ORACLE回滚段的概念，用法和规划及问题的解决
类别: 数据库教程 
回滚段管理一直是ORACLE数据库管理的一个难题，本文通过实例介绍ORACLE回滚段的概念，用法和规划及问题的解决。
回滚段概述
回滚段用于存放数据修改之前的值（包括数据修改之前的位置和值）。回滚段的头部包含正在使用的该回滚段事务的信息。一个事务只能使用一个回滚段来存放它的回滚信息，而一个回滚段可以存放多个事务的回滚信息。
回滚段的作用
事务回滚：当事务修改表中数据的时候，该数据修改前的值（即前影像）会存放在回滚段中，当用户回滚事务（ROLLBACK）时，ORACLE将会利用回滚段中的数据前影像来将修改的数据恢复到原来的值。
事务恢复：当事务正在处理的时候，例程失败，回滚段的信息保存在重做日志文件中，ORACLE将在下次打开数据库时利用回滚来恢复未提交的数据。
读一致性：当一个会话正在修改数据时，其他的会话将看不到该会话未提交的修改。而且，当一个语句正在执行时，该语句将看不到从该语句开始执行后的未提交的修改（语句级读一致性）。当ORACLE执行SELECT语句时，ORACLE依照当前的系统改变号（SYSTEM CHANGE NUMBER-SCN）来保证任何前于当前SCN的未提交的改变不被该语句处理。可以想象：当一个长时间的查询正在执行时，若其他会话改变了该查询要查询的某个数据块，ORACLE将利用回滚段的数据前影像来构造一个读一致性视图。
事务级的读一致性
ORACLE一般提供SQL语句级（SQL STATEMENT LEVEL）的读一致性，可以用以下语句来实现事务级的读一致性。
SET TRANSACTION READ ONLY；
或：
SET TANNSACTION SERIALIZABLE；
以上两个语句都将在事务开始后提供读一致性。需要注意的是，使用第二个语句对数据库的并发性和性能将带来影响。
回滚段的种类
系统回滚段：当数据库创建后，将自动创建一个系统回滚段，该回滚段只用于存放系统表空间中对象的前影像。
非系统回滚段：拥有多个表空间的数据库至少应该有一个非系统回滚段，用于存放非系统表空间中对象的数据前影像。非系统回滚段又分为私有回滚段和公有回滚段，私有回滚段应在参数文件的ROLLBACK SEGMENTS参数中列出，以便例程启动时自动使其在线（ONLINE）。公有回滚段一般在OPS（ORACLE并行服务器）中出现，将在例程启动时自动在线。
DEFERED回滚段：该回滚段在表空间离线（OFFLINE）时由系统自动创建，当表空间再次在线（ONLINE）时由系统自动删除，用于存放表空间离线时产生的回滚信息。
回滚段的使用
分配回滚段：当事务开始时，ORACLE将为该事务分配回滚段，并将拥有最少事务的回滚段分配给该事务。事务可以用以下语句申请指定的回滚段：
SET TRANSTRACTION USE ROLLBACK SEGMENT rollback_segment
事务将以顺序，循环的方式使用回滚段的区（EXTENTS），当当前区用满后移到下一个区。几个事务可以写在回滚段的同一个区，但每个回滚段的块只能包含一个事务的信息。
例如（两个事务使用同一个回滚段，该回滚段有四个区）：
1、事务在进行中，它们正在使用回滚段的第三个区；
2、当两个事务产生更多的回滚信息，它们将继续使用第三个区；
3、当第三个区满后，事务将写到第四个区，当事务开始写到一个新的区时，称为翻转（WRAP）；
4、当第四个区用满时，如果第一个区是空闲或非活动（使用该区的所有事务完成而没有活动的事务）的，事务将接着使用第一个区。
回滚段的扩张（EXTEND）
当当前回滚段区的所有块用完而事务还需要更多的回滚空间时，回滚段的指针将移到下一个区。当最后一个区用完，指针将移到第一个区的前面。回滚段指针移到下一个区的前提是下一个区没有活动的事务，同时指针不能跨区。当下一个区正在使用时，事务将为回滚段分配一个新的区，这种分配称为回滚段的扩展。回滚段将一直扩展到该回滚段区的个数到达回滚段的参数MAXEXTENTS的值时为止。
回滚段的回收和OPTIMAL参数
OPTIMAL参数指明回滚段空闲时收缩到的位置，指明回滚段的OPTIMAL参数可以减少回滚段空间的浪费。
创建回滚段
语法：
CREATE [PUBLIC] ROLLBACK SEGMENT rollback_segment
[TABLESPACE tablespace]
[STORAGE ([INITIAL integer[K|M]] [NEXT integer[K|M]]
[MINEXTENTS integer]
[MAXTENTS {integer|UNLIMITED}]
[OPTIMAL {integer[K|M]|NULL}]) ]
注：
回滚段可以在创建时指明PRIVATE或PUBLIC，一旦创建将不能修改。
MINEXTENTS 必须大于等于2
PCTINCREASE必须是0
OPTIMAL如果要指定，必须大于等于回滚段的初始大小（由MINEXTENTS指定）
建议：
一般情况下，INITIAL=NEXT
设置OPTIMAL参数来节约空间的使用
不要设置MAXEXTENTS为UNLIMITED
回滚段应创建在一个特定的回滚段表空间内
例：
CREATE ROLLBACK SEGMENT rbs01
TABLESPACE rbs
STORAGE ( INITIAL 100K NEXT 100K MINEXTENTS 10
MAXEXTENTS 500 OPTIMAL 1000K);
使回滚段在线
当回滚段创建后，回滚段是离线的，不能被数据库使用，为了使回滚段被事务利用，必须将回滚段在线。可以用以下命令使回滚段在线：
ALTER ROLLBACK SEGMENT rollback_segment ONLINE;
例：
ALTER ROLLBACK SEGMENT rbs01 ONLINE；
为了使回滚段在数据库启动时自动在线，可以在数据库的参数文件中列出回滚段的名字。例如在参数文件中加入以下一行：
ROLLBACK_SEGMENT=(rbs01,rbs02)
修改回滚段的存储参数
可以使用ALTER ROLLBACK SEGMENT命令修改回滚段的存储参数（包括OPTIMAL，MAXEXTENTS）。
语法：
ALTER ROLLBACK SEGMENT rollback_segment
[STORAGE ([NEXT integer[K|M]]
[MINEXTENTS integer]
[MAXEXTENTS {integer|UNLIMITED}]
[OPTIMAL {integer[K|M]|NULL}]) ]
例：
ALTER ROLLBACK SEGMENT rbs01 STORAGE (MAXEXTENTS 1000);
回收回滚段的空间
如果指定了回滚段的OPTIMAL参数，ORACLE将自动回收回滚段到OPTIMAL指定的位置。用户也可以手动回收回滚段的空间。
语法：
ALTER ROLLBACK SEGMENT rollback_segment SHRINK [TO integer [K|M]];
说明：
如果不指明TO integer的数值，ORACLE将试图回收到OPTIMAL的位置。
例：
ALTER ROLLBACK SEGMENT rbs01 SHRINK TO 2M;
使回滚段离线
为了达到以下两个目的将要回滚段离线：
1.阻止新的事务使用该回滚段；
2.该回滚段必须删除。
语法：
ALTER ROLLBACK SEGMENT rollback_segment OFFLINE;
例：
ALTER ROLLBACK SEGMENT rbs01 OFFLINE;
说明：
如果有事务正在使用该回滚段，运行该命令后，回滚段的状态将是PENDING OFFLINE。事务结束后，状态将改为OFFLINE，可以通过V$ROLLSTAT查询回滚段的状态。
删除回滚段
当回滚段不再需要或要重建以改变INITIAL，NEXT或MINEXTENTS参数时，可以将其删除。要删除回滚段，不许使该回滚段离线。
语法：
DROP ROLLBACK SEGMENT rollback_segment;
例：
DROP ROLLBACK SEGMENT rbs01;
查询回滚段的信息
所用数据字典：DBA_ROLLBACK_SEGS
可以查询的信息：回滚段的标识(SEGMENT_ID)、名称(SEGMENT_NAME)、所在表空间(TABLESPACE_NAME)、类型(OWNER)、状态(STATUS)。
例：
SQL>SELECT segment_name,tablespace_name,owner,status FROM dba_rollback_segs;
回滚段的统计信息
数据字典：V$ROLLNAME,V$ROLLSTAT
例：
SQL>SELECT n.name,s.extents,s.rssize,s.optsize,s.hwmsize,s.xacts,s.status
FROM v$rollname n,v$rollstat s
WHERE n.usn=s.usn;
回滚段的当前活动事务
数据字典：V$SESSION,V$TRANSACTION
例：
SQL>SELECT s.username,t.xidusn,t.ubafil,t.ubablk,t.used_ublk
FROM v$session s,v$transaction t
WHERE s.saddr=t.ses_addr;
USERNAME XIDUSN UBAFIL UBABLK USED_UBLK
------- -------- ----------- ----------- -----------
SYSTEM 2 2 7 1
SCOTT 1 2 163 1
2 rows selected.
回滚段的数量规划
对于OLTP系统，存在大量的小事务处理，一般建议：
数量多的小回滚段；每四个事务一个回滚段；每个回滚段不要超过十个事务。
对于批处理，一般建议：
少的大回滚段；每个事务一个回滚段。
回滚段的问题及解决方法
问题一：事务要求的回滚段空间不够，表现为表空间用满（ORA-01560错误），回滚段扩展到达参数MAXEXTENTS的值（ORA-01628）。
解决方法：向回滚段表空间添加文件或使已有的文件变大；增加MAXEXTENTS的值。
问题二：读一致性错误（ORA-01555 SNAPSHOT TOO OLD）
解决方法：增加MINEXTENTS的值，增加区的大小，设置一个高的OPTIMAL值。
回滚段概述
回滚段用于存放数据修改之前的值（包括数据修改之前的位置和值）。回滚段的头部包含正在使用的该回滚段事务的信息。一个事务只能使用一个回滚段来存放它的回滚信息，而一个回滚段可以存放多个事务的回滚信息。
回滚段的作用
事务回滚：当事务修改表中数据的时候，该数据修改前的值（即前影像）会存放在回滚段中，当用户回滚事务（ROLLBACK）时，ORACLE将会利用回滚段中的数据前影像来将修改的数据恢复到原来的值。
事务恢复：当事务正在处理的时候，例程失败，回滚段的信息保存在重做日志文件中，ORACLE将在下次打开数据库时利用回滚来恢复未提交的数据。
读一致性：当一个会话正在修改数据时，其他的会话将看不到该会话未提交的修改。而且，当一个语句正在执行时，该语句将看不到从该语句开始执行后的未提交的修改（语句级读一致性）。当ORACLE执行SELECT语句时，ORACLE依照当前的系统改变号（SYSTEM CHANGE NUMBER-SCN）来保证任何前于当前SCN的未提交的改变不被该语句处理。可以想象：当一个长时间的查询正在执行时，若其他会话改变了该查询要查询的某个数据块，ORACLE将利用回滚段的数据前影像来构造一个读一致性视图。
事务级的读一致性
ORACLE一般提供SQL语句级（SQL STATEMENT LEVEL）的读一致性，可以用以下语句来实现事务级的读一致性。
SET TRANSACTION READ ONLY；
或：
SET TANNSACTION SERIALIZABLE；
以上两个语句都将在事务开始后提供读一致性。需要注意的是，使用第二个语句对数据库的并发性和性能将带来影响。
回滚段的种类
系统回滚段：当数据库创建后，将自动创建一个系统回滚段，该回滚段只用于存放系统表空间中对象的前影像。
非系统回滚段：拥有多个表空间的数据库至少应该有一个非系统回滚段，用于存放非系统表空间中对象的数据前影像。非系统回滚段又分为私有回滚段和公有回滚段，私有回滚段应在参数文件的ROLLBACK SEGMENTS参数中列出，以便例程启动时自动使其在线（ONLINE）。公有回滚段一般在OPS（ORACLE并行服务器）中出现，将在例程启动时自动在线。
DEFERED回滚段：该回滚段在表空间离线（OFFLINE）时由系统自动创建，当表空间再次在线（ONLINE）时由系统自动删除，用于存放表空间离线时产生的回滚信息。
回滚段的使用
分配回滚段：当事务开始时，ORACLE将为该事务分配回滚段，并将拥有最少事务的回滚段分配给该事务。事务可以用以下语句申请指定的回滚段：
SET TRANSTRACTION USE ROLLBACK SEGMENT rollback_segment
事务将以顺序，循环的方式使用回滚段的区（EXTENTS），当当前区用满后移到下一个区。几个事务可以写在回滚段的同一个区，但每个回滚段的块只能包含一个事务的信息。
例如（两个事务使用同一个回滚段，该回滚段有四个区）：
1、事务在进行中，它们正在使用回滚段的第三个区；
2、当两个事务产生更多的回滚信息，它们将继续使用第三个区；
3、当第三个区满后，事务将写到第四个区，当事务开始写到一个新的区时，称为翻转（WRAP）；
4、当第四个区用满时，如果第一个区是空闲或非活动（使用该区的所有事务完成而没有活动的事务）的，事务将接着使用第一个区。
回滚段的扩张（EXTEND）
当当前回滚段区的所有块用完而事务还需要更多的回滚空间时，回滚段的指针将移到下一个区。当最后一个区用完，指针将移到第一个区的前面。回滚段指针移到下一个区的前提是下一个区没有活动的事务，同时指针不能跨区。当下一个区正在使用时，事务将为回滚段分配一个新的区，这种分配称为回滚段的扩展。回滚段将一直扩展到该回滚段区的个数到达回滚段的参数MAXEXTENTS的值时为止。
回滚段的回收和OPTIMAL参数
OPTIMAL参数指明回滚段空闲时收缩到的位置，指明回滚段的OPTIMAL参数可以减少回滚段空间的浪费。
创建回滚段
语法：
CREATE [PUBLIC] ROLLBACK SEGMENT rollback_segment
[TABLESPACE tablespace]
[STORAGE ([INITIAL integer[K|M]] [NEXT integer[K|M]]
[MINEXTENTS integer]
[MAXTENTS {integer|UNLIMITED}]
[OPTIMAL {integer[K|M]|NULL}]) ]
注：
回滚段可以在创建时指明PRIVATE或PUBLIC，一旦创建将不能修改。
MINEXTENTS 必须大于等于2
PCTINCREASE必须是0
OPTIMAL如果要指定，必须大于等于回滚段的初始大小（由MINEXTENTS指定）
建议：
一般情况下，INITIAL=NEXT
设置OPTIMAL参数来节约空间的使用
不要设置MAXEXTENTS为UNLIMITED
回滚段应创建在一个特定的回滚段表空间内
例：
CREATE ROLLBACK SEGMENT rbs01
TABLESPACE rbs
STORAGE ( INITIAL 100K NEXT 100K MINEXTENTS 10
MAXEXTENTS 500 OPTIMAL 1000K);
使回滚段在线
当回滚段创建后，回滚段是离线的，不能被数据库使用，为了使回滚段被事务利用，必须将回滚段在线。可以用以下命令使回滚段在线：
ALTER ROLLBACK SEGMENT rollback_segment ONLINE;
例：
ALTER ROLLBACK SEGMENT rbs01 ONLINE；
为了使回滚段在数据库启动时自动在线，可以在数据库的参数文件中列出回滚段的名字。例如在参数文件中加入以下一行：
ROLLBACK_SEGMENT=(rbs01,rbs02)
修改回滚段的存储参数
可以使用ALTER ROLLBACK SEGMENT命令修改回滚段的存储参数（包括OPTIMAL，MAXEXTENTS）。
语法：
ALTER ROLLBACK SEGMENT rollback_segment
[STORAGE ([NEXT integer[K|M]]
[MINEXTENTS integer]
[MAXEXTENTS {integer|UNLIMITED}]
[OPTIMAL {integer[K|M]|NULL}]) ]
例：
ALTER ROLLBACK SEGMENT rbs01 STORAGE (MAXEXTENTS 1000);
回收回滚段的空间
如果指定了回滚段的OPTIMAL参数，ORACLE将自动回收回滚段到OPTIMAL指定的位置。用户也可以手动回收回滚段的空间。
语法：
ALTER ROLLBACK SEGMENT rollback_segment SHRINK [TO integer [K|M]];
说明：
如果不指明TO integer的数值，ORACLE将试图回收到OPTIMAL的位置。
例：
ALTER ROLLBACK SEGMENT rbs01 SHRINK TO 2M;
使回滚段离线
为了达到以下两个目的将要回滚段离线：
1.阻止新的事务使用该回滚段；
2.该回滚段必须删除。
语法：
ALTER ROLLBACK SEGMENT rollback_segment OFFLINE;
例：
ALTER ROLLBACK SEGMENT rbs01 OFFLINE;
说明：
如果有事务正在使用该回滚段，运行该命令后，回滚段的状态将是PENDING OFFLINE。事务结束后，状态将改为OFFLINE，可以通过V$ROLLSTAT查询回滚段的状态。
删除回滚段
当回滚段不再需要或要重建以改变INITIAL，NEXT或MINEXTENTS参数时，可以将其删除。要删除回滚段，不许使该回滚段离线。
语法：
DROP ROLLBACK SEGMENT rollback_segment;
例：
DROP ROLLBACK SEGMENT rbs01;
查询回滚段的信息
所用数据字典：DBA_ROLLBACK_SEGS
可以查询的信息：回滚段的标识(SEGMENT_ID)、名称(SEGMENT_NAME)、所在表空间(TABLESPACE_NAME)、类型(OWNER)、状态(STATUS)。
例：
SQL>SELECT segment_name,tablespace_name,owner,status FROM dba_rollback_segs;
回滚段的统计信息
数据字典：V$ROLLNAME,V$ROLLSTAT
例：
SQL>SELECT n.name,s.extents,s.rssize,s.optsize,s.hwmsize,s.xacts,s.status
FROM v$rollname n,v$rollstat s
WHERE n.usn=s.usn;
回滚段的当前活动事务
数据字典：V$SESSION,V$TRANSACTION
例：
SQL>SELECT s.username,t.xidusn,t.ubafil,t.ubablk,t.used_ublk
FROM v$session s,v$transaction t
WHERE s.saddr=t.ses_addr;
USERNAME XIDUSN UBAFIL UBABLK USED_UBLK
------- -------- ----------- ----------- -----------
SYSTEM 2 2 7 1
SCOTT 1 2 163 1
2 rows selected.
回滚段的数量规划
对于OLTP系统，存在大量的小事务处理，一般建议：
数量多的小回滚段；每四个事务一个回滚段；每个回滚段不要超过十个事务。
对于批处理，一般建议：
少的大回滚段；每个事务一个回滚段。
回滚段的问题及解决方法
问题一：事务要求的回滚段空间不够，表现为表空间用满（ORA-01560错误），回滚段扩展到达参数MAXEXTENTS的值（ORA-01628）。
解决方法：向回滚段表空间添加文件或使已有的文件变大；增加MAXEXTENTS的值。
问题二：读一致性错误（ORA-01555 SNAPSHOT TOO OLD）
解决方法：增加MINEXTENTS的值，增加区的大小，设置一个高的OPTIMAL值。
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