事务提交，LGWR进程将log buffer中的“脏数据”写入redo log file中；

 

5、 当发生checkpoint，CKPT进程更新所有数据文件的文件头中的信息，DBWn进程则负责将Buffer Cache中的脏数据写入到数据文件中。

 

经过上述5个步骤，事务中的数据变化最终被写入到数据文件中。但是，一旦在上述中间环节时，数据库意外宕机了，在重新启动时如何知道哪些数据已经写入数据文件、哪些没有写呢（同样，在DG、streams中也存在类似疑问：redo log中哪些是上一次同步已经复制过的数据、哪些没有）？SCN机制就能比较完善的解决上述问题。

 

SCN是一个数字，确切的说是一个只会增加、不会减少的数字。正是它这种只会增加的特性确保了Oracle知道哪些应该被恢复、哪些应该被复制。

总共有4中SCN：系统检查点（System Checkpoint）SCN、数据文件检查点（Datafile Checkpoint）SCN、结束SCN（Stop SCN）、开始SCN（Start SCN）。其中前面3中SCN存在于控制文件中，最后一种则存在于数据文件的文件头中。

 

在控制文件中，System Checkpoint SCN是针对整个数据库全局的，因而只存在一个；而Datafile Checkpoint SCN和Stop SCN是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Datafile Checkpoint SCN和Stop SCN。在数据库正常运行期间，Stop SCN(通过视图v$datafile的字段last_change#可以查询)是一个无穷大的数字或者说是NULL。

 

在一个事务提交后（上述第四个步骤），会在redo log中存在一条redo记录，同时，系统为其提供一个最新的SCN（通过函数dbms_flashback.get_system_change_number可以知道当前的最新SCN），记录在该条记录中。如果该条记录是在redo log被清空（日志满做切换时或发生checkpoint时，所有变化日志已经被写入数据文件中），则其SCN被记录为redo log的low SCN。以后在日志再次被清空前写入的redo记录中SCN则成为Next SCN。

 

当日志切换或发生checkpoint（上述第五个步骤）时，从Low SCN到Next SCN之间的所有redo记录的数据就被DBWn进程写入数据文件中，而CKPT进程则将所有数据文件（无论redo log中的数据是否影响到该数据文件）的文件头上记录的Start SCN(通过视图v$datafile_header的字段checkpoint_change#可以查询)更新为Next SCN，同时将控制文件中的System Checkpoint SCN（通过视图v$database的字段checkpoint_change#可以查询）、每个数据文件对应的Datafile Checkpoint（通过视图v$datafile的字段checkpoint_change#可以查询）也更新为Next SCN。但是，如果该数据文件所在的表空间被设置为read-only时，数据文件的Start SCN和控制文件中Datafile Checkpoint SCN都不会被更新。

 

那系统是如何产生一个最新的SCN的？实际上，这个数字是由当时的timestamp转换过来的。

 

每当需要产生一个最新的SCN到redo记录时，系统获取当时的timestamp，将其转换为数字作为SCN。

 

5.2 Timestamp和SCN的暧昧关系大揭秘

我们可以通过函数SCN_TO_TIMESTAMP（10g以后）将其转换回timestamp：

SQL> select dbms_flashback.get_system_change_number,SCN_TO_TIMESTAMP(dbms_flashback.get_system_change_number) from dual;

GET_SYSTEM_CHANGE_NUMBER     SCN_TO_TIMESTAMP(DBMS_FLASHBAC

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

                  593661    31-7月 -09 05.13.28.000000000 下午

也可以用函数timestamp_to_scn将一个timestamp转换为SCN：

SQL> select timestamp_to_scn(SYSTIMESTAMP) as scn from dual;

SCN

----------

 593676

SCN除了作为反映事务数据变化并保持同步外，它还起到系统的“心跳”作用——每隔3秒左右系统会刷新一次系统SCN。

 

六、instance recovery / crash recovery /media recovery

6.1 实例恢复：解决scn不一致问题
instance recovery 或者 crash recovery

特点：    1，仅使用 online redo log files 和 current online datafiles （从来不会从archivelogs 和backup中恢复数据）

              2，数据库启动时由smon进程自动恢复

 

6.2 媒体恢复：解决数据文件、控制文件等的物理损坏问题
特点：    1，需要人工干预

              2，需restore datafile （不会使用被破坏了的在线datafile）

              3，需要archived logs 和 online logs 和 backup

 

6.3 我的理解：

当数据库启动时

system scn、 datafile scn、 start scn 不全相等，则需要介质恢复。

stop scn null 则需要实例恢复。

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

Instance Recovery所需要的信息，就是最近一次checkpoint之后到日志文件结尾的这些redo信息。因为checkpoint之前的数据都已经一致性地写入到数据文件中了，而之后的数据可能有一部分已经写进数据文件，而有一部分没有写进数据文件。

Instance Recovery所需要的时间，将数据文件从最近一次checkpoint开始，恢复到控制文件中记录的这个数据文件的最后一个SCN值为止，应用这两者之间redo信息的时间就是instance recovery所要花费的时间。

6.4 网友的理解：

crash recovery就是instance recovery 
这种恢复指的是数据库不正常关闭的恢复 由数据库打开,时smon进程自动做 不需要人工干预
例如数据库断电等
而media recovery   指的是介质恢复
比如数据文件损坏等
而这个时候通过备份+日志文件来恢复 
restore datafile 5,
recover datafile 5,
是需要人工干预的

七，参考文档

http://www.eygle.com/archives/2005/08/eiaescnaeooeaoi.html

http://hi.baidu.com/zwfha/blog/item/1eac09d1047d613b9b5027c6.html   实例恢复！ 理解scn

http://www.diybl.com/course/7_databases/oracle/oraclejs/2008224/101040.html

http://www.diybl.com/course/7_databases/oracle/oraclejs/2008224/101040.html

http://blog.163.com/jianmei8486@126/blog/static/18858382200810411715787/