前滚和回滚详细过程举例

1、前滚和回滚介绍

“前滚和回滚”是Oracle数据库实例发生意外崩溃，重新启动的时候，由SMON进行的自动恢复过程。

因为oracle是先把操作命令写到 SGA的log buffer中，然后修改数据；因此发生故障时，日志中的对数据库修改的记录其实是已经生效的；因此 SMON进程会把日志中的数据重新检查：先前滚，从redo log中找到checkpoint，从checkpoint开始，把已经commit的数据，岸顺序重新加载；直到找到日志中有记录，但是没有commit提交到redo log中的数据（此时就是故障发生的时间点了），然后根据这些日志的获取undo记录，进行回滚；

//undo是针对那些你没有commit的东西进行回滚的

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control file中的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。

下面通过模拟实例和讲解介绍这个过程。

2、失败前场景说明

日志中记录过程如下：

1、事务A进行之后，结束commit。之后系统进行了一次checkpoint A；

2、Checkpoint之后，进行事务B，结束commit；

3、进行事务C，C事务量较大，其中进行了一定量的Redo Log文件写入。之后系统断电；

1、系统启动过程，进入实例恢复阶段

当实例意外中断的时候，各类型文件，包括控制文件、数据文件和日志文件上，会存在不一致的问题。这种不一致主要体现在SCN值的差异上。

实例在启动的时候，经过三阶段（nomount、mount和open）。在open之前，会进行这种不一致现象的检查，如果出现不一致，要启动SMON进程的恢复流程。

SMON是Oracle实例的一个后台进程，主要负责进行系统监控恢复。进行恢复的依据主要是Redo Log记录。

2、前滚进程

SMON首先找到最后SCN记录的Redo Log File。寻找最后一个打入的Checkpoint。

顺序找到CheckPoint A之后，表示A之前的所有事务都是完全写入到数据文件中，不存在不一致性问题。恢复过程从Checkpoint A开始，Oracle开始依据重做日志Redo Log的系列条目，进行推进。

首先遇到了事务B信息，由于事务B已经commit，所以事务B所有相关的Redo Log条目已经全都写入到Redo Log File中。所以，按照日志继续条目推进，完全可以重演replay，并且应用apply事务B的全部过程。

这样，事务B全部实现，最终将通过DBWn完全写入到数据文件中。所以，实例失败之前提交commit的事务B，完全恢复。

进入事务C的范畴，由于一部分事务C的Redo Log条目已经进入Redo Log File中，所以在进行前滚的时候，一定会replay到这部分的内容。不过，这部分内容中不可能出现commit的标记。

所以，前滚的结果一定是遇到实例突然中断的那个时点。此时replay的结果是，事务C没有提交。这样结束了前滚过程，进入回滚阶段。

3、回滚过程

对事务C，要进行回滚过程，释放所有相关资源。从Undo空间中寻找到旧版本SCN的数据块信息，来进行SGA中Buffer Cache数据块恢复。

4、说说恢复过程的损耗

很多时候，由于我们事务规模较大，当出现实例崩溃的时候，重启所需要的时间很多。有一种经验说法是，事务有多长，前滚和回滚所消耗的时间有多长×2。而且，如果不能完成SMON恢复过程，数据库是不能算作正常的Open的。

SMON的恢复过程是Oracle强制进行的一个过程，即使恢复中发生断电或者其他中断失败事件。Oracle在下一次启动的时候，还是会继续这个过程，只有耐心等待。

通过检查一些内部视图（X$视图），可以观察到恢复进程和速度，但是丝毫不能影响到最终恢复的过程。

这个过程虽然可以保证数据一致性，但是也带来了系统不能启动，影响生产环境的问题。我们可以通过两个方式进行缓解：

首先，我们在设计开发系统时，要保证事务规模的可控性，不要让事务规模在技术层面上过大。避免一旦发生崩溃，大规模强制回滚的发生；

其次，一旦出现了这个强制回滚，要注意对生产环境的影响。可以采用备库standby进行顶替，让主库安静的慢慢恢复；