闪回版本查询Flashback Version Query
闪回版本查询Flashback Version Query
“忘记备份”是几年前看一位行业前辈的经验谈中让笔者记忆深刻的工作军规。对DBA而言，备份通常指的是“Media Backup”，在Oracle世界中就是各种冷备份文件、备份集合和归档日志。
工作时间越长，胆子其实就是越小。很多很多时候，有备份并不意味着可以高枕无忧。这种论断主要是基于两方面的因素，其一是备份的有效性，虽然有各种工具系统介质负责备份工作，但是备份是不是有效一直是运维工程师心中的噩梦。第二个因素是恢复时间，大部分的Media Recovery都需要停机停服务，这对于7*24小时的高可用应用是不能允许的。另一方面，在现代企业级别数据中心环境下，如果存在正当的管理流程和方法，大规模数据恢复、回退的情况是比较少见的。
相应的，小规模数据恢复，如数据表一行数据被莫名误修改、数据表误删除等需要恢复的需求却不断增加。在传统的恢复技术中，这样粒度的恢复操作一般是不能支持的。
从10g开始，Oracle开始大面积引入“Flashback”技术，或者成为Flashback技术工具集合，来提供多级别多粒度的“逻辑恢复”。经过若干年的发展，Flashback家族已经有诸多的分支技术，依托不同的技术技术，来实现多粒度的数据恢复。在笔者之前的文章中，已经陆续介绍了一些Flashback技术和应用，本篇继续介绍Flashback Version Query。
1、环境介绍
笔者选择Oracle 11g进行测试，具体版本为11.2.0.4。
SQL> select * from v$version;
BANNER
--------------------------------------------------------------------------------
Oracle Database 11g Enterprise Edition Release 11.2.0.4.0 - 64bit Production
PL/SQL Release 11.2.0.4.0 - Production
CORE 11.2.0.4.0 Production
TNS for Linux: Version 11.2.0.4.0 - Production
NLSRTL Version 11.2.0.4.0 – Production
Flashback Version Query的配置基础和Flashback Query相同，都需要启用Automatic Undo Management，通过Undo_Retention进行控制时间长短。
SQL> show parameter undo
NAME TYPE VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
undo_management string AUTO
undo_retention integer 900
undo_tablespace string UNDOTBS1
为了实验方便，调整undo_retention到1800。
SQL> alter system set undo_retention=1800 scope=both;
System altered
SQL> show parameter undo_re
NAME TYPE VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
undo_retention integer 1800
创建实验数据表。
SQL> create table test as select empno, ename, sal from scott.emp where rownum<3;
Table created
SQL> commit;
Commit complete
SQL> select * from test;
EMPNO ENAME SAL
----- ---------- ---------
7369 SMITH 800.00
7499 ALLEN 1600.00
2、Flashback Version Query
Flashback Version Query和Flashback Query从技术基础上，都是相似的，也就是借助Oracle的Undo机制。作为一款成功的数据库产品，Undo和Redo机制是Oracle最核心的技术。Undo记录的是数据DML操作的前镜像，经典的Oracle事务模型中，一旦事务被commit，理论上之后SCN启动的读操作都不能读到之前的镜像数据。
Oracle于是利用Undo的机制，提供了短时间内的数据表旧版本查询。通过as of {timestamp | scn}指定时间点，就可以进行查询。当然，这个旧版本时间并不是无限长度，这就涉及到undo_retention这个争议参数。
很多朋友都不是很理解undo_retention，这个以秒为单位的参数经常让人很抓狂。官方理解是：设置undo_retention之后，可以支持设置秒数的闪回数据查询。但是在实际工作中，却发现很多时候超过这个时间的数据也能检索到，但是有的时候没有到这个时间间隔旧版本数据，也不能找到。
其实，Undo_retention参数其实是用户建议Oracle数据库的一个“建议理想值”。试想一下，Undo数据是一个不断循环覆盖使用的空间，旧Undo前镜像一定会被新Undo前镜像覆盖。事务负载不同的系统，对Undo的使用情况也是不同的。
如果Undo_Retention保留的时间比较长，而恰恰数据库系统是一个事务操作频繁的系统，那么Oracle如果想要坚持undo_retention，就必须维持一个比较大可拓展的Undo Tablespace。这时候，如果恰恰Undo Tablespace的文件被设置为不可拓展的，那么Oracle也就不能保证undo_retention的理想值了。
参数retention grantee是设置在undo tablespace的参数设置。如果设置了这个参数，就表示Oracle一定要保证undo_retention的理想设置值，即使不能完成事务过程。
Flashback Query和Flashback Version Query，都是依赖Undo过期数据的来构建前镜像的操作。
与Flashback Query不同的是，Flashback Version Query引入了一些数据表“伪列”，可以提供对数据版本的操作和检索。下面通过一个SQL来查看。
SQL> select versions_xid xid, versions_startscn start_scn, versions_endscn endscn, versions_operation operation, empno from test versions between scn minvalue and maxvalue;
XID START_SCN ENDSCN OPERATION EMPNO
---------------- ---------- ---------- --------- -----
7369
7499
数据表test，显然没有诸多的列定义。从这个情况看，flashback query提供了一种数据行级别的版本查询操作。先来看一下引入的数据伪列含义，本截图是从Oracle 11g官方文档中提取出的截图。
ü Versions_Startxxx表示数据行的最开始出现时间，可以使用SCN或者timestamp表示，如果这个字段为null，表示该数据从undo数据中没有找到对应的版本记录；
ü Versions_Endxxx表示数据行的截止时间，如果为空，表示数据为当前记录或者已经经过delete操作；
ü Versions_xid为事务对应的唯一标识，表示该数据行的变化是被哪个事务操作的；
ü Versions_operation：操作内容；
3、操作实验
下面经过一系列实验，来确定Flashback Version Query使用。原始数据情况如下：
SQL> select * from test;
EMPNO ENAME SAL
----- ---------- ---------
7369 SMITH 800.00
7499 ALLEN 1600.00
进行数据增加操作。
SQL> select versions_xid xid, versions_startscn start_scn, versions_endscn endscn, versions_operation operation, empno from test versions between scn minvalue and maxvalue;
XID START_SCN ENDSCN OPERATION EMPNO
---------------- ---------- ---------- --------- -----
7369
7499
0A001B00D3870100 24306083 I 1000
versions_operation表示“I”，为新增加的数据。start_scn为数据插入的SCN记录，xid为事务的标示。
SQL> update test set sal=200 where empno=7369;
1 row updated
SQL> commit;
Commit complete
SQL> select versions_xid xid, versions_startscn start_scn, versions_endscn endscn, versions_operation operation, empno, sal from test versions between scn minvalue and maxvalue;
XID START_SCN ENDSCN OPERATION EMPNO SAL
---------------- ---------- ---------- --------- ----- ---------
0200110020160000 24306146 U 7369 200.00
24306146 7369 800.00
7499 1600.00
0A001B00D3870100 24306083 I 1000 200.00
U表示数据修改后的版本数据。如果删除数据，如下操作：
SQL> delete test where empno=7499;
1 row deleted
SQL> commit;
Commit complete
SQL> select versions_xid xid, versions_startscn start_scn, versions_endscn endscn, versions_operation operation, empno, rowid from test versions between scn minvalue and maxvalue;
XID START_SCN ENDSCN OPERATION EMPNO ROWID
---------------- ---------- ---------- --------- ----- ------------------
0A001100D3870100 24306188 D 7499 AAAtPCAABAAAeu5AAB
0200110020160000 24306146 U 7369 AAAtPCAABAAAeu5AAA
24306146 7369 AAAtPCAABAAAeu5AAA
24306188 7499 AAAtPCAABAAAeu5AAB
0A001B00D3870100 24306083 I 1000 AAAtPCAABAAAeu6AAA
通过上面的数据，是可以做到跟踪整个Undo_retention中数据变化的情况。下面监控一下事务标记信息。
SQL> delete test;
2 rows deleted
SQL> select xid from v$transaction;
XID
----------------
0A000300C3870100
SQL> commit;
Commit complete
SQL> select versions_xid xid, versions_startscn start_scn, versions_endscn endscn, versions_operation operation, empno, rowid from test versions between scn minvalue and maxvalue;
XID START_SCN ENDSCN OPERATION EMPNO ROWID
---------------- ---------- ---------- --------- ----- ------------------
0A000300C3870100 24306249 D 7369 AAAtPCAABAAAeu5AAA
0A001100D3870100 24306188 D 7499 AAAtPCAABAAAeu5AAB
0200110020160000 24306146 24306249 U 7369 AAAtPCAABAAAeu5AAA
24306146 7369 AAAtPCAABAAAeu5AAA
24306188 7499 AAAtPCAABAAAeu5AAB
0A000300C3870100 24306249 D 1000 AAAtPCAABAAAeu6AAA
0A001B00D3870100 24306083 24306249 I 1000 AAAtPCAABAAAeu6AAA
7 rows selected
从v$transaction中获取到的数据XID，可以在其中对应上。
4、结论
Flashback Version Query是Oracle Flashback系列的一个技术。虽然基于的Undo过期数据时间上是有限制的，结合Flashback Transaction Query，可以做到很好的事务级别数据恢复。
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