UNDO段头块格式深度解析

下面我对UNDO段头块的格式做一个全面深入的解析。有助于我们了解事务的本质。
好，为了方便测试，我来创建一个很小的UNDO表空间，如下操作:

gyj@OCM create undo tablespace undotbs4 datafile '/u01/app/oracle/oradata/ocm/undotbs04.dbf' size 192k;
Tablespace created.
gyj@OCM alter system set undo_tablespace=undotbs4;
System altered.

查找UNDO回滚段，有一个17号UNDO回滚段，我们就拿这个回滚段做测试。

gyj@OCM select * from v$rollname;
 USN NAME
---------- ------------------------------
 0 SYSTEM
 17 _SYSSMU17_3012809736$

发生一个事务：

gyj@OCM update gyj_test set name='guoyJoe' where id=1;
1 row updated.

转储UNDO段头块：

gyj@OCM alter system dump undo header "_SYSSMU17_3012809736[ DISCUZ_CODE_3 ]quot;;
System altered.

找到DUMP的UNDO段头块的跟踪日志：

gyj@OCM select * from v$diag_info where name='Default Trace File';
 INST_ID NAME VALUE
---------- ------------------- ---------------------------------------------------------
 1 Default Trace File /u01/app/oracle/diag/rdbms/ocm/ocm/trace/ocm_ora_6151.trc

分析UDNO段头块的日志[root@mydb ~]# more/u01/app/oracle/diag/rdbms/ocm/ocm/trace/ocm_ora_6151.trc

********************************************************************************
Undo Segment: _SYSSMU17_3012809736$ (17)
********************************************************************************
 Extent Control Header
 -----------------------------------------------------------------
 Extent Header:: spare1: 0 spare2: 0 #extents: 2 #blocks: 15 
 last map 0x00000000 #maps: 0 offset: 4080 
 Highwater:: 0x0280000a ext#: 0 blk#: 1 ext size: 7 
 #blocks in seg. hdr's freelists: 0 
 #blocks below: 0 
 mapblk 0x00000000 offset: 0 
 Unlocked
 Map Header:: next 0x00000000 #extents: 2 obj#: 0 flag: 0x40000000

extents: 2 表示17号UNDO段有两个区 #blocks: 15 表示17号UNDO回滚段两个区中有15个UNDO BLOCK可用。（为什么不是16个UNDO BLOCK块呢，去掉一个UNDO段头块）

ext#: 0 表示这个事务发生在第1个区（从0开始）
blk#: 1 表示这个事务发生在第1个区的第1个块上。
ext size: 7 表示1个区上有7个UNDO BLOCK可用
通过v$rollname视图查出是17号UNDO回滚段
gyj@OCM select * from v$rollname;

USN NAME

---------- ------------------------------

0 SYSTEM 17 _SYSSMU17_3012809736$

通过dba_extents视图查出一共有两个区，共16个块
gyj@OCM select extent_id,file_id,block_id,blocks,bytes fromdba_extents where segment_name='_SYSSMU17_3012809736$';
EXTENT_ID FILE_ID BLOCK_ID BLOCKS BYTES

 0 10 8 8 65536 1 10 16 8 65536

通过dba_segments视图查出UNDO段头块，即10号文件的8号块是UNDO段头块（所以#blocks:15）
gyj@OCM select header_file,header_block from dba_segments wheresegment_name='_SYSSMU17_3012809736$';
HEADER_FILE HEADER_BLOCK
----------- ------------

 10 8

Extent Map
 -----------------------------------------------------------------
 0x02800009 length: 7 
 0x02800010 length: 8

17号UNDO回滚段的区地图一共有两个区： 第一个区对应的是10号文件1号块、2号块、3号块、4号块、5号块、6号块、7号块，共7个UNDO BLOCK
第一个区对应的是10号文件9号块、10号块、11号块、12号块、13号块、14号块、15号块，16号块，共8个UNDO BLOCK

Retention Table
 -----------------------------------------------------------
Extent Number:0 Commit Time: 1389838948
Extent Number:1 Commit Time: 1389838948

区的提交时间戳，是从1970年1月1号零晨开始的（以秒为单位记录）

TRN CTL:: seq: 0x000d chd: 0x000a ctl: 0x000b inc: 0x00000000 nfb: 0x0000
 mgc: 0xb000 xts: 0x0068 flg: 0x0001 opt: 2147483646 (0x7ffffffe)
 uba: 0x0280000a.000d.2e scn: 0x0000.0028a2af

事务控制：
seq: 0x000d 表示此事务修改前的值所在的UNDOBLOCK块被覆盖了13次，与下面的uba: 0x0280000a.000d.2e中的000d对应。
chd:0x000a 表示发生一个新的事务，此时会在下面的TRNTBL::（事务表）的index=0x000a槽中放入新事务信息，即事务表的链头或叫入口。
ctl: 0x000b 表示事务表的链尾（实际上大家可以去TRN TBL::看index=0x000b,它对应的SCN=0x0000.0028a4d5是本事务表中最大的SCN，即此事务槽最后才会被覆盖）
nfb: 0x0000 表示UNDO块在空闲池的空闲块数，0x0000表示池中没有空闲UNDO块了,即FREE BLOCKPOOL::没空闲的块了。
flg: 0x0001 表示该块的用途，1=KTUUNDO HEADER(2=KTU UNDO BLOCK等等)
uba: 0x0280000a.000d.2e 表示新事务的第一条UNDO记录（由三部分组成undo块的地址、UNDO块被重用的次数、在UNDO块的第几条记录）

 undo块的地址： 0x0280000a 即10号文件的10号块 
 UNDO块被重用的次数： 000d 即UNDO块被覆盖了13次 
 在UNDO块的第几条记录 2e 即在UNDO块的第46条 scn: 0x0000.0028a2af 表示17号UNDO段头块中最小的提交的SCN。实际上这个SCN就是事务表中最小的SCN所对应的事务槽上的SCN

注：下面的事务控制，是我在发生事务前（即做update gyj_test set name='GGGGG' where id=1;前所DUMP的事务控制）
TRN CTL:: seq: 0x000d chd: 0x0017 ctl: 0x000b inc: 0x00000000 nfb:0x0001

 mgc: 0xb000 xts: 0x0068 flg: 0x0001 opt: 2147483646 (0x7ffffffe)
uba: 0x0280000a.000d.2b scn: 0x0000.0028a26a
OK，我们从chd: 0x0017，找到事务表中的INDEX=0x0017 TRN TBL::

index state cflags wrap# uel scn dba parent-xid nub stmt_num cmt

0x17 9 0x00 0x001c 0x000a 0x0000.0028a2af 0x0280000a 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 1389839441
有没有发现上面的scn=0x0000.0028a2af,是不是就是我们事务控制中所记录的SCN,明白了吧，实在不明白的来ORACLE DSI群讨论（群号127149411）

FREE BLOCK POOL::
 uba: 0x00000000.000d.2d ext: 0x0 spc: 0x8b8 
 uba: 0x00000000.000d.0d ext: 0x0 spc: 0x19e8 
 uba: 0x00000000.0009.08 ext: 0x0 spc: 0x932 
 uba: 0x00000000.0000.00 ext: 0x0 spc: 0x0 
 uba: 0x00000000.0000.00 ext: 0x0 spc: 0x0 

UNDO块的空闲池，当事务做了提交会把此事务所在的UNDO块加入空闲池中。
uba: 由三部分组成undo块的地址、UNDO块被重用的次数、在UNDO块的第几条记录，当undo块的地址为0说明UNDO块不是空闲的，即0x00000000
ext: UNDO块是在哪个区（extent）
spc: UNDO块中多少空闲空间，单位字节 从上面的UNDO空闲池中看，没有空闲的UNDO块。

TRN TBL::
 index state cflags wrap# uel scn dba parent-xid nub stmt_num cmt
 ------------------------------------------------------------------------------------------------
 0x00 9 0x00 0x001d 0x001f 0x0000.0028a444 0x02800009 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984044
 0x01 9 0x00 0x001d 0x000e 0x0000.0028a454 0x02800009 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984044
 0x02 9 0x00 0x001d 0x0003 0x0000.0028a448 0x02800009 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984044
 0x03 9 0x00 0x001d 0x0005 0x0000.0028a44a 0x02800009 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984044
 0x04 9 0x00 0x001d 0x000b 0x0000.0028a4d3 0x0280000a 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984076
 0x05 9 0x00 0x001d 0x001d 0x0000.0028a44c 0x02800009 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984044
 0x06 9 0x00 0x001d 0x000d 0x0000.0028a493 0x0280000a 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984061
 0x07 9 0x00 0x001d 0x0008 0x0000.0028a452 0x02800009 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984044
 0x08 9 0x00 0x001d 0x0001 0x0000.0028a453 0x02800009 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984044
 0x09 9 0x00 0x001d 0x0016 0x0000.0028a457 0x02800009 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984044
 0x0a 9 0x00 0x001c 0x0020 0x0000.0028a2e3 0x0280000a 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138983956
 0x0b 9 0x00 0x001d 0xffff 0x0000.0028a4d5 0x0280000a 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984076
 0x0c 9 0x00 0x001d 0x0006 0x0000.0028a459 0x0280000a 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984044
 0x0d 9 0x00 0x001d 0x0012 0x0000.0028a495 0x0280000a 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984061
 0x0e 9 0x00 0x001c 0x0009 0x0000.0028a455 0x02800009 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984044
 0x0f 9 0x00 0x001d 0x0011 0x0000.0028a498 0x0280000a 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984061
 0x10 9 0x00 0x001d 0x0014 0x0000.0028a4c3 0x0280000a 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984073
 0x11 9 0x00 0x001d 0x0010 0x0000.0028a499 0x0280000a 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984061
 0x12 9 0x00 0x001d 0x000f 0x0000.0028a497 0x0280000a 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984061
 0x13 9 0x00 0x001d 0x0004 0x0000.0028a4d1 0x0280000a 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984076
 0x14 9 0x00 0x001d 0x0013 0x0000.0028a4c8 0x0280000a 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984074
 0x15 9 0x00 0x001c 0x0019 0x0000.0028a2f9 0x0280000a 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138983956
 0x16 9 0x00 0x001a 0x000c 0x0000.0028a458 0x02800009 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984044
 0x17 10 0x80 0x001d 0x0000 0x0000.0028a4f7 0x0280000a 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 0
 0x18 9 0x00 0x001c 0x0021 0x0000.0028a3de 0x02800009 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984016
 0x19 9 0x00 0x001c 0x001c 0x0000.0028a31e 0x02800009 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138983966
 0x1a 9 0x00 0x001c 0x001e 0x0000.0028a35f 0x0280000a 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138983984
 0x1b 9 0x00 0x001c 0x0007 0x0000.0028a450 0x02800009 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984044
 0x1c 9 0x00 0x001c 0x001a 0x0000.0028a35e 0x02800009 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138983984
 0x1d 9 0x00 0x001b 0x001b 0x0000.0028a44e 0x02800009 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984044
 0x1e 9 0x00 0x001c 0x0018 0x0000.0028a3dc 0x02800009 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984016
 0x1f 9 0x00 0x001c 0x0002 0x0000.0028a446 0x02800009 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984044
 0x20 9 0x00 0x001b 0x0015 0x0000.0028a2ee 0x0280000a 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138983956
 0x21 9 0x00 0x001c 0x0000 0x0000.0028a3e0 0x02800009 0x0000.000.00000000 0x00000001 0x00000000 138984016

TRN TBL::（事务表）是UNDO段头块最重要的。我们一一来解释每个字段的意思：
index 表示事务表中槽号，只是一个序列而已，从0x00开始到0x21结束,11g的版本有34个槽。
state 表示事务状态：9代表事务不活动，10代表事务正在活动，从这里我们看出16进制第0x17号槽上的事务正在活动。
大家有没有发现，我们在发生事务前，Oracle会找事务控制列表中的chd=0x0017,说白了就是重从index=0x17的槽，存放当前最新的事务：
注：下面的事务控制，是我在发生事务前（即做update gyj_test set name='GGGGG' where id=1;前所DUMP的事务控制）
TRN CTL:: seq: 0x000d chd: 0x0017 ctl: 0x000b inc: 0x00000000 nfb:0x0001

 mgc: 0xb000 xts: 0x0068 flg: 0x0001 opt: 2147483646 (0x7ffffffe)
 uba: 0x0280000a.000d.2b scn: 0x0000.0028a26acflags

表示正在使用穿上事务槽的事务的状态：0x00表示非活动事务、0x80表示活动事务、0x10表示死事务、0x90表示被回滚的死事务 平时我们看到的最多就是0x00表示非活动事务、0x80表示活动事务，后面的很少发生。
wrap# 表示事务表上的事务槽被重用的次数，它是XID的一部分。0x001d表示此时事务槽被重用了29次。
uel 表示当前活动事务所在事务槽的下一个事务槽的指针（即如果又发生一个新的事务，此时就会用到UEL指向的事务槽上的index）。

scn 表示务事启动、提交、回滚的SCN.
dba 表示uba:第一部分的undo块地址，这个DBA是(rollback)回滚的起始点，也就是说是记录事务修改的最后一条记录所在UNDO块的地址。
nub 表示当前事务所用到的UNDO块的个数。
cmt 表示最接近当前的提交时间戳，是从1970年1月1号零晨开始的（以秒为单位记录）。0表示事务正在活动。

先说到这儿，后继会对UNDO块格式，REDO块格式继续进行分析。最后通过一个事务的例子，把REDO块、UNDO段头块、UNDO块、DATA块串起来一起分析。

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