Oracle SCN与检查点详解

2023-09-24 00:59:06 52

1．SCN的定义

SCN（SystemChangeNumber），也就是通常所说的系统改变号，是数据库中非常重要的一个数据结构。

SCN用以标识数据库在某个确切时刻提交的版本。在事务提交时，它被赋予一个惟一的标识事务的SCN。SCN同时被作为Oracle数据库的内部时钟机制，可被看作逻辑时钟，每个数据库都有一个全局的SCN生成器。

作为数据库内部的逻辑时钟，数据库事务依SCN而排序，Oracle也依据SCN来实现一致性读（ReadConsistency）等重要数据库功能。另外对于分布式事务（DistributedTransactions），SCN也极为重要，这里不作更多介绍。

SCN在数据库中是惟一的，并随时间而增加，但是可能并不连贯。除非重建数据库，SCN的值永远不会被重置为0。

一直以来，对于SCN有很多争议，很多人认为SCN是指SystemCommitNumber，而通常SCN在提交时才变化，所以很多时候，这两个名词经常在文档中反复出现。即使在Oracle的官方文档中，SCN也常以SystemChange/CommitNumber两种形式出现。到底是哪个词其实不是最重要的，重要的是需要知道SCN是Oracle内部的时钟机制，Oracle通过SCN来维护数据库的一致性，并通过SCN实施Oracle至关重要的恢复机制。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，如检查点SCN（CheckpointSCN）、ResetlogsSCN等。

2．SCN的获取方式

可以通过如下几种方式获得数据库的当前或近似SCN。

SQL>SELECTdbms_flashback.get_system_change_numberFROMDUAL;
GET_SYSTEM_CHANGE_NUMBER
------------------------
6051905241299
SQL>

3．SCN的进一步说明

系统当前SCN并不是在任何的数据库操作发生时都会改变，SCN通常在事务提交或回滚时改变。在控制文件、数据文件头、数据块、日志文件头、日志文件changevector中都有SCN，但其作用各不相同。

（1）数据文件头中包含了该数据文件的CheckpointSCN，表示该数据文件最近一次执行检查点操作时的SCN。

对于每一个数据文件都包含一个这样的条目，记录该文件的检查点SCN的值以及检查点发生的时间，这里的CheckpointSCN、StopSCN以及CheckpointCnt都是非常重要的数据结构.

4．检查点

许多文档把Checkpoint描述得非常复杂，为我们正确理解检查点带来了障碍，结果现在检查点变成了一个非常复杂的问题。实际上，检查点只是一个数据库事件，它存在的根本意义在于减少崩溃恢复（CrashRecovery）时间。

当修改数据时，需要首先将数据读入内存中（BufferCache），修改数据的同时，Oracle会记录重做信息（Redo）用于恢复。因为有了重做信息的存在，Oracle不需要在提交时立即将变化的数据写回磁盘（立即写的效率会很低），重做（Redo）的存在也正是为了在数据库崩溃之后，数据可以恢复。

最常见的情况，数据库可能因为断电而Crash，那么内存中修改过的、尚未写入文件的数据将会丢失。在下一次数据库启动之后，Oracle可以通过重做日志（Redo）进行事务重演（也就是进行前滚），将数据库恢复到崩溃之前的状态，然后数据库可以打开提供使用，之后Oracle可以将未提交的事务进行回滚。

在这个过程中，通常大家最关心的是数据库要经历多久才能打开。也就是需要读取多少重做日志才能完成前滚。当然用户希望这个时间越短越好，Oracle也正是通过各种手段在不断优化这个过程，缩短恢复时间。

检查点的存在就是为了缩短这个恢复时间。

当检查点发生时（此时的SCN被称为CheckpointSCN），Oracle会通知DBWR进程，把修改过的数据，也就是此CheckpointSCN之前的脏数据（DirtyData）从BufferCache写入磁盘，当写入完成之后，CKPT进程更新控制文件和数据文件头，记录检查点信息，标识变更。

CheckpointSCN可以从数据库中查询得到：

SQL>selectfile#,NAME,CHECKPOINT_CHANGE#,to_char(CHECKPOINT_TIME,'yyyy-mm-ddhh24:mi:ss')CPTfromv$datafile;
FILE#NAMECHECKPOINT_CHANGE#CPT
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
1/u01/app/oracle/oradata/orcl/system01.dbf60519052399952016-05-0504:14:32
2/u01/app/oracle/oradata/orcl/sysaux01.dbf60519052399952016-05-0504:14:32
3/u01/app/oracle/oradata/orcl/undotbs01.dbf60519052399952016-05-0504:14:32
4/u01/app/oracle/oradata/orcl/users01.dbf60519052399952016-05-0504:14:32
5/u01/app/oracle/oradata/orcl/example01.dbf60519052399952016-05-0504:14:32
6/u01/app/oracle/oradata/orcl/DEV_odi_user.dbf60519052399952016-05-0504:14:32
7/u01/app/oracle/oradata/orcl/apex_01.dbf60519052399952016-05-0504:14:32
8/u01/app/oracle/oradata/orcl/APEX_6121090681146232.dbf60519052399952016-05-0504:14:32
8rowsselected

在检查点完成之后，此检查点之前修改过的数据都已经写回磁盘，重做日志文件中的相应重做记录对于崩溃/实例恢复不再有用。

检查点的频度对于数据库的恢复时间具有极大的影响，如果检查点的频率高，那么恢复时需要应用的重做日志就相对得少，恢复时间就可以缩短。然而，需要注意的是，数据库内部操作的相关性极强，过于频繁的检查点同样会带来性能问题，尤其是更新频繁的数据库。所以数据库的优化是一个系统工程，不能草率。

更进一步可以知道，如果Oracle可以在性能允许的情况下，使得检查点的SCN逐渐逼近Redo的最新变更，那么最终可以获得一个最佳平衡点，使得Oracle可以最大化的减少恢复时间。

为了实现这个目标，Oracle在不同版本中一直在改进检查点的算法。

总结

以上就是本文关于OracleSCN与检查点详解的全部内容，希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以参考：oracle数据库启动阶段分析、OracleEBS工具选项：关闭其他表单修改方法、 oracle虚拟专用数据库详细介绍等。有什么问题可以随时留言，小编会及时回复大家的。

Oracle SCN与检查点详解

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