變與不變: Undo構(gòu)造一致性讀的例外情況

其中介紹了Oracle如何使用UNDO來實現(xiàn)多版本一致性讀，使用了OPEN CURSOR的方式非常巧妙地在很少量數(shù)據(jù)的情況下構(gòu)造出可重現(xiàn)的案例。不過這個案例存在一點小的瑕疵，因為如果一不小心，很可能會導(dǎo)致結(jié)果與預(yù)期不符，這是因為這里有一個例外存在。

我們先來模擬一下UNDO構(gòu)造一致性讀的情況，對于Oracle而言，默認的隔離級別是READ COMMIT，也就是說一個會話只能看到其他會話已經(jīng)提交的修改，未提交的修改或者在當(dāng)前會話查詢發(fā)起之后提交的修改都是不可見的。

再介紹一下OPEN CURSOR，Oracle中當(dāng)一個游標(biāo)被打開，其結(jié)果集就已經(jīng)確定了，也就是說這個游標(biāo)會根據(jù)OPEN CURSOR這個時間點對應(yīng)的SCN來構(gòu)造一致性查詢。但是OPEN CURSOR時，對應(yīng)的SQL并不會被執(zhí)行，在后續(xù)FETCH的時候（對于SQLPLUS而言PRINT命令會觸發(fā)FETCH），SQL才真正被執(zhí)行。使用這種辦法可以模擬一個大的查詢，OPEN CURSOR相當(dāng)于大的查詢的開始時間，其早于其他會話的修改提交時間，而FETCH的時間相當(dāng)于大查詢讀取到這條記錄的時間，而該時間晚于其他會話提交的時間：

SQL> SET SQLP 'SQL1> '

SQL1> CREATE TABLE T_UNDO (ID NUMBER, NAME VARCHAR2(30));

Table created.

SQL1> INSERT INTO T_UNDO SELECT ROWNUM, OBJECT_NAME FROM DBA_OBJECTS;

96920 rows created.

SQL1> COMMIT;

Commit complete.

SQL1> CREATE INDEX IND_UNDO_ID ON T_UNDO(ID);         

Index created.

SQL1> SELECT NAME FROM T_UNDO WHERE ID = 1119;

NAME

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

I_EXTERNAL_LOCATION1$

SQL1> VAR C REFCURSOR

SQL1> EXEC OPEN :C FOR SELECT NAME FROM T_UNDO WHERE ID = 1119;

PL/SQL procedure successfully completed.

 在第一個會話已經(jīng)構(gòu)造了一個查詢，下面在會話2對這條ID為1119的記錄進行修改并提交：

SQL> SET SQLP 'SQL2> '

SQL2> UPDATE T_UNDO SET NAME = 'UPDATED' WHERE ID = 1119;

1 row updated.

SQL2> COMMIT;

Commit complete.

 在會話3上執(zhí)行查詢，這時會看到會話2修改提交后的結(jié)果：

SQL> SET SQLP 'SQL3> '

SQL3> SELECT NAME FROM T_UNDO WHERE ID = 1119;

NAME

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

UPDATED

 回到會話1，對CURSOR變量執(zhí)行PRINT，檢查得到的結(jié)果：

SQL1> PRINT :C  

NAME

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

I_EXTERNAL_LOCATION1$

 到目前為止，所有都是預(yù)期之內(nèi)的結(jié)果，Oracle會利用UNDO來存儲UPDATE的前鏡像，當(dāng)查詢發(fā)現(xiàn)需要訪問的數(shù)據(jù)塊SCN大于會話發(fā)起的SCN，而需要通過UNDO中存儲的前鏡像來構(gòu)造一致性讀，找到會話需要讀取的修改前的數(shù)據(jù)。

那么例外來自哪里呢，在這個例子中，我們給ID列上創(chuàng)建了一個索引，如果這不是一個普通的索引，而是一個主鍵，那么效果如何呢：

SQL1> DROP INDEX IND_UNDO_ID;

Index dropped.

SQL1> ALTER TABLE T_UNDO ADD PRIMARY KEY (ID);

Table altered.

SQL1> SELECT NAME FROM T_UNDO WHERE ID = 1118;

NAME

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

EXTERNAL_LOCATION$

SQL1> EXEC OPEN :C FOR SELECT NAME FROM T_UNDO WHERE ID = 1118;

PL/SQL procedure successfully completed.

會話2修改ID為1118的記錄：

SQL2> UPDATE T_UNDO SET NAME = 'UPDATED WITH PK' WHERE ID = 1118;

1 row updated.

SQL2> COMMIT;

Commit complete.

會話3檢查確認修改結(jié)果：

SQL3> SELECT NAME FROM T_UNDO WHERE ID = 1118;

NAME

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

UPDATED WITH PK

再次回到會話1，PRINT游標(biāo)變量：

SQL1> PRINT :C

NAME

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

UPDATED WITH PK

可以看到例外產(chǎn)生了，一致性讀的結(jié)果被破壞了，居然可以查詢到發(fā)生在游標(biāo)打開之后提交的修改。

導(dǎo)致這個例外的原因來自于一個隱含函數(shù)_row_cr：

 Oracle11g以后，這個隱含參數(shù)默認值修改為TRUE，這使得Oracle對于基于主鍵的訪問不再采用默認的一致性讀方案。當(dāng)然Oracle做出這種修改的目的是為了提高性能，而且僅對于單行訪問生效，而大部分情況下單行訪問的效率非常高，因此對于一致性破壞的影響并不明顯。到18C為止，該參數(shù)仍然為TRUE。

如果關(guān)閉該參數(shù)：

SQL1> ALTER SYSTEM SET "_row_cr" = FALSE;

System altered.

SQL1> SELECT NAME FROM T_UNDO WHERE ID = 1117;

NAME

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

I_EXTERNAL_TAB1$

SQL1> EXEC OPEN :C FOR SELECT NAME FROM T_UNDO WHERE ID = 1117;

PL/SQL procedure successfully completed.

會話2進行修改：

SQL2> UPDATE T_UNDO SET NAME = 'UPDATED NO ROW CR' WHERE ID = 1117;

1 row updated.

SQL2> COMMIT;

Commit complete.

檢查結(jié)果：

SQL3> SELECT NAME FROM T_UNDO WHERE ID = 1117;

NAME

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

UPDATED NO ROW CR

回到會話1檢查結(jié)果：

SQL1> PRINT :C

NAME

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

I_EXTERNAL_TAB1$

Oracle恢復(fù)默認的讀一致性隔離級別。

雖然Oracle認為這種優(yōu)化只是針對主鍵或唯一索引等行級訪問生效，造成數(shù)據(jù)一致性破壞的可能性很小，但是建議對于一致性要求較高的行業(yè)尤其是金融相關(guān)行業(yè)還是將該特性關(guān)閉，避免因此造成的一致性問題。