auto undo management

auto undo management是oracle推出代替manual rollback segment，oracle官方的文档上有介绍AUM的原理和实现方法，今天我们不再重复这些内容，我们来深入一些官方文档中点到为止的东西。

undo tablespace size

当创建undo tablespace时最少包含一个初始segment，最多包含十个初始segment，每个初始segment包括2个extent，在9i中的话第一个extent被保留了一个块，只有7个block可用，10g的话8个块都可以用。

SQL 9I>select segment_name, blocks, bytes/1024, status,BLOCK_ID,BLOCK_ID+blocks-1 from dba_undo_extents where SEGMENT_NAME=’_SYSSMU1$’;

SEGMENT_NAME BLOCKS BYTES/1024 STATUS BLOCK_ID BLOCK_ID+BLOCKS-1
—————————— ———- ———- ——— ———- —————–
_SYSSMU1$ 7 56 EXPIRED 10 16
_SYSSMU1$ 8 64 EXPIRED 17 24

SQL 10G>select segment_name, blocks, bytes/1024, status,BLOCK_ID,BLOCK_ID+blocks-1 from dba_undo_extents where SEGMENT_NAME=’_SYSSMU1$’;

SEGMENT_NAME BLOCKS BYTES/1024 STATUS BLOCK_ID BLOCK_ID+BLOCKS-1
—————————— ———- ———- ——— ———- —————–
_SYSSMU1$ 8 64 EXPIRED 9 16
_SYSSMU1$ 8 64 EXPIRED 249 256

undo space reuse

每个undo extent可以有三种状态:

active:有活动事务在此extent上

expired:已结束的事务，undo 信息超过undo_retention时间限制

unexpired:已经结束的事务，undo 信息未达到undo_retention时间限制

当一个事务开始它将会去寻找可用的undo block来存放undo信息，它将按照以下顺序请求undo space.

1.先去搜索拥有非active extent的undo segment，如果没有发现，那么会去创建新的undo segment,如果空间不够不能创建，将返回错误。过程如下

session 1:

SQL 10G>update testundo set owner=’wanghai’ where rownum<2;

1 row updated.

SQL 10G>select segment_name, blocks, bytes/1024, status,BLOCK_ID,BLOCK_ID+blocks-1
2 from dba_undo_extents
3 where tablespace_name = ‘UNDO_THREE’;

SEGMENT_NAME BLOCKS BYTES/1024 STATUS BLOCK_ID BLOCK_ID+BLOCKS-1
—————————— ———- ———- ——— ———- —————–
_SYSSMU31$ 8 64 UNEXPIRED 9 16
_SYSSMU31$ 8 64 ACTIVE 17 24

session 2:

SQL 10G>update test1 set object_id=object_id where rownum<2;

1 row updated.

SQL 10G>select segment_name, blocks, bytes/1024, status,BLOCK_ID,BLOCK_ID+blocks-1
2 from dba_undo_extents
3 where tablespace_name = ‘UNDO_THREE’;

SEGMENT_NAME BLOCKS BYTES/1024 STATUS BLOCK_ID BLOCK_ID+BLOCKS-1
—————————— ———- ———- ——— ———- —————–
_SYSSMU31$ 8 64 ACTIVE 9 16
_SYSSMU31$ 8 64 ACTIVE 17 24

session 3:

SQL 10G>update test01 set id=id where rownum<2;
update test01 set id=id where rownum<2
*
ERROR at line 1:
ORA-01552: cannot use system rollback segment for non-system tablespace ‘USERS’

扩展数据文件：

SQL 10G>alter database datafile ‘/opt/oracle/oradata/dbtest/undo03f.dbf’ resize 320k;

Database altered.

SQL 10G>select segment_name, blocks, bytes/1024, status,BLOCK_ID,BLOCK_ID+blocks-1
2 from dba_undo_extents
3 where tablespace_name = ‘UNDO_THREE’;

SEGMENT_NAME BLOCKS BYTES/1024 STATUS BLOCK_ID BLOCK_ID+BLOCKS-1
—————————— ———- ———- ——— ———- —————–
_SYSSMU32$ 8 64 EXPIRED 25 32
_SYSSMU32$ 8 64 EXPIRED 33 40
_SYSSMU31$ 8 64 ACTIVE 9 16
_SYSSMU31$ 8 64 ACTIVE 17 24

SQL 10G>update test01 set id=id where rownum<2;

1 row updated.

SQL 10G>select segment_name, blocks, bytes/1024, status,BLOCK_ID,BLOCK_ID+blocks-1
2 from dba_undo_extents
3 where tablespace_name = ‘UNDO_THREE’;

SEGMENT_NAME BLOCKS BYTES/1024 STATUS BLOCK_ID BLOCK_ID+BLOCKS-1
—————————— ———- ———- ——— ———- —————–
_SYSSMU32$ 8 64 ACTIVE 25 32
_SYSSMU32$ 8 64 EXPIRED 33 40
_SYSSMU31$ 8 64 ACTIVE 9 16
_SYSSMU31$ 8 64 ACTIVE 17 24

2.如果有一个undo segment被选中，但是其中free的undo block并不足以存储该事务的undo 信息，那么它将尝试创建extent，如果没有空间，那么将会进入下一步。

3.如果创建新extent失败，它将会搜索其他undo segment中expired extent并重用。

4.如果其他undo segment中没有expired extent可使用，那么它会继续搜索其他undo segment中unexpired extent并重用。

5.如果经过以上尝试还没有可用空间，将会返回错误。

SQL 10G>update testundo set owner=’wanghai’;
501 rows updated.

SQL 10G>

select UNDOTSN,UNDOBLKS,UNXPSTEALCNT,UNXPBLKRELCNT,UNXPBLKREUCNT,

EXPSTEALCNT,EXPBLKRELCNT,EXPBLKREUCNT,ACTIVEBLKS,UNEXPIREDBLKS,EXPIREDBLKS,

TUNED_UNDORETENTION from V$UNDOSTAT where rownum<2;

UNDOTSN UNDOBLKS UNXPSTEALCNT UNXPBLKRELCNT UNXPBLKREUCNT EXPSTEALCNT EXPBLKRELCNT EXPBLKREUCNT ACTIVEBLKS UNEXPIREDBLKS EXPIREDBLKS TUNED_UNDORETENTION
———- ———- ———— ————- ————- ———– ———— ———— ———- ————- ———– ——————-
10 22 9 0 15 9 0 0 32 0 0 24

出现了steal，也就是reuse了unexpired extent

EXPSTEALCNT:尝试请求expired extent的次数
EXPBLKREUCNT:实际使用expired block数
UNXPSTEALCNT:尝试请求unexpired extent的次数
UNXPBLKREUCNT:实际使用unexpired block数

如果没有expired or unexpired extent可以steal，那么将会

SQL 10G>update testundo set owner=’wanghai’;
update testundo set owner=’wanghai’
*
ERROR at line 1:
ORA-30036: unable to extend segment by 8 in undo tablespace ‘UNDO_THREE’

从上面这些实验中我们也可以看出9i的undo_retention并不保证undo block一直会被保持到retention过期，不过10g已经提供了这种保证。

SQL 10G>create undo tablespace UNDO_FOUR
2 datafile ‘/opt/oracle/oradata/dbtest/undo04.dbf’ size 320K reuse RETENTION GUARANTEE;

Tablespace created.

注：以上实验blocksize全为8k