oracle update 原理

Oracle 11g 中的 UPDATE 操作是数据库修改数据的关键机制，其核心原理涉及事务管理、多版本并发控制（MVCC）、Undo/Redo 日志、锁机制等

1. 执行前的准备

• SQL 解析与执行计划：
  Oracle 解析 UPDATE 语句，生成执行计划，确定目标数据的位置（通过索引或全表扫描）。

• 缓冲区缓存（Buffer Cache）检查：
  Oracle 首先在内存的缓冲区缓存中查找目标数据块。

  • 若数据块已在缓存中，直接修改内存中的副本。

  • 若不在缓存中，从磁盘读取数据块到缓冲区缓存。

2. 事务启动与锁机制

• 行级锁（Row-Level Lock）：
  Oracle 对目标行加排他锁（Exclusive Lock），阻止其他事务修改同一行，但允许其他事务通过 SELECT 读取（读一致性由 MVCC 保证）。

• 事务槽分配：
  在回滚段（Undo 段）中分配事务槽，记录事务 ID（XID）和系统变更号（SCN）。

 

3. 生成 Undo 数据

• 旧版本数据保存：
  在修改数据前，Oracle 将原始数据（即修改前的值）写入 Undo 表空间，用于支持事务回滚和读一致性。

  • 例如，若执行 UPDATE employees SET salary=10000 WHERE id=1，原 salary=8000 会被写入 Undo 段。

• Undo 的作用：

  • 事务回滚时恢复原始数据。

  • 其他事务查询时，若数据已被修改但未提交，通过 Undo 数据提供一致性视图

4. 修改数据块

• 更新缓冲区缓存中的数据块：
  在内存中修改目标行的数据，标记数据块为“脏块”（Dirty Block）。

• 行迁移（Row Migration）处理：
  如果更新后的行长度超出原数据块的空闲空间，Oracle 可能将整行迁移到新数据块，并在原位置保留指向新块的指针（称为行链接或行迁移）

 

5. 生成 Redo 日志

• 记录变更操作：
  所有修改操作（包括数据块和 Undo 段的变更）会生成 Redo 日志条目，写入日志缓冲区（Log Buffer）。

  • Redo 日志确保事务的持久性（Durability），即使系统崩溃也能恢复。

• 日志写入策略：

  • 提交事务时，日志缓冲区中的 Redo 条目由 LGWR 进程写入磁盘的 Redo 日志文件。

  • 未提交的事务也可能部分写入 Redo 日志（由 LGWR 定期刷新）。

6. 提交事务

• 事务提交（COMMIT）：

  • 释放行级锁，但 Undo 数据仍保留（直到不再被读一致性查询需要）。

  • LGWR 将剩余 Redo 日志写入磁盘，确保事务持久化。

  • 更新数据块的 SCN（System Change Number），标记为已提交。

• 快速提交优化：
  Oracle 使用延迟块清除（Delayed Block Cleanout）机制，将部分清理工作推迟到后续访问数据块时执行，减少提交时的开销。

 

7. 数据持久化到磁盘

• 脏块写入数据文件：
  由 DBWn（Database Writer）后台进程将缓冲区缓存中的脏块异步写入磁盘数据文件。

  • 写入时机：检查点触发、缓冲区缓存不足、或定期刷新。

8. 多版本并发控制（MVCC）

• 读一致性（Read Consistency）：
  其他事务查询时，若目标数据正在被修改（未提交），Oracle 通过 Undo 数据构造该事务开始时的数据版本（基于查询的 SCN）。

• 避免脏读：
  未提交的修改对其他事务不可见，确保隔离性。

 关键组件协同

组件	作用
Undo 表空间	存储旧数据，支持回滚和读一致性。
Redo 日志	记录所有变更操作，用于崩溃恢复。
Buffer Cache	内存缓存数据块，减少物理 I/O。
DBWn	将脏块写入磁盘数据文件。
LGWR	将 Redo 日志写入磁盘日志文件。