Redo原理

Oracle

redo 介绍

重做日志主要记录对数据所做的所有更改，包括未提交和已提交的更改。

Oracle通过Redo来保证数据库的事务可以被重演，从而使得在故障之后，数据可以被恢复。在数据库中，Redo的功能主要通过3个组件来实现：Redo Log Buffer、LGWR后台进程和Redo Log File（在归档模式下，Redo Log File最终会经由ARCn进程写出为归档日志文件）。

在数据发生commit时，将更改的SQL脚本写入在线重做日志（ONLINE REDO LOG）。主要用于数据库的增量备份和增量恢复。体系图如下所示：

Redo 核心组件

Redo Log Buffer

位于SGA之中，是一块循环使用的内存区域，其保存数据库变更的相关信息。这些信息以重做条目（Redo Entries）形式存储（Redo Entries也经常称为Redo Records）。

Redo Entries包含重构、重做数据库变更的重要信息，这些变更包括INSERT、UPDATE、DELETE、CREATE、ALTER或者DROP等。

Redo Entries的内容被Oracle数据库进程从用户的内存空间（PGA）复制到SGA中的Redo Log Buffer之中。Redo Entries在内存中占用连续的顺序空间，由于Redo Log Buffer是循环使用的，Oracle通过一个后台进程LGWR不断把Redo Log Buffer的内容写出到Redo Log File中，Redo Log File同样是循环使用的。

Redo Log Buffer:如果数据需要写到在线重做日志中，则在写至磁盘之前要在Redo Buffer中临时缓存这些数据。由于内存到内存的传输比内存到磁盘的传输快得多，因此使用重做日志Buffer可以加快数据库的操作。数据在重做缓冲区的停留时间不会太长。

LGWR

LGWR是Log Writer的缩写,日志写进程。主要负责将日志缓冲内容写到磁盘的在线重做日志文件或组中。

DBWn将dirty块写到磁盘之前，所有与buffer修改相关的redo log都需要由LGWR写入磁盘的在线重做日志文件(组)，如果未写完，那么DBWn会等待LGWR，也会产生一些相应的等待事件(例如：log file prarllel write。

总之，这样做的目的就是为了当crash时，可以有恢复之前操作的可能，也是Oracle在保持交易完整性方面的一个机制。

相关知识点：
1、LGWR写日志是顺序写，这就解释了一个Orace Server只能有一个LGWR进程，不能像DBWR那样可以有多个，否则就无法保证顺序写的机制，而且可能会产生锁的问题。
2、用户进程每次修改内存数据块时，都会在日志缓冲区(redo buffer)中构造一个相应的重做条目(redo entry)，它记录了被修改数据块修改之前和之后的值。
3、LGWR将redo entry写入联机日志文件的情况可以概括为两种：后台写和同步写，或者说异步写和同步写。

二、LGWR进程刷磁盘机制

1、当用户进程提交一事务时写入一个提交记录

2、每3秒将日志缓冲区写入日志文件

3、当日志缓冲区满1/3时，将日志缓冲刷出

4、当DBWR将修改缓冲区写入磁盘前，将日志缓冲区刷出

日志缓冲区是一个循环缓冲区。当LGWR将日志缓冲区的日志写入日志文件后，服务器进程即可以将新的日志项写入到该日志缓冲区。LGWR写入速度很快，以确保日志缓冲区总有空间可以写入新的日志项。

ARCn

归档进程，ARCn的任务就是，当LGWR将在线日志文件填满时，就将其复制到另外一个位置。此后这些归档的重做日志文件可以用于完成介质恢复。

Redo Log Files

重做日志文件，以组出现。可以查询v$logfile找到对应的日志文件。

Redo 工作流程

每个Oracle数据库都至少有两个Online重做日志组，每个组中至少有一个重做日志文件，这些在线重做日志组以循环方式使用。（用户可以通过视图操作添加/修改/删除日志组和日志文件来自定义在线重做日志），每组内的日志文件的内容完全相同，且保存在不同的位置，用于磁盘日志镜像，以做多次备份提高安全性。

默认情况这n组通常只有一组处于活动状态，不断地同步写入已操作的脚本，当日志文件写满时（达到指定的空间配额），如果当前数据库处于归档模式，则将在线日志归档到硬盘，成为归档日志；若当前数据库处于非归档模式，则不进行归档操作，而当前在线日志的内容会被下一次重新写入覆盖而无法保存。

因此，通常对于生产环境的数据库在运行时，是要处于归档模式下的，以保存数据更新的日志。当前归档日志组写满后，Oracle会切换到下一日志组，继续写入，就这样循环切换；当处于归档模式下，切换至原已写满的日志组，若该日志组归档完毕则覆盖写入，若没有则只能使用日志缓冲区，等待归档完毕之后才能覆盖写入。

所以在生产环境中，要求存放 Redo 文件和归档文件的 IO 性能不能相差太多。

当然，处于非归档模式下是直接覆盖写入的。归档重做日志文件实际上就是已填满的“旧”的在线重做日志文件的副本。系统将日志文件填满时，ARCH进程会在另一个位置建立重做日志文件的一个副本，也可以在本地或者远程位置上建立多个另外的副本。

如果由于磁盘损坏或者其他物理故障而导致失败，就会用这些归档重做日志文件来执行介质恢复。默认情况下，一个数据库默认为非归档模式，如果是非归档模式的话，也就说明我们没有办法通过日志来对数据库做一个恢复。

查看REDO LOG状态信息（V$LOG）

查询V$LOG动态性能视图后的结果，这里我们主要关注红色字体部分，这里表示REDO LOG组状态。

可以看到我们这里已经有两种状态为INACTIVE和CURRENT

那么我们把REDO LOG组所有的状态都列出来。并给出相应解释：

UNUSED - 从未对联机重做日志组进行写入，这种状态的日志文件要么是刚增加的，要么是当日志不是current redo log时RESETLOGS操作后的状态
CURRENT - 当前的联机重做日志组，这意味着该联机重做日志组是活动的。
ACTIVE - 联机重做日志组是活动的，但是并非当前联机重做日志组，实例崩溃恢复需要该状态的日志，它可能用于块恢复，它可能已经归档也可能未归档。
CLEARING - 在ALTER DATABASE CLEAR LOGFILE 命令后正在将该日志重建为一个空日志，日志清除后其状态更改为UNUSED。
CLEARING_CURRENT - 正在清除当前日志文件中的已关闭线程，如果切换时发生某些故障，如写入新日志标题时的I/O错误，则该日志可以停留在该状态。
INACTIVE - 实例恢复不再需要联机重做日志组，它可能已经归档也可能未归档。

查看REDO LOG状态信息（V$LOGFILE）

查询V$LOGFILE动态性能视图后的结果，这里我们主要关注红色字体部分，这里表示REDO LOG文件状态。

可以看到我们这里STATUS(状态)列下并无数据,但实际上现在这个列中的值为NULL,那么我们把REDO LOG文件所有的状态都列出来。并给出相应解释：

INVALID – 该文件不可访问
STALE - 该文件内容不完全，例如正在添加一个日志文件成员
DELETED - 该文件已不再使用
NULL – 该文件正在使用中

REDO日志切换命令

REDO组可以用两种方法去切换：

正常切换：（推荐使用）

alter system switch logfile;

用发生检查点的方式去切换：（切换相关状态）

alter system checkpoint;

归档模式 vs 非归档模式

1.非归档模式

不适用与生产数据库

创建数据库时，缺省的日志管理模式为非归档模式
当日志切换，检查点产生后，联机重做日志文件即可被重新使用
联机日志被覆盖后，介质恢复仅仅支持到最近的完整备份
不支持联机备份表空间，一个表空间损坏将导致整个数据库不可用，需要删除掉损坏的表空间或从备份恢复
对于操作系统级别的数据库备份需要将数据库一致性关闭
应当备份所有的数据文件、控制文件(单个)、参数文件、密码文件、联机日志文件(可选)

2.归档模式

能够对联机日志文件进行归档，生产数据库强烈建议归档

在日志切换时，下一个即将被写入日志组必须归档完成之后，日志组才可以使用
归档日志的Log sequence number信息会记录到控制文件之中
必须有足够的磁盘空间用于存放归档日志
备份与恢复
支持热备份，且当某个非系统表空间损坏，数据库仍然处于可用状态，且支持在线恢复
使用归档日志能够实现联机或脱机时间点恢复(即可以恢复到指定的时间点、指定的归档日志或指定的SCN)

生产常用的 redo 监控查询脚本

#查看日志组和日志文件信息
select * from v$logfile;
select * from v$log;

#果数据库启用了归档模式，可以通过以下查询查看归档日志：
SELECT * FROM v$archived_log;

#通过查看在线重做日志 redo log 每小时的切换次数，可以知道数据库的繁忙程度
SELECT TRUNC(first_time) "Date",
       TO_CHAR(first_time, 'Dy') "Day",
       COUNT(1) "Total",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '00', 1, 0)) "h0",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '01', 1, 0)) "h1",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '02', 1, 0)) "h2",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '03', 1, 0)) "h3",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '04', 1, 0)) "h4",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '05', 1, 0)) "h5",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '06', 1, 0)) "h6",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '07', 1, 0)) "h7",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '08', 1, 0)) "h8",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '09', 1, 0)) "h9",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '10', 1, 0)) "h10",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '11', 1, 0)) "h11",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '12', 1, 0)) "h12",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '13', 1, 0)) "h13",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '14', 1, 0)) "h14",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '15', 1, 0)) "h15",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '16', 1, 0)) "h16",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '17', 1, 0)) "h17",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '18', 1, 0)) "h18",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '19', 1, 0)) "h19",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '20', 1, 0)) "h20",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '21', 1, 0)) "h21",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '22', 1, 0)) "h22",
       SUM(DECODE(TO_CHAR(first_time, 'hh24'), '23', 1, 0)) "h23",
       ROUND(COUNT(1) / 24, 2) "Avg"
  FROM v$log_history
 GROUP BY TRUNC(first_time), TO_CHAR(first_time, 'Dy')
 ORDER BY 1;

小实验

redolog

默认情况下 redo 有三组，每组有一个 logfile，我们可以新增多个 redofile。

#查看日志文件的位置
select member from v$logfile;
#新增日志文件
alter database add logfile member 'xxxxxxxxxxxxx/redo01.rdo' to group 1;
#删除组内的日志文件，至少要有一个日志文件。
#注意的是，删除只是更新控制文件，并不涉及物理操作，该文件还在磁盘上。
#该组若处于CURRENT状态，则不允许删除。
alter database drop logfile member 'xxxxxxxxxxxxx/redo01.rdo';

redo 组

#新增redo组
ALTER DATABASE ADD LOGFILE GROUP 4 (filelog位置) SIZE 300M;
#删除redo组
ALTER DATABASE DROP LOGFILE GROUP 4;

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Redo原理

https://www.zhangyan1997.xyz/archives/redoyuan-li

作者

张颜

发布于

2025-08-27

更新于

2025-08-27

许可协议

CC BY 4.0

Redo原理

redo 介绍

Redo 核心组件

Redo Log Buffer

LGWR

ARCn

Redo Log Files

Redo 工作流程

查看REDO LOG状态信息（V$LOG）

查看REDO LOG状态信息（V$LOGFILE）

REDO日志切换命令

归档模式 vs 非归档模式

生产常用的 redo 监控查询脚本

小实验

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