DBA入门之认识Oracle SCN（System Change Number）

1. SCN的定义

SCN（System Change Number），也就是通常所说的系统改变号，是数据库中非常重要的一个数据结构。

SCN用以标识数据库在某个确切时刻提交的版本。在事务提交时，它被赋予一个唯一的标识事务的SCN。SCN同时被作为Oracle数据库的内部时钟机制，可被看做逻辑时钟，每个数据库都有一个全局的SCN生成器。

作为数据库内部的逻辑时钟，数据库事务依SCN而排序，Oracle也依据SCN来实现一致性读（Read Consistency）等重要数据库功能。另外对于分布式事务（Distributed Transactions），SCN也极为重要，这里不做更多介绍。

SCN在数据库中是唯一的，并随时间而增加，但是可能并不连贯。除非重建数据库，SCN的值永远不会被重置为0.

一直以来，对于SCN有很多争议，很多人认为SCN是指System Commit Number，而通常SCN在提交时才变化，所以很多时候，这两个名词经常在文档中反复出现。即使在Oracle的官方文档中，SCN也常以System Change/Commit Number两种形式出现。

到底是哪个词其实不是很重要，重要的是需要知道SCN是Oracle内部的时钟机制，Oracle通过SCN来维护数据库的一致性，并通过SCN实施Oracle至关重要的恢复机制。

SCN在数据库中是无处不在，常见的事务表、控制文件、数据文件头、日志文件、数据块头等都记录有SCN值。

冠以不同前缀，SCN也有了不同的名称，如检查点SCN（Checkpint SCN）、Resetlogs SCN等。

 

2.SCN的获取方式

可以通过如下几种方式获得数据库的当前或近似SCN。

（1） 从Oracle 9i开始。

可以使用dbms_flashback.get_system_change_number来获得：

SQL> select dbms_flashback.get_system_change_number from dual;

GET_SYSTEM_CHANGE_NUMBER

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

888266

（2） Oracle 9i前。

可以通过查询x$ktuxe获得系统最接近当前值的SCN:

X$ktuxe的含义是[k]ernel [T]ransaction [U]ndo Transa[x]tion [E]ntry(table)

SQL>select max(ktuxecnw*power(2,32)+ktuxescnb) from x$ktuxe;

MAX(KTUXESCNW*POWER(2,32)+KTUXESCNB)

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

28848232

 

3.SCN的进一步说明

系统当前SCN并不是在任何的数据库操作时都会改变，SCN通常在事务提交或回滚时改变。在控制文件、数据文件头、数据库、日志文件头、日志文件change vector中都有SCN，但其作用各不相同。

（1） 数据文件头中包含了该数据文件的Checkpoint SCN，表示该数据文件最近一次执行检查点操作时的SCN。

从控制文件的dump文件中，可以得到一下内容：

DATA FILE #1:

(name #7) /opt/ora10g/oradata/ORCL/system01.dbf

creation size=0 block size=8192 status=0xe head=7 tail=7 dup=1

tablespace 0, index=1 krfil=1 prev_file=0

unrecoverable scn: 0x0000.00000000 01/01/1988 00:00:00

Checkpoint cnt:106 scn: 0x0000.000d845f 11/14/2011 15:24:50

Stop scn: 0xffff.ffffffff 11/14/2011 14:31:00

Creation Checkpointed at scn: 0x0000.00000009 06/30/2005 19:10:11

……

对于每一个数据文件都包含一个这样的条目，记录该文件的检查点SCN的值以及检查点发生的时间，这里的Checkpint SCN、Stop SCN以及Checkpoint CNT都是非常重要的数据结构，我们将会在下面检查点部分详细介绍。

同样可以通过命令转储数据文件头，观察其具体信息及检查点记录等，从跟踪文件中摘取system表空间的记录作为参考：

***************************************************************************

DATA FILE RECORDS

***************************************************************************

(size = 428, compat size = 428, section max = 100, section in-use = 4,

last-recid= 53, old-recno = 0, last-recno = 0)

(extent = 1, blkno = 11, numrecs = 100)

DATA FILE #1:

(name #7) /opt/ora10g/oradata/ORCL/system01.dbf

creation size=0 block size=8192 status=0xe head=7 tail=7 dup=1

tablespace 0, index=1 krfil=1 prev_file=0

unrecoverable scn: 0x0000.00000000 01/01/1988 00:00:00

Checkpoint cnt:106 scn: 0x0000.000d845f 11/14/2011 15:24:50

Stop scn: 0xffff.ffffffff 11/14/2011 14:31:00

Creation Checkpointed at scn: 0x0000.00000009 06/30/2005 19:10:11

thread:0 rba:(0x0.0.0)

enabled threads: 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000

00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000

Offline scn: 0x0000.0006ce7a prev_range: 0

Online Checkpointed at scn: 0x0000.0006ce7b 11/10/2011 22:40:23

thread:1 rba:(0x1.2.0)

enabled threads: 01000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000

Hot Backup end marker scn: 0x0000.00000000

aux_file is NOT DEFINED

（2） 日志文件头包含了Low SCN 和Next SCN。

Low SCN和 Next SCN这两个SCN表示该日志文件包含介于Low SCN到Next SCN的重做信息，对于Current的日志文件（当前正在被使用的Redo Logfile）,其最终SCN不可知，所以Next SCN被置为无穷大，也就是ffffffff。

来看一下日志文件的情况：

SQL> select * from v$log;

GROUP# THREAD# SEQUENCE# BYTES MEMBERS ARC STATUS FIRST_CHANGE# FIRST_TIM

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

1 1 35 52428800 1 NO CURRENT 881890 14-NOV-11

2 1 33 52428800 1 YES INACTIVE 836815 12-NOV-11

3 1 34 52428800 1 YES INACTIVE 858362 12-NOV-11

SQL> select dbms_flashback.get_system_change_number from dual;

GET_SYSTEM_CHANGE_NUMBER

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

889346

SQL> alter system switch logfile;

System altered.

SQL> select * from v$log;

GROUP# THREAD# SEQUENCE# BYTES MEMBERS ARC STATUS FIRST_CHANGE# FIRST_TIM

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

1 1 35 52428800 1 YES ACTIVE 881890 14-NOV-11

2 1 36 52428800 1 NO CURRENT 889353 14-NOV-11

3 1 34 52428800 1 YES INACTIVE 858362 12-NOV-11

可以看到，SCN 889346显然位于Log Group#为1的日志文件中，该日志文件包含了SCN自881890 至889353 的Redo信息。Oracle在进行恢复时，就需要根据低SCN和高SCN来确定需要的恢复信息位于哪一个日志或归档文件中。

如果通过控制文件转储，可以在控制文件中找到关于日志文件的信息：

SQL> alter session set events 'immediate trace name redohdr level 10';

Session altered.

 

LOG FILE #1:

(name #3) /opt/ora10g/oradata/ORCL/redo01.log

Thread 1 redo log links: forward: 2 backward: 0

siz: 0x19000 seq: 0x00000026 hws: 0x1 bsz: 512 nab: 0xffffffff flg: 0x8 dup: 1

Archive links: fwrd: 0 back: 0 Prev scn: 0x0000.000de15c

Low scn: 0x0000.000def9a 11/16/2011 16:06:06

Next scn: 0xffff.ffffffff 01/01/1988 00:00:00

LOG FILE #2:

(name #2) /opt/ora10g/oradata/ORCL/redo02.log

Thread 1 redo log links: forward: 3 backward: 1

siz: 0x19000 seq: 0x00000024 hws: 0x4 bsz: 512 nab: 0x5c6 flg: 0x1 dup: 1

Archive links: fwrd: 0 back: 0 Prev scn: 0x0000.000d74e2

Low scn: 0x0000.000d9209 11/14/2011 16:57:08

Next scn: 0x0000.000de15c 11/16/2011 15:01:07

LOG FILE #3:

(name #1) /opt/ora10g/oradata/ORCL/redo03.log

Thread 1 redo log links: forward: 0 backward: 2

siz: 0x19000 seq: 0x00000025 hws: 0x3 bsz: 512 nab: 0x37e3 flg: 0x1 dup: 1

Archive links: fwrd: 0 back: 0 Prev scn: 0x0000.000d9209

Low scn: 0x0000.000de15c 11/16/2011 15:01:07

Next scn: 0x0000.000def9a 11/16/2011 16:06:06

可以注意到，Log File 1是当前的日志文件，该文件拥有的Next SCN是无穷大。

同样，可以通过直接dump日志文件的方式来进行转储；

SQL> select * from v$logfile;

GROUP# STATUS TYPE MEMBER

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

3 ONLINE /opt/ora10g/oradata/ORCL/redo03.log

2 ONLINE /opt/ora10g/oradata/ORCL/redo02.log

1 ONLINE /opt/ora10g/oradata/ORCL/redo01.log

SQL> alter system dump logfile '/opt/ora10g/oradata/ORCL/redo01.log';

System altered.

DUMP OF REDO FROM FILE '/opt/ora10g/oradata/ORCL/redo01.log'

Opcodes *.*

RBAs: 0x000000.00000000.0000 thru 0xffffffff.ffffffff.ffff

SCNs: scn: 0x0000.00000000 thru scn: 0xffff.ffffffff

Times: creation thru eternity

FILE HEADER:

Compatibility Vsn = 169869568=0xa200100

Db ID=1294662348=0x4d2afacc, Db Name='ORCL'

Activation ID=1294635980=0x4d2a93cc

Control Seq=953=0x3b9, File size=102400=0x19000

File Number=1, Blksiz=512, File Type=2 LOG

descrip:"Thread 0001, Seq# 0000000038, SCN 0x0000000def9a-0xffffffffffff"

thread: 1 nab: 0xffffffff seq: 0x00000026 hws: 0x1 eot: 1 dis: 0

resetlogs count: 0x2db5af57 scn: 0x0000.0006ce7b (446075)

resetlogs terminal rcv count: 0x0 scn: 0x0000.00000000

prev resetlogs count: 0x2184ef74 scn: 0x0000.00000001 (1)

prev resetlogs terminal rcv count: 0x0 scn: 0x0000.00000000

Low scn: 0x0000.000def9a (913306) 11/16/2011 16:06:06

Next scn: 0xffff.ffffffff 01/01/1988 00:00:00

Enabled scn: 0x0000.0006ce7b (446075) 11/10/2011 22:40:23

Thread closed scn: 0x0000.000def9a (913306) 11/16/2011 16:06:06

Disk cksum: 0x5987 Calc cksum: 0x5987

Terminal recovery stop scn: 0x0000.00000000

Terminal recovery 01/01/1988 00:00:00

Most recent redo scn: 0x0000.00000000

Largest LWN: 0 blocks

End-of-redo stream : No

Unprotected mode

Miscellaneous flags: 0x0

这里不打算详细介绍具体命令的用户及更进一步的内容，有兴趣的朋友可以由此开始进一步的探索。