收藏What’s the Point of Oracle Checkpoints?

(oracle checkpoint相关的一些重要问题)

作者简介: Harald van Breederode (oracle大学高级DBA讲师，拥有25年unix方面的经验和12年oracle相关经验。Oracle 8i,9i,10g,11g ocp。Oracle 10g ocm)

 

原文是一个英文的PDF(PPT)，同事推荐的，PDF内容比较粗。第一次翻译，有不正确的地方欢迎指正。原文下载

1.目录

1.       介绍。

2.       缓冲区（Buffer cache）基础知识。

3.       Redo和缓冲区的关系。

4.       什么是检查点（checkpoint）。

5.       检查点的种类。

6.       Oracle在什么情况下会进行检查点（checkpoint）。

7.       调整在线日志文件。

8.       总结。

 

2 .缓冲区基础知识

2.2 缓冲区的组成结构如下：

1.       Buffers（缓冲区）

一个缓冲区可以保持一个数据块在任何时刻的的映象。

2.       Buffer headers（缓冲区头）

存储缓冲内容的元数据(metadata)。

作为一种缓存的管理结构。

3.       Buffer pools（缓冲池）

收集相同用途的缓冲区，并对它们做相应的管理 。

4.       它们的工作职责

缓冲池的全部或者一部分。

分配给一个DBWn进程。

2.3  缓冲区管理

缓冲区是通过双向链表来管理的。

REPL：

这块缓冲区中包含正在使用的块映象。

REPL-AUX（辅助REPL）：

这块缓冲区用来做I/O或CR（一致性读）的重建工作。

WRITE and CKPT-Q：

脏块请求I/O队列。

WRITE-AUX（辅助WRITE）：

正在进行IO操作的脏缓冲。

 

缓冲区管理用计数的方式来决定块最初插块茎入到REPL链表中的位置。

辅助REPL链表用于避免多余的扫描。

3.Redo和buffer cache的关系

1.       当一个块发生修改时，缓冲区中会包含这个块的脏块映象，并产生redo。

2.       一个块在redo的一个的RBA 上变脏,RBA重做日志块（redo log block）的地址。

3.       由lgwr进程将redo写入相应的redo log file，并将log file的状态设为active。

4.       脏块映象被DBWn进程写入数据文件，并且将redo log file置为inactive状态。

5.       Redo总是在脏块写入数据文件之前完成。

6.       在日志文件中的Active redo的大小，会影响instance crash的恢复时间。

7.       需要在性能和恢复时间之间做好权衡。

3.2  Buffer Cache I/O

3.2.1  服务进程在辅助REPL上寻找一个可用的buffer，然后再将一个数据块读进来。

1. 将缓存从辅助REPL读取到REPL。

2. 如果块被修改了，则修改的块会被增加到CKPT-Q中(检查点队列)。

3. 在搜索可用空间的过程中，服务进程会同时将脏缓存写出。

3.2.2 DBWn将脏块内容刷新输出到数据库中

1.内存读从写缓存区被移动到辅助写缓存区。

2.一旦块被写入后：

Buffer 被移回到辅助写缓存区。

Buffer从checkpoint队列中移出。

3.2.3  DBWn的进程写请求

1.促使缓冲区空闲。

2.做Checkpoint。

4.什么是检查点?

1.       一个在特定时间点发生的同步事件。

2.       促使部分或者所有的脏块的映象写入到数据库，由此保证在那个点（checkpoint）之前脏掉的数据库块能够被及时写入数据库。

3.       将数据库状态带到新的时间点。

4.       存在很多种不同类型的检查点。

 

 

5.Checkpoint的种类

1.完全检查点。

2.线程检查点。

3.文件检查点。

4.对象检查点。

5.并行查询检查点。

6.增量检查点。

7.文件切换检查点（Log Switch Checkpoint）。

注：通过设置log_checkpoints_to_alert=true,某些检查点能够被记录到alter日志中。

5.2 完全检查点

1.       在所有的实例中（针对rac），将脏冲区的块刷新输出到数据库。

2.       变更的统计信息条目(v$sysstat, name列):

DBWR checkpoints

DBWR checkpoint buffers written

DBWR thread checkpoint buffers written

3.       发生的情况：

Alter system checkpoint [global]

Alter database begin backup

Alter database begin backup

Shutdown

4.       控制文件头和数据文件头被更新。

CHECKPOINT_CHANGE#

5.       相关问题：

在log switch 之后，oracle instance是否发生一个完全检查点？
在oracle8i之前(包括8i)，一直是这样做的，但是oracle 8i之后，就这种方式就被改变了。

 

5.3 线程检查点

1.       在单个实例中（针对rac而言），将脏冲区的块刷新输出到数据库。

2.       变更的统计信息条目:

DBWR checkpoints

DBWR checkpoint buffers written

DBWR thread checkpoint buffers written

3.       发生的情况：

Alter system checkpoint local

4.       控制文件头和数据文件头被更新。

CHECKPOINT_CHANGE#

5.4 文件检查点

1.       在所有实例中，将一个表空间中的所有数据文件中的脏冲区块刷新输出到数据库。

2.       变更的统计信息:

DBWR tablespace checkpoint buffers written。

DBWR checkpoint buffers written。

DBWR检查点。

3.       发生的情况：

Alter tablespace XXX offline

Alter tablespace XXX begin backup

Alter tablespace XXX read only

4.       控制文件头和数据文件头被更新。

CHECKPOINT_CHANGE#

5.5 并行查询检查点

1.       在所有实例中，当进行并行查询时，这个查询有关的objects的所有脏块会被刷新数据到数据库。

2.       变更的统计信息.

DBWR checkpoint buffers written

DBWR checkpoints

3.       发生情况.

并行查询。

PDML（并行DML）和PDDL（并行DDL）中的并行查询部分。

强制一致性。（direct io）

5.6 对象检查点

1.       在所有实例中，将一个对象的所有脏块输出到数据库。

2.       变更的统计信息条目：

DBWR object drop buffers written

DBWR checkpoints

3.       一般在drop/truncate段时发生：

Drop table XXX

Drop table XXX purge

Truncate table XXX

Drop index XXX

4.       强制性介质恢复的目的。（原文：Mandatory for media recovery purposes）

1.       从检查点队列中，刷新输出一部分脏块到数据库。

5.7 增量检查点

块映象以SCN号的顺序来写。

Checkpoint的rba地址在SGA中被更新。

2.       变更的统计信息：

DBWR checkpoint buffers written

3.       控制文件每3秒钟被CKPT进程更新一次。

Checkpoint进程记录进度。

 

5.8 一些其它的定义

每3秒钟，CKPT进程会根据以下参数来计算目标检查点的RBA地址：

1.       最近的RBA地址。

2.       log_checkpoint_timeout

3.       log_checkpoint_interval

4.       fast_start_mttr_target

5.       fast_start_io_target

6.       最小在线日志文件的90%

在所有的缓存区脏掉之前，将对应的目标RBA写入到数据库中。

5.9 文件切换检查点

写一部分脏块内容到数据库中。

变更的统计信息：

DBWR checkpoints

DBWR checkpoint buffers written

background checkpoints started

background checkpoints completed

控制文件头和数据文件头被更新：

CHECKPOINT_CHANGE#

6.检查点管理

一些有用的检查点管理视图：

V$INSTANCE_RECOVERY

V$SYSSTAT

V$DATABASE

V$INSTANCE_LOG_GROUP

V$THREAD

V$DATAFILE

V$DATAFILE_HEADER

 

问：什么是oracle checkpoint的目的？

答:checkpoint的目的是：为了实现数据库的一致性，为了性能和恢复，同步所有的数据文件，部分数据文件或者一些对象到一个一致的时间点。但是必需在他们控制作之前控制他们（翻译者补充：意思是这块的性能影响会比较大，需要理解他们的原理 。）。

 

 

6.2 Checkpoint发生的触发条件

V$INSTANCE_RECOVERY

WRITES_MTTR

fast_start_mttr_target

WRITES_LOGFILE_SIZE

90% of the smallest online redo log file

WRITES_LOG_CHECKPOINT_SETTINGS

log_checkpoint_timeout

WRITES_OTHER_SETTINGS

fast_start_io_target

WRITES_AUTOTUNE

10g self tuning checkpoints

WRITES_FULL_THREAD_CKPT

Manual checkpoints

7.调整在线日志文件（online redo log file）的大小

1.增量checkpoint不应该被在线日志文件的大小所触发。

2.在线日志文件的大小必需被正确的设置。

3.使用REDO LOG文件大小的建议：

V$INSTANCE_RECOVERY的OPTIMAL_LOGFILE_SIZE参数

4.或者参照：

V$INSTANCE_RECOVERY的WRITES_LOGFILE_SIZE参数

5.使用archive_lag_target参数去控制日志文件切换（log switch）的频率。

6.在一个oracle的rac系统上，日志必需在所有的实例上被准确的设置。

注意：在线日志文件，只会因为设置的过小，不会嫌大。

 

8.总结

如果性能是一个很关键的一个指标。那么，在进行以下操作时要尤其小心：

1.       drop/truncate object。

2.       将表空间置于read only状态时。

3.       将数据库或表空间置于backup模式时。

1.       在有dml的对象上进行并行查询。

2.       调整在线重做日志文件的大小。

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