About Oracle flashback feature

1. Flashback

2. Overview
• oracle数据库闪回技术主要使用于纠正用户错
误, 比如错误地提交了事务, 在某些时候闪回还
可以替代传统的数据库恢复操作. 本章将介绍
闪回技术的以下方面:
– 从回收站中还原已删除的表
– 闪回查询(flashback query)
– 闪回事务(flashback transaction)
– 闪回表相关的操作(flashback table operations)
– 数据库闪回
– 设置和使用闪回数据的归档

3. Flashback types
• 共有四种闪回技术, 可以应用在不同的方面, 在功能上它们存在一定的交集.
分别简述如下:
– flashback database
数据库闪回对数据库进行回滚, 最终将数据库还原至某一个过去的时间点, 此时必
须使用resetlogs选项打开数据库. 在效果上这相当于执行了一次数据库的不完全恢
复(数据库闪回速度更快也更为灵活), 不同的是数据库闪回不能处理坏块和介质丢
失, 这种情况下只能使用不完全恢复.
– flashback query, transaction, and table
这三种闪回操作均基于数据库的回滚段,
• 闪回查询
可以查询过去的某个时间点的数据, 比如半个小时之前的数据.
• 事务闪回
事务闪回会针对某个事务(通常指导致错误的事务)生成一个与该事务效
果正好相反的事务, 以抵消该事务的影响.
• 表闪回
如果对表进行了误操作, 执行了错误的更新, 可以使用表闪回将该表闪回
到某个时间点.

4. Flashback types
– flashback drop
在当前的数据库版本中DROP语句不会实际上删除一张表, 而只是将
表更改为一个系统生成的名称. 在该表占用的空间没有被覆盖的情况
下, 可以使用闪回删除将该表修改为之前的名称(数据仍存在).
Tip: 闪回删除不能应用于truncate table的情况.
– flashback data archive
以上三种闪回技术均存在时间限制, 数据库闪回限制于闪回日志, 闪
回查询限制于回滚段的存留, 闪回删除则依赖于表空间中可用的空间,
针对表的数据归档闪回则可以被设置为保存所有的历史记录, 因此也
常被称为(Total Recall). 当对一个表启用数据归档闪回时, 另外一个表
将会被创建以存储当前表数据所有的版本, 这通过进FBDA(flashback
data archive process)执行. 通常而言会为数据归档闪回指定一个时间.

5. Flashback
- When to use
• 不同的闪回技术被使用在不同的场景, 下面描述
了这些具体的场景:
– flashback database
在执行数据库的不完全恢复时, 可以考虑使用数据库
闪回作为替代, 后者需要花费的时间更少. 数据库闪
回需要进行相应的配置, 比如设置数据库归档模式 etc.
– flashback drop
当需要撤销对表的删除操作时(un-drop), 使用闪回删
除, 该表将恢复到被删除之前的状态.
– flashback table, transaction
表/事务闪回用于更为细粒度的数据恢复.
Tip: 对于介质丢失或者损坏的情形, 闪回技术无法进行处
理, 应当使用传统的数据还原和恢复机制.

6. Flashback Database
- Architecture
• Architecture
当数据库闪回被启用, 数据块缓冲区的修改将导致该数据块被拷贝到SGA
一个新的内存缓冲区: 闪回缓冲区(flashback buffer). 随后RVWR(Recovery
Writer)进程将该缓冲区的内容写入到闪回日志(flashback logs), 闪回日志记
录的是数据块历史版本的内容.
Tip: 与重做日志不同的是, 闪回日志不能进行归档和多路复用. 它被自动创
建和管理.
Tip: 不是所有对数据块的修改都会导致该版本被写入闪回日志, 这样会对
数据库的整体性能产生巨大影响.
当执行数据库闪回时, 根据闪回的时间点, 闪回日志中的相应的数据块(与
闪回时间点最近的)被拷贝至数据文件中, 此时数据库会处在一种不一致的
状态(闪回日志没有记录数据块所有的历史版本). 重做日志将会被使用, 从
而将数据库恢复到一致的状态. 示例:
数据块A在10:00/10:05被修改, 10:00的修改被拷贝至闪回日志; 数据块B在
10:05/10:20被修改, 均被拷贝至闪回日志. 此时是11:00, 需要将数据库闪回
到10:15. 数据块闪回操作将会拷贝数据块A在10:00的版本和数据块B在
10:05的版本, 之后执行重做日志.
Tip: 数据块闪回要求数据库运行在归档模式, 并且在闪回操作之后需要使
用resetlogs选项打开数据库.

7. Flashback Database
- Configuration
• 配置数据库闪回会导致一定的downtime, 因为有的配置只能
在mount阶段执行. 按照如下步骤进行配置:
– 配置数据库归档模式, 使用下面的SQL进行检查:
select log_mode from v$database;
– 配置闪回区(flash recovery area), 参考:
《Configure Database for Backup and Recovery》
– 配置闪回日志存留的时间, 这限制了数据库能够向前闪回的时间
段. 使用参数db_flashback_retention_target进行配置, 单位为分钟,
默认为1天. 示例:
alter system set db_flashback_retention_target=240;
– 重启数据库至mount, 开启闪回后打开数据库
shutdown immeidate;
startup mount;
alter database flashback on;
alter database open;

8. Flashback Database
- Monitor
• 可以通过以下方面监控数据库闪回的状态,
– 是否开始了数据库闪回?
select flashback_on from v$database;
– 在linux/Unix系统上可以查看到RVWR进程, 在
windows平台它实现为ORACLE.exe的一个线程.
– 通过视图v$flashback_database_log可以查询当前闪
回日志占用的空间, 以及为达到目标预估需要的空
间, 数据库能闪回到的最早时间;
通过视图v$flashback_database_stat查询为支持数
据库闪回在每小时进行的IO读写统计信息
– 通过以下查询闪回缓冲占用的内存,
select * from v$sgastat where name = 'flashback generation buff';

9. Flashback Database
- SQL*PLUS
• 可以通过以下三种方式进行数据库闪回操作: SQL*PLUS, RMAN以及
Database Control, 无论使用哪种方式实质上执行的动作是一样的:
– 关闭数据库并重启至MOUNT阶段;
– 将数据库闪回到指定的时间点, SCN或者某个日志切换序号;
– 使用resetlogs选项打开数据库.
• 下面以一个假设的情况进行演示, 某用户在2013/3/17日下午3点之后drop
了一张表, 现在需要使用数据库闪回恢复该表. 由于无法确定具体的删除时
间, 首先闪回到3:00:
shutdown abort;
startup mount;
flashback database to timestamp to_timestamp('07-03-13 15:00:00',
'dd-mm-yy hh24:mi:ss');
alter database open read only;
此时发现该表已经存在, 可以重复执行上面的动作进行检查以恢复更多的
数据. 最后使用如下命令正常打开数据库:
shutdown abort;
startup mount;
alter database open resetlogs;

10. Flashback Database
- RMAN & Database Control
• 类似地在RMAN中也使用flashback database命
令执行数据库闪回, 示例:
flashback database to time = to_date('20-12-08 10:00:00',‘
yy-mm-dd hh24:mi:ss');
flashback database to scn=2728665;
flashback database to sequence=2123 thread=1;
• 也可以在database control执行数据库闪回, 与
前两种方式不同的是, 它只能指定闪回到某分
钟, RMAN可以指定秒, SQL*PLUS可以闪回到某
个时间戳.

11. Flashback Drop
- Overview
• 从数据库版本10g开始, 在执行DROP命令删除表时实际上执行的是alter
table ... rename to命令修改了表的名称, 可以通过user_recyclebin和
dba_recyclebin视图查询这些被删除的对象.闪回删除正是利用了这一特
性, 它能够将表恢复到删除之前的状态, 这包括表的数据/索引/触发器和
权限设置/非空和主键约束, 但不包含外键约束(被物理删除).
Tip: drop table时如果指定purge选项, 将无法在回收器中找到相应的记录.
• 闪回删除不能确保能够成功执行, 这有可能是之前表占用的空间被覆盖,
或者创建了另一张同名的表. 下面是一个执行闪回删除的示例:
conn demo/demo;
drop table newtab purge;
select * from newtab; -- error
flashbask table newtab to before drop;
Tip: 如果需要闪回的表名称已经被使用那么必须使用rename to子句对表进行
重命名.
Tip: SYSTEM表空间的表不支持闪回删除, 它们被删除时会立即purge掉.

12. Flashback Drop
- Recycle Bin
• 回收站用于管理已经模式下被drop掉的对象,
回收站对象的空间在需要使用时可以被覆盖.
默认情况下回收站可用, 使用实例参数
RECYCLEBIN控制是否启用回收站, 该参数是一
个动态参数. 可以在session或者system级别设
置.
• 查看回收站的内容
– 使用show recyclebin命令查看;
– 查询dba_recyclebin或者user_recyclebin视图. 示例:
select original_name, object_name, operation, type,
droptime, can_undrop from user_recyclebin;

13. Flashback Query
- Overview & Basic
• 自9i版本开始闪回查询被引入, 在该版本中可用于查询数据库在过去某个时间点的数据. 在后续的版
本中, 闪回查询功能被增强, 可用于查询数据行的所有版本、撤销已提交的事务、或者将表闪回到
过去的某一个时间点 .
Tip: 闪回查询的所有形式均依赖于回滚数据.
• Basic Flashback Query
下面是一个基础闪回查询的示例:
select to_char(sysdate,'dd-mm-yy hh24:mi:ss') from dual; -- 07-03-13 23:57:57
select * from newtab;
C2
---------
07-MAR-13
delete from newtab;
commit;
select * from newtab; -- no data
select * from newtab as of timestamp to_timestamp('07-03-13 23:57:57',
'dd-mm-yy hh24:mi:ss'); -- same data as above
有的时候需要连续执行多个闪回查询, 为了避免在每次查询都要指定闪回的时间点, 可以通过以下
调用将查询设置在某一个时间点:
execute dbms_flashback.enable_at_time(to_timestamp('27-12-08 16:54:06',
'dd-mm-yy hh24:mi:ss'));
取消该设置:
execute dbms_flashback.disable;
Tip: 如果无法通过回滚段重建指定时间点的数据, 那么ORA-08180: “No snapshot found based on
specified time”错误将会被抛出.

14. Flashback Query
- Flashback Table
• 表闪回利用了回滚段, 在一个独立的事务中进行回滚操作. 如果闪回的表存在外键约束, 那么闪回操
作通常会失败. 表闪回的一个前提条件是该表要开启行迁移(row movement). 下面以dep和emp表为
例, 其中emp外键引用了dep表:
-- 数据初始化
create table dep(id NUMBER primary key, name VARCHAR2(100),
location VARCHAR2(200));
create table EMP(id NUMBER, name VARCHAR2(100), title VARCHAR2(100),
dep_id NUMBER);
alter table emp add constraint fk_emp_dep foreign key(dep_id) references dep(id);
insert into dep values(50,'SUPPORT','LONDON');
insert into emp values(8000,'WATSON','ANALYST',50);
commit;
-- 闪回数据
delete from emp where id = 8000;
delete from dep where id = 50;
commit;
-- 执行表闪回
flashback table emp to timestamp to_timestamp('08-03-13 10:00:00',
‘dd-mm-yy hh24:mi:ss’); -- ORA-08189提示表没有开启行迁移
--表开启行迁移
alter table emp enable row movement;
alter table dep enable row movement;

15. Flashback Query
- Flashback Table
再次对emp表执行闪回, 这一次会因为外键约束的原因
失败. oracle支持同时对多个表进行闪回(外键约束在闪
回操作的末尾进行检查), 以解决上述的问题:
flashback table emp, dep to timestamp to_timestamp('08-03-13 10:00:00',
'dd-mm-yy hh24:mi:ss');
• 表闪回操作还可能会因为下面的原因失败:
– 违反主键约束, 某个主键在被删除之后被重用;
– ORA-08180: 快照太旧;
– ORA-00054: 行被锁定. 需要闪回的行被用户锁定;
– ORA-01466: 表定义发生变化. 表闪回不支持闪回到之前表
的定义;
– 对于SYS模式下的对象, 不支持表闪回操作.
• 默认情况下进行表闪回时触发器被禁用, 可以通过如下
方式启用触发器:
flashback table emp,dept to scn 6539425 enable triggers;

16. Flashback Query
- Flashback Versions
• 版本查询可以用于查看数据的历史版本, 在执行该查询时以下伪列被支持:
– VERSIONS_STARTSCN
行数据版本被创建时的SCN, 使用insert或者update;
– VERSIONS_STARTTIME
行数据版本被创建时的时间;
– VERSIONS_ENDSCN
行数据版本被更新或者删除时的SCN;
– VERSIONS_ENDTIME
行数据版本被更新或者删除的时间;
– VERSIONS_XID
行数据版本被创建的事务标识;
– VERSION_OPERATION
行数据版本创建的操作, INSERT/UPDATE/DELETE.
查询示例:
select id, name, title, dep_id, versions_xid, versions_startscn, versions_endscn, versions_operation
from emp versions between scn minvalue and maxvalue where id = 8000;
Tip: versions between 子句还可以指定为时间间隔, 比如:
versions between timestamp (systimestamp - 1/24) and systimestamp
Tip: 版本查询不支持使用在外部表/临时表/V$视图, 因此它们不会生成undo.

17. Flashback Query
- Flashback Transaction
• 闪回查询和版本查询会使用特定对象的undo数据,事务闪回则需要分析特定事务的undo, 这可能涉
及到很多不同的对象. 使用事务闪回的一个前提是开启数据库supplemental logging, 使用下面的命令:
ALTER DATABASE ADD SUPPLEMENTAL LOG DATA;
• 与事务闪回相关的视图是flashback_transaction_query, 该视图的undo_sql列包含了进行事务闪回操
作相关的SQL语句. 查询该视图需要有select any transaction权限, 默认情况下该权限被分配给SYS账户
和DBA角色. 接着以上面的emp/dep为例, 闪回对emp/8000的update事务:
– 首先使用版本查询确认事务的id(versions_xid)
select id, name, title, dep_id, versions_xid
from emp versions between scn minvalue and maxvalue
where id = 8000;
– 使用flashback_transaction_query视图可以查看相应的undo sql
select operation,undo_sql from flashback_transaction_query
where xid=hextoraw('08000400DD030000');
– 使用dbms_flashback包进行事务闪回, 示例:
execute dbms_flashback.transaction_backout(numtxns=>1, xids=>sys.xid_array('08000400DD030000'),
options=>dbms_flashback.cascade);
commit; -- 提交
该存储过程的参数说明:
• numtxns 需要闪回的事务数量
• xids 事务id列表
• options 附加选项, 可以有:
– cascade 闪回事务时, 避免出现违反数据库约束
– noncascade 不处理数据库约束, 这可能会导致闪回失败(默认值)
– nonconflict_only
– noncascade_force

18. Flashback and Undo
• 闪回查询完全依赖于UNDO数据, 如果某个时间点
的undo数据被覆盖那么针对该时间点的闪回查询
将会失败, “ORA-1555: 快照过旧”错误被抛出.
undo数据被保存在undo表空间中, 为了保证闪回
查询在一定的时间段内能够成功执行, 需要作如
下设置:
– 设置实例参数undo_retention;
– 设置undo表空间的RETENTION GUARANTEE属性.
这样带来的一个问题是, 如果表空间的大小没有被设置
为一个合理的大小, 在表空间被使用完时, 会导致当前事
务的DML操作停止往下执行(hanged). 可以通v$undostat
视图计算undo表空间合理的大小.

19. Flashback Data Archive
• 前面介绍的闪回技术在时间上都有一定的限制(通常不会太长), 归档闪回则可以设置为闪回到过去的任意时间. 下
面使用示例进行演示:
– 创建用于归档闪回的表空间, 该表空间用于存放支持归档闪回表的历史数据
create tablespace fda datafile 'fda1.dbf' size 10m;
– 在该表空间中创建闪回归档, 指定存留时间为7Y
create flashback archive fla1 tablespace fda retention 7 year;
– 创建相应的用户并授予权限
grant dba to fbdauser identified by fbdauser;
grant flashback archive on fla1 to fbdauser;
– 登录该用户创建表并设置归档闪回
connect fbdauser/fbdauser
create table t1 as select * from all_users;
alter table t1 flashback archive fla1;
– 查询FDA表空间, 相应的段被创建, 该段包含了被保护对象的历史数据
select segment_name,segment_type from dba_segments where tablespace_name='FDA';
– 实例归档查询
delete from t1;
commit;
select count(*) from t1;
select count(*) from t1 as of timestamp(sysdate - 2/1440);
– as SYSDBA
alter table fbdauser.t1 no flashback archive;
drop user fbdauser cascade;
drop tablespace fda including contents and datafiles;
drop flashback archive fla1;

20. END