一、Oracle DML SQL回滚逻辑简介

　　数据库事务由1个或多个DML(insert,update,delete) SQL组成，我们知道Oracle数据库在进行DML操作需要使用UNDO表空间来保存事务回滚的信息，对于每种DML操作回滚的UNDO信息都不一样，大致如下：

　　insert操作很简单，只要保存记录插入到数据块及数据块内的槽号，回滚时只要根据数据块号及槽号做删除就可以了。

　　update操作需要保存记录位置，还需要保存变更的字段原内容，回滚时采用原值即可。

　　delete操作麻烦一些，不仅要保存记录位置，还需要将原有记录的内容全部保存下来，回滚时才能组成新的数据插入进去。

　　如果表上有索引，则DML操作同时需要在UNDO表空间中保存索引相关的回滚信息。

　　DML操作主要有以下几方面的开销构成：

• 　　获取锁(CPU开销)
• 　　定位要变更的记录(离散IO开销)
• 　　记录回滚信息(CPU+IO开销)
• 　　变更记录(CPU开销)
• 　　记录重做日志(顺序IO开销)
• 　　数据块写入(异步离散IO开销)

　　因为DML操作过程中记录回滚信息占用了非常大的一块资源，为了更好的估算DML操作需要回滚空间的大小，本文介绍了一些常用操作的估算方法及验证示例。

　　二、如何查看事务UNDO使用空间

　　如何查看事务操作使用的UNDO空间，Oracle提供了系统视图V$TRANSACTION，里面保存了当前数据库活动事务的主要信息，我们可以用如下SQL来查看：

select b.sid,–会话编号        b.SERIAL#,        b.USERNAME,        b.MACHINE,        b.sql_hash_value,        a.START_TIME,–事务启动时间        a.USED_UBLK, –使用的UNDO块数        a.USED_UREC, –使用的UNDO记录条数，是本文接下来的主要估算指标        a.START_UBAFIL, –使用的UNDO文件号        a.START_UBABLK –使用的UNDO起始块号   from v$transaction a, v$session b  where a.ses_addr = b.saddr and b.sid=?;

　　由于测试环境就我一个人使用，不存在并发，为简化操作，忽略会活参数，简化的SQL如下：

　　select USED_UREC from v$transaction;

　　通过START_UBAFIL及START_UBABLK我们可以dump回滚数据块的分析，如下所示：

　　alter system dump datafile START_UBAFIL block START_UBABLK;

　　dump好后再通过日志文件分析数据块内的详细信息，笔者也是通过这样的方法来确认计算公式，因为dump出来的内容比较复杂，是Oracle的具体实现细节，所以本文不介绍dump内容，有兴趣的同学可以自己测试。

　　三、测试准备

SQL> –创建表t1 SQL> create table t1 as select * from dba_objects;   Table created   SQL> select count(*) from t1;     COUNT(*) ———-      29495   SQL> desc t1; Name           Type          Nullable Default Comments  ————– ————- ——– ——- ——–  OWNER          VARCHAR2(30)  Y                          OBJECT_NAME    VARCHAR2(128) Y                          SUBOBJECT_NAME VARCHAR2(30)  Y                          OBJECT_ID      NUMBER        Y                          DATA_OBJECT_ID NUMBER        Y                          OBJECT_TYPE    VARCHAR2(18)  Y                          CREATED        DATE          Y                          LAST_DDL_TIME  DATE          Y                          TIMESTAMP      VARCHAR2(19)  Y                          STATUS         VARCHAR2(7)   Y                          TEMPORARY      VARCHAR2(1)   Y                          GENERATED      VARCHAR2(1)   Y                          SECONDARY      VARCHAR2(1)   Y                            SQL> –object_id创建索引  SQL> create index idx_t1_object_id on t1(object_id);   Index created   SQL> –object_name创建索引 SQL> create index idx_t1_object_name on t1(object_name);   Index created   SQL>

　　四、计算方法及测试脚本

　　下面介绍事务中各种DML语句(insert,update,delete)使用UNDO记录的计算方法，每种操作会介绍估算公式并简单示例解释：

　　4.1、delete 操作

　　4.1.2、一般删除

　　计算公式：USED_UREC=删除表记录数+删除表索引记录数(每个索引每行记录算一条记录)

　　假设表有2个索引，删除10条记录

SQL> delete from t1 where rownum<=10;   10 rows deleted SQL> select USED_UREC  from v$transaction;    USED_UREC ———-         30 SQL> commit;   Commit complete

　　4.1.2、通过索引范围条件删除记录

　　USED_UREC=删除表记录数+更新索引块数

　　假设表有1个单字段普通索引，通过索引范围查询10000条记录并删除，每个索引块大块保存200条记录

SQL>  delete from t1 where object_id between 10000 and 20000;   19871 rows deleted   SQL> select USED_UREC  from v$transaction;    USED_UREC ———-      20242 SQL> commit;   Commit complete

　　4.2、update 操作

　　4.2.1、一般更新

　　USED_UREC=更新表记录数+更新索引记录变更数*2(每行索引变更有2个记录，一个是记录原索引指针，另外是记录新索引指针)

　　假设表有2个索引，更新10条记录的2个字段，其中要更新1个是普通字段，1个是索引字段

SQL> update  t1 set  object_name=’test’,owner=’MK’ where rownum<=10;   10 rows updated   SQL> select USED_UREC  from v$transaction;    USED_UREC ———-         30 SQL> commit;   Commit complete

　　注：在语句中，普通字段不管更新前与更新后是否发生变化，都会产生UNDO记录，但是索引字段只有发生了变化才会产生UNDO记录，如下测试，object_name做了更新操作，但是没有发生变化，所以索引记录不会发生变更。

SQL> update  t1 set  object_name=object_name,owner=’MK’ where rownum<=10;   10 rows updated   SQL> select USED_UREC  from v$transaction;    USED_UREC ———-         10 SQL> commit;   Commit complete

　　4.2.2、通过索引范围条件更新该索引字段

　　USED_UREC=更新表记录数+更新索引块数*2

　　假设表有1个单字段普通索引，通过索引范围查询10000条记录并更新对应的索引字段，每个索引块大块保存200条记录

SQL> update  t1 set  object_id=object_id+1 where object_id>10000;   19584 rows updated   SQL> select USED_UREC  from v$transaction;    USED_UREC ———-      19862   SQL> commit;   Commit complete

　　注：可以看出这种通过索引范围访问并更新该索引字段的情况非常少，要求也非常特殊。假设刚才的语句做一点小变化都不满足要求，如下加了一个rownum条件，实际更新的记录数都是一样的，但是使用的UNDO记录数只能按一般更新计算。

SQL> update  t1 set  object_id=object_id+1 where object_id>10000 and rownum<1000000;   19584 rows updated   SQL> select USED_UREC  from v$transaction;    USED_UREC ———-      58752   SQL> commit;   Commit complete

　　4.3、insert 操作

　　4.3.1、单条insert (insert into t1 values …)

　　USED_UREC=新增记录数+表索引个数*新增记录数

　　假设表有2个索引，新增3条记录

SQL> insert into t1(owner,object_name,object_id) values(‘MK’,’test1′,123456);   1 row inserted   SQL> insert into t1(owner,object_name,object_id) values(‘MK’,’test2′,1234567);   1 row inserted   SQL> insert into t1(owner,object_name,object_id) values(‘MK’,’test3′,12345678);   1 row inserted   SQL> select USED_UREC  from v$transaction;    USED_UREC ———-          9   SQL> commit;   Commit complete

　　4.3.2、批量insert(insert into t1 select …)

　　这个非常难准确计算，因为新增记录会利用以前空闲的数据块，只有数据块有记录变化都需要保存数据块对应的回滚记录，同时也保存索引的回滚记录，所以

　　USED_UREC≈新增记录变更表数据块数+∑每个变更表数据块对应变更的索引块数

　　假设表有2个索引，新增1000条记录，每个数据块大约可保存600条记录，新增第一个数据块保存了600条记录，同时变更了第1个索引30个索引块，第2个索引40个数据块，新增第2个数据块保存了400条记录，同时变更了第1个索引20个索引块，第2个索引60个数据块

SQL> insert into t1 select * from dba_objects where rownum<=10000;   10000 rows inserted   SQL> select USED_UREC  from v$transaction;    USED_UREC ———-       7837   SQL> commit;   Commit complete

　　五、总结

　　以上脚本是在Oracle9.2上测试，Oracle对UNDO的处理非常复杂，这里介绍只是常用的一些DML产生UNDO估算方法，从估算公式可以看出，索引对DML操作的影响非常大，当一个表有索引比没索引时做DML操作花费的UNDO开销非常具大， 因为数据库要保证事务回滚的可行性，需要对索引做许多额外的事情，更新索引字段及批量INSERT操作尤其明显。在有索引和没索引的表上做批量数据导入，性能有可能相关好几倍。通过估算Oracle的DML操作需要的UNDO记录数，也可以间接估算一个DML还需要的时间。工作中有时会遇到一个DML操作时间非常长，如果v$session_longops视图也没有可以跟踪的信息，这时就可以通过v$transaction的USED_UREC信息估算SQL的进度。DML在操作时，USED_UREC是一直在增加的，当事务开始回滚时USED_UREC会开始下降，直到等于0，则回滚完成，因此我们也可以根据这个字段的变化判断回滚进度。