Oracle checkpoint详解
checkpoint扫盲
top什么是checkpoint
topcheckpoint的作用
保证数据库的一致性,这是指将脏数据写入到硬盘,保证内存和硬盘上的数据是一样的;
缩短实例恢复的时间,实例恢复要把实例异常关闭前没有写出到硬盘的脏数据通过日志进行恢复。如果脏块过多,实例恢复的时间也会很长,检查点的发生可以减少脏块的数量,从而提高实例恢复的时间。
通俗的说checkpoint就像word的自动保存一样。
top检查点分类
完全检查点(Normal checkpoint)
增量检查点(Incremental checkpoint)
topcheckpoint相关概念术语
在说明checkpoint工作原理之前我们先了解一些相关的术语。
topRBA(Redo Byte Address), Low RBA(LRBA), High RBA(HRBA)
RBA就是重做日志块(redo log block)的地址,相当与数据文件中的ROWID,通过这个地址来定位重做日志块。RBA由三个部分组成:
日志文件序列号(4字节)
日志文件块编号(4字节)
重做日志记录在日志块中的起始偏移字节数(2字节)
通常使用RBA的形式有:
- LRBA
- 数据缓存(buffer cache)中一个脏块第一次被更新的时候产生的重做日志记录在重做日志文件中所对应的位置就称为LRBA。
- HRBA
- 数据缓存(buffer cache)中一个脏块最近一次被更新的时候产生的重做日志记录在重做日志文件中所对应的位置就称为HRBA。
- checkpoint RBA
- 当一个checkpoint事件发生的时候,checkpoint进程会记录下当时所写的重做日志块的地址即RBA,此时记录的RBA被称为checkpoint RBA。从上一个checkpoint RBA到当前的checkpoint RBA之间的日志所保护的buffer cache中的脏块接下来将会被写入到数据文件当中去。
topBuffer checkpoint Queues (BCQ)
topActive checkpoint Queue (ACQ)
top完全检查点 (normal checkpoint)
top完全检查点工作过程
第一阶段,checkpoint进程开始一个checkpoint事件,并记录下checkpoint RBA,这个通常是当前的RBA。
第二阶段,checkpoint进程通知DBWn进程将所有checkpoint RBA之前的buffer cache里面的脏块写入磁盘。
确定脏块都被写入磁盘以后进入到第三阶段,checkpoint进程将checkpoint信息(SCN)写入/更新数据文件和控制文件中。
更新SCN的操作由CKPT进程完成,在Oracle 8.0之后CKPT进程默认是被启用的,如果CKPT进程没有启用的话那相应的操作将由LGWR进程完成。
top什么时候发生normal checkpoint
日志切换,通过ALTER SYSTEM SWITCH LOGFILE。
DBA发出checkpoint命令,通过ALTER SYSTEM checkpoint。
对数据文件进行热备时,针对该数据文件的checkpoint也会进行,ALTER TABLESPACE TS_NAME BEGIN BACKUP/END BACKUP。
当运行ALTER TABLESPACE/DATAFILE READ ONLY的时候。
SHUTDOWN命令发出时。
特别注意:
日志切换会导致checkpoint事件发生,但是checkpoint发生却不会导致日志切换。
日志切换触发的是normal checkpoint,而不是大家所说的增量checkpoint,只不过log switch checkpoint的优先级非常低,当一个log switch checkpoint发生的时候它并不会立即的通知DBWn进程去写数据文件,但是当有其它原因导致checkpoint或者是写入数据文件的RBA超过log switch checkpoint的checkpoint RBA的时候,这次的log switch checkpoint将会被标记成完成状态,同时更新控制文件和数据文件头。我们随后可以做个实验验证这个说法。
topcheckpoint和SCN有什么关系?
在Oracle中SCN相当于它的时钟,在现实生活中我们用时钟来记录和衡量我们的时间,而Oracle就是用SCN来记录和衡量整个Oracle系统的更改。
Oracle中checkpoint是在一个特定的“时间点”发生的,衡量这个“时间点”用的就是SCN,因此当一个checkpoint发生时SCN会被写入文件头中以记录这个checkpoint。
top增量checkpoint
top增量checkpoint工作过程
有了增量checkpoint之后在进行实例恢复的时候就不需要再从崩溃前的那个完全checkpoint开始应用重做日志了,只需要从控制文件中记录的RBA开始进行恢复操作,这样能节省恢复的时间。
top发生增量checkpoint的先决条件
恢复需求设定 (FAST_START_IO_TARGET/FAST_START_MTTR_TARGET)
LOG_checkpoint_INTERVAL参数值
LOG_checkpoint_TIMEOUT参数值
最小的日志文件大小
buffer cache中的脏块的数量
top增量checkpoint的特点
增量checkpoint是一个持续活动的checkpoint。
没有checkpoint RBA,因为这个checkpoint是一直都在进行的,所以不存在normal checkpoint里面涉及的checkpoint RBA的概念。
checkpoint advanced in memory only
增量checkpoint所完成的RBA信息被记录在控制文件中。
增量checkpoint可以减少实例恢复时间。
top增量checkpoint相关参数设置
- log_checkpoint_interval
- 设定两次checkpoint之间重做日志块(重做日志块和系统数据块是一样的)数,当重做日志块数量达到设定值的时候将触发checkpoint。
- log_checkpoint_timeout
- 设定两次checkpoint之间的间隔时间,当超时值达到时增量checkpoint将被触发。Oracle建议不用这个参数来控制,因为事务(transaction)大小不是按时间等量分布的。将此值设置成0时将禁用此项设置。
- fast_start_io_target
- 因为log_checkpoint_interval主要看的时候重做日志块的数量,并不能反应buffer cache中脏数据块的修改,因此Oracle又引入了这个参数来实现当脏数据块达到一定数量的时候触发checkpoint,不过此参数实际上控制的是恢复时所需IO的数量。
- fast_start_mttr_target
-
此参数是在9i中引入用来代替前面的三个参数的,它定义了数据块崩溃后所需要的实例恢复的时间,Oracle在实际上内在的解释成两个参数:fast_start_io_target和log_checkpoint_interval.如果这两个参数没有显式的指定,计算值将生效.。
fast_start_mttr_target可以设定的最大值是3600,即一个小时。它的最小值没有设限,但是并不是说可以设置一个任意小的值,这个值会受最小dirty buffer(最小为1000)的限制,同时还会受初始化时间以及文件打开时间的限制。
在设置此参数的时候要综合考虑系统的IO,容量以及CPU等信息,要在系统性能和故障恢复时间之间做好平衡。
将此参数设置成0时将禁用 fast-start checkpointing,这样能见效系统负载但同时会增加系统的恢复时间。
如果fast_start_io_target or log_checkpoint_interval被指定,他们会自动覆盖由fast_start_mttr_target参数计算出来的值。
在10g中,数据库能根据各种系统参数的设置值来自动调整检查点的执行频率,以获得最好的恢复时间以及系统的正常运行影响最小。通过自动checkpoint调整,Orach能在系统低IO操作的时候将脏块写入到数据文件中,因此即时DBA没有设置checkpoint相关的参数值或是设置了一个不合理的值的时候系统还是能获得一个很合理的系统恢复时间。
10g中的增量checkpoint更能体现它持续活动的特点,在10g中,增量checkpoint不是在某一个特定的条件下触发,而是由数据库根据系统参数设置自动触发。
top与完全checkpoint的区别
完全checkpoint会将checkpoint的信息写入到控制文件以及数据文件头中
增量checkpoint只会将RBA信息写入到控制文件中。
top查看系统的checkpoint动作
我们可以通过将LOG_checkpointS_TO_ALERT设置成TRUE来打开checkpoint的trace,这样就可以跟踪checkpoint的操作了。
这设置以后系统的checkpoint将会被记录alert_$SID.log文件中。
在V$DATAFILE_HEADER里面也保存了发生完全checkpoint的时候一些相关信息,包括checkpoint发生时间、对应SCN已经checkpoint的次数。
to_char(resetlogs_time, 'YYYY-MM-DD HH24:MI:SS') RST_DT, resetlogs_change# RST_SCN,
to_char(checkpoint_time, 'YYYY-MM-DD HH24:MI:SS') CKPT_DT, checkpoint_change# CKPT_SCN, checkpoint_count CKPT_CNT
fromv$datafile_header;
/**
NO STATUS TABLESPACE_NAME CUR_SCN RST_DT RST_SCN CKPT_DT CKPT_SCN CKPT_CNT
--- ------- ---------------- -------- ------------------- -------- ------------------- --------- ---------
1 ONLINE SYSTEM 533541 2008-01-12 16:51:53 446075 2008-08-04 22:03:58 532354 65
2 ONLINE UNDOTBS1 533541 2008-01-12 16:51:53 446075 2008-08-04 22:03:58 532354 28
3 ONLINE SYSAUX 533541 2008-01-12 16:51:53 446075 2008-08-04 22:03:58 532354 65
4 ONLINE USERS 533541 2008-01-12 16:51:53 446075 2008-08-04 22:03:58 532354 64
5 ONLINE EXAMPLE 533541 2008-01-12 16:51:53 446075 2008-08-04 22:03:58 532354 24
*/
top完全检查点
ALTERSYSTEMcheckpoint;
-- 下面是alert文件中的数据结果
MonAug422:22:082008
BeginningglobalcheckpointuptoRBA [0x8.c9d4.10], SCN: 533714
CompletedcheckpointuptoRBA [0x8.c9d4.10], SCN: 533714
-- 我们能看到完全checkpoint发生的SCN 533714
-- 下面我们再对照下V$DATAFILE_HEADER中的结果
NOSTATUSTABLESPACE_NAMECUR_SCNRST_DTRST_SCNCKPT_DTCKPT_SCNCKPT_CNT
--- ------- ---------------- -------- ------------------- -------- ------------------- --------- ---------
1ONLINESYSTEM5337902008-01-1216:51:534460752008-08-0422:22:0853371466
2ONLINEUNDOTBS15337902008-01-1216:51:534460752008-08-0422:22:0853371429
3ONLINESYSAUX5337902008-01-1216:51:534460752008-08-0422:22:0853371466
4ONLINEUSERS5337902008-01-1216:51:534460752008-08-0422:22:0853371465
5ONLINEEXAMPLE5337902008-01-1216:51:534460752008-08-0422:22:0853371425
-- 看到了么,checkpoint时间和checkpoint的SCN已经被记录到数据文件头中了。
top日志切换时的检查点
ALTERSYSTEMSWITCHLOGFILE;
-- 然后看看alert里面的记录
MonAug422:31:392008
BeginninglogswitchcheckpointuptoRBA [0x9.2.10], SCN: 534450
Thread1advancedtologsequence9
Currentlog# 2 seq# 9 mem# 0: /u/app/oracle/oradata/orcl/redo02.log
MonAug422:35:582008
CompletedcheckpointuptoRBA [0x9.2.10], SCN: 534450
-- 我们能看到checkpoint是在过了一段时间(这里是4分钟)之后才完成的
-- 接着我们来看下V$DATAFILE_HEADER中的结果
NOSTATUSTABLESPACE_NAMECUR_SCNRST_DTRST_SCNCKPT_DTCKPT_SCNCKPT_CNT
--- ------- ---------------- -------- ------------------- -------- ------------------- --------- ---------
1ONLINESYSTEM5347702008-01-1216:51:534460752008-08-0422:31:4453445067
2ONLINEUNDOTBS15347702008-01-1216:51:534460752008-08-0422:31:4453445030
3ONLINESYSAUX5347702008-01-1216:51:534460752008-08-0422:31:4453445067
4ONLINEUSERS5347702008-01-1216:51:534460752008-08-0422:31:4453445066
5ONLINEEXAMPLE5347702008-01-1216:51:534460752008-08-0422:31:4453445026
-- 在这里我们能发现下V$DATAFILE_HEADER里面记录的SCN和日志切换发生的checkpoint的SCN是一样的,
-- 这就证明了日志切换是会更新数据文件头的,同时日志切换的checkpoint是一个级别比较低的操作,
-- 它不会立即完成,这也是出于性能上考虑的。
top增量checkpoint查看
当前所知只有在LOG_checkpoint_TIMEOUT设置了非0值之后触发的增量checkpoint会在alert文件中有记录,其他条件触发的增量checkpoint都不会记录在alert文件中。
Sun Aug 3 19:08:56 2008
Incremental checkpoint up to RBA [0x8.e17.0], current log tail at RBA [0x8.1056.0]
Sun Aug 3 19:39:00 2008
Incremental checkpoint up to RBA [0x8.1be0.0], current log tail at RBA [0x8.1c6e.0]
Sun Aug 3 20:09:04 2008
Incremental checkpoint up to RBA [0x8.2af5.0], current log tail at RBA [0x8.2b6a.0]
Sun Aug 3 20:39:07 2008
Incremental checkpoint up to RBA [0x8.3798.0], current log tail at RBA [0x8.3851.0]
Sun Aug 3 21:09:10 2008
Incremental checkpoint up to RBA [0x8.47b9.0], current log tail at RBA [0x8.48bb.0]
Sun Aug 3 21:39:14 2008
Incremental checkpoint up to RBA [0x8.548d.0], current log tail at RBA [0x8.5522.0]
Mon Aug 4 21:05:18 2008
top查看fast_start_mttr_target
通过查看V$INSTANCE_RECOVERY动态性能视图可以查看一些MTTR相关的信息。
SELECT TARGET_MTTR,ESTIMATED_MTTR,CKPT_BLOCK_WRITES,CKPT_BLOCK_WRITES FROM V$INSTANCE_RECOVERY
- TARGET_MTTR
- 用户设置的参数FAST_START_MTTR_TARGET的值.
- ESTIMATED_MTTR
- 根据目前脏块数目和日志块数目,评估的现在进行恢复所需要的时间.
- CKPT_BLOCK_WRITES
- 检查点写完的块数目.
- CKPT_BLOCK_WRITES
- 额外的因为检查点引起的数据库写入操作 (因为不必要的检查点的产生,设置一个非常小的系统恢复时间将会对性能产生负面影响,为了帮助管理员监测这个参数设置较小时对数据库的影响,这个视图显示了这个列)
top相关视图
topV$视图
- V$DATAFILE_HEADER
- 查看数据文件的完全checkpoint信息。
- V$INSTANCE_RECOVERY
- 查看fast_start_mttr_target设置以及系统MTTR相关信息。
topX$视图
- X$BH
- 用于查看脏块的LRBA和HRBA(There is also a recovery RBA which is used to record the progress of partial block recovery by PMON.) 。
- X$TARGETRBA
- 查看增量checkpoint RBA,target RBA和on-disk RBA。
- X$KCCCP
- 这里面也有增量checkpoint RBA,target RBA的信息。
- X$KCCRT
- 完全checkpoint(full thread checkpoint)RBA信息。
top补充说明
写完这篇文章之后又看了写在itpub上的讨论,更新下观点。(http://www.itpub.net/viewthread.php?tid=1053847)
类似于alter system checkpoint这样的语句所产生的,先记录下当前的scn,然后推动DBWn进程去写脏数据,当写到所记录的scn时候检查点结束,然后ckpt进程将记录的scn写入到控制文件和数据文件头。
设置参数log_checkpoint_timeout之后产生的,在超时值达到的时候,ckpt进程记录当时DBWn写脏数据的进度,也就是写到那个scn了,此时检查点信息只记录到控制文件中,同时如果设置了LOG_checkpointS_TO_ALERT的话我们会在alert中得到这样的信息:
Sun Aug 3 19:08:56 2008
Incremental checkpoint up to RBA [0x8.e17.0], current log tail at RBA [0x8.1056.0]ckpt进程每3s起来一次记录checkpoint的进度到控制文件中,这种情况跟上面的类似,只不过在alert里面是看不到的,而且也不是每次唤醒都会写控制文件的,而是有就记,没有就拉倒。
类似于alter system switch logfile所产生的,先记录下发出命令时刻的scn,ckpt进程不会推动DBWn去写脏数据,而是让DBWn按照自己的状态去写脏数据,等到写到记录的scn时,chpt进程再去更新控制文件和数据文件头。这种情况在alert也能看到信息:
Mon Aug 4 22:31:39 2008
Beginning log switch checkpoint up to RBA [0x9.2.10], SCN: 534450
Thread 1 advanced to log sequence 9
Current log# 2 seq# 9 mem# 0: /u/app/oracle/oradata/orcl/redo02.log
Mon Aug 4 22:35:58 2008
Completed checkpoint up to RBA [0x9.2.10], SCN: 534450
转载于:https://blog.51cto.com/netengineer/1247273
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