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回答了这四个问题,少踩12c 多租户的好多坑

盖国强 2017-01-18
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在ACOUG的年终大会上,我分享了一个主题,列举了使用Oracle 12c多租户的过程中可能遇到的各种坑,当你使用一个新产品或者新特性时,如果你不了解,就可能是使用中,陷入其中。


首先我们已经知道,Oracle 12c的多租户特性,允许在一个容器数据库中,创建多个PDB,这些PDB彼此隔离和独立,但是依赖CDB而存在。


问题一:PDB丢失一个文件数据库会如何?

现在请大家思考一个问题:如果某个PDB中,因为意外而丢失了一个数据文件,那么数据库会怎样?

目前我们涉及的版本包括:12.1.0.1.0 ,12.1.0.2.0,12.2.0.1.0


12.1.0.1.0版本

[oracle@12c01db oradata]$ sqlplus as sysdba

SQL*Plus: Release 12.1.0.1.0 Production on Fri Dec 2 15:35:36 2016

Copyright (c) 1982, 2013, Oracle.  All rights reserved.

Connected to an idle instance.


SQL> startup

ORACLE instance started.

Database mounted.


SQL> alter database open;

Database altered.


SQL>alter pluggable database yhem open;

Pluggable database altered.


移除PDB中的一个数据文件,模拟一次数据文件的损失:

SQL> ! mv oradata/EYGLE/YHEM/datafile/o1_mf_users_d3zb3hpq_.dbf oradata/EYGLE/YHEM/datafile/o1_mf_users_d3zb3hpq_.dbf.bak


然后执行检查点,让数据库意识到这个损失:

SQL> alter system checkpoint;

alter system checkpoint

*

ERROR at line 1:

ORA-03113: end-of-file on communication channel

Process ID: 23337

Session ID: 1 Serial number: 5


我们注意到进程终端,事实上整个数据库都崩溃了:

Fri Dec 02 15:35:12 2016

Errors in file u01/app/oracle/diag/rdbms/eygle/eygle/trace/eygle_ckpt_23049.trc:

ORA-01242: data file suffered media failure: database in NOARCHIVELOG mode

ORA-01116: error in opening database file 8

ORA-01110: data file 8: '/u01/app/oracle/oradata/EYGLE/YHEM/datafile/o1_mf_users_d3zb3hpq_.dbf'

ORA-27041: unable to open file

Linux-x86_64 Error: 2: No such file or directory

Additional information: 3


Fri Dec 02 15:35:13 2016

USER (ospid: 23337): terminating the instance due to error 1242

Fri Dec 02 15:35:14 2016

Instance terminated by USER, pid = 23337


一个PDB里丢失了一个数据文件,崩溃了整个CDB,要知道CDB里可能有数十个或上百个PDB啊!要知道在12.1里多租户可以包含252个PDB,而12.2里可以包含4096的PDB。



这一切到底是为什么?



要想解释清楚这个问题,我们还要倒退一步,倒退到 Oracle 11.2.0.2 吧。


问题二:Oracle 11g 如何处理数据文件的丢失异常?


事情是这样的:

从Oracle 11.2.0.2版本开始,一个新的隐含参数 - _datafile_write_errors_crash_instance 被引入到数据库中,通过这个参数名就可以了解到其含义:当发生数据文件写错误时,Crash数据库实例。


为什么要引入这个参数呢?这个参数后台解决的是什么问题呢?

我在《数据安全警示录》一书上曾经写过多个案例,在归档模式下当发生文件(非SYSTEM文件)写错误时,Oracle会自动将数据文件离线,这造成了很多灾难,类似的错误日志可能是这样的:

Fri Jan 13 19:32:21 2013

KCF: write/open error block=0xf1fa6 online=1

     file=73 dev/rods_gm05

     error=27063 txt: 'IBM AIX RISC System/6000 Error: 22: Invalid argument

Additional information: -1

Additional information: 557056'

Automatic datafile offline due to write error on

file 73: dev/rods_gm05


鉴于很多用户遇到的困境,Oracle做出了修正,这一修正在MOS上以BUG形式被提交,其内容为:Bug 7691270  Crash the DB in case of write errors (rather than just offline files) 。


在11.2.0.2之前,如果数据库运行在归档模式下,并且写错误发生在非SYSTEM表空间文件,则数据库会将发生错误的文件离线,在从11.2.0.2开始,数据库会Crash实例以替代Offline。注意:在非归档模式下或者SYSTEM遭受错误时,数据库会直接崩溃。


好了,现在答案清楚了:为了解决数据文件损失,离线控制存在的不确定性风险,Oracle引入的 _datafile_write_errors_crash_instance 控制数据库实例直接崩溃。


可是不要忘了,你现在是多租户啊,以前是一个人,可以任性,现在可是带队伍的了!这样不好吧?


问题三:PDB 能够以ABORT方式关闭么 ?


那该怎么办呢?我们来看一道OCP考试题吧。当然,学习Oracle技术可以到『恩墨学院』来,专业的老师们可以更详细的为你解惑。



在Oracle 12c的考试中,有这样一道题目:

When executing shutdown abort in a pluggable database (PDB), you _____. 

A. shut down abort the CDB

B. shut down abort the PDB

C. shut down immediate the PDB

D. shut down immediate the CDB


当我们通过shutdown abort的方式关闭PDB时,事实上我们做了什么?这个简单的题目,如果不加限定条件,答案是不确定的。


Oracle 12.1.0.1版本

通过10046的跟踪,可以清楚的找到事实真相:

[oracle@12c01db trace]$ sqlplus as sysdba

Connected to:

Oracle Database 12c Enterprise Edition Release 12.1.0.1.0 - 64bit Production

With the Partitioning, OLAP, Advanced Analytics and Real Application Testing options


SQL> select con_id,name,open_mode from v$pdbs;

CON_ID NAME       OPEN_MODE

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

    2        PDB$SEED      READ ONLY

    3         YHEM      MOUNTED


SQL> alter pluggable database YHEM open;

Pluggable database altered.


SQL> alter session set container=YHEM;

Session altered.


SQL> alter session set events '10046 trace name context forever,level 12';

Session altered.


SQL> shutdown immediate;

Pluggable Database closed.

SQL> exit

Disconnected from Oracle Database 12c Enterprise Edition Release 12.1.0.1.0 - 64bit Production

With the Partitioning, OLAP, Advanced Analytics and Real Application Testing options

[oracle@12c01db trace]$ sqlplus as sysdba


SQL*Plus: Release 12.1.0.1.0 Production on Thu Dec 1 15:21:05 2016

Copyright (c) 1982, 2013, Oracle.  All rights reserved.


Connected to:

Oracle Database 12c Enterprise Edition Release 12.1.0.1.0 - 64bit Production

With the Partitioning, OLAP, Advanced Analytics and Real Application Testing options


SQL> alter session set container=YHEM;

Session altered.


SQL> startup

Pluggable Database opened.

SQL> alter session set events '10046 trace name context forever,level 12';

Session altered.


SQL> shutdown abort;

Pluggable Database closed.


对比两个跟踪文件,可以清晰的看到,在后台两种关闭方式事实上都被转换成immediate的方式关闭数据库,无论是归档模式还是非归档模式表现相同:

[oracle@12c01db trace]$ grep -i pluggable eygle_ora_14095.trc

ALTER PLUGGABLE DATABASE CLOSE IMMEDIATE

[oracle@12c01db trace]$ grep -i pluggable eygle_ora_14115.trc

ALTER PLUGGABLE DATABASE CLOSE IMMEDIATE


在跟踪文件中的这一段代码如下:

=====================

PARSING IN CURSOR #140136925772400 len=40 dep=0 uid=0 oct=227 lid=0 tim=67757313673 hv=1239515853 ad='9346b320' sqlid='65jadw14y30qd'

ALTER PLUGGABLE DATABASE CLOSE IMMEDIATE

END OF STMT

PARSE #140136925772400:c=0,e=215,p=0,cr=0,cu=0,mis=1,r=0,dep=0,og=1,plh=0,tim=67757313673

CLOSE #140136925778208:c=0,e=3,dep=1,type=0,tim=67757313767

=====================


在这个版本中的CDB中,标准的命令不包含ABORT选项:

SQL> alter pluggable database YHEM CLOSE;

Pluggable database altered.


SQL> alter pluggable database YHEM open;

Pluggable database altered.


SQL> alter pluggable database YHEM CLOSE ABORT;

alter pluggable database YHEM CLOSE ABORT

                                    *

ERROR at line 1:

ORA-00922: missing or invalid option

所以在12.1.0.1版本中,这个问题的答案应该选择C。


看明白了么?也就是说,在Oracle 12.1.0.1版本中,Oracle根本就不支持PDB的异常关闭,所以Crash Instance,就只能Crash CDB的Instance了。


你一定会说:这不科学!是的,Oracle在不断修正和进化啊,所以不要害怕,我们看看 Oracle 12.1.0.2.0 版本中,发生了什么改变。




问题四:Oracle 的 PDB 能以ABORT的方式关闭么?

首先,必要要允许PDB Crash。

在Oracle 12.1.0.2.0 版本中,通过一个补丁修正  Bug 19001390  Oracle引入了两个隐含的初始化参数:

  • 第一个参数是: _enable_pdb_close_abort ,设置该参数,允许PDB异常关闭。

  • 第二个参数是:_enable_pdb_close_noarchivelog,允许PDB在非归档模式下异常关闭。


注意,不管是哪一种,如果异常关闭了PDB,又不能保留所有的归档日志,以后这个PDB可能永远也无法正常启动了。


Bug 19001390 的主题是:PDB system tablespace media failure causes the whole CDB to crash,在以下版本中被引入:

12.2 (Future Release)

12.1.0.2.1 (Oct 2014) Database Patch Set Update

12.1.0.2 Bundle Patch 1 (Oct 2014) for Engineered Systems DB In-Memory (DBBP)

12.1.0.2 Patch 1 on Windows Platforms 


我们看看以下测试,通过启用该参数,模拟之前的操作:

SQL> alter system set "_enable_pdb_close_abort"=true ;

System altered.


SQL> alter pluggable database PDBPROD1 open;

Pluggable database altered.


SQL> ! mv oradata/PRODCDB/PDBPROD1/PDBPROD1_users01.dbf /oradata/PRODCDB/PDBPROD1/PDBPROD1_users01.dbf.bk


SQL> alter system checkpoint;

System altered.


SQL> select con_id,name,open_mode from v$pdbs;

    CON_ID NAME OPEN_MODE

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

2 PDB$SEED READ ONLY

3 PDBPROD1 MOUNTED

4 PDBPROD2 READ WRITE


注意,此时告警日志输出如下,我们已经看到,现在PDB被单独的ABORT掉了,CDB和其他PDB未受到影响,这下科学了吧:

Fri Dec 02 15:58:39 2016

Errors in file /oracle/diag/rdbms/prodcdb/PRODCDB/trace/PRODCDB_ckpt_14527.trc:

ORA-63999: data file suffered media failure

ORA-01116: error in opening database file 10

ORA-01110: data file 10: '/oradata/PRODCDB/PDBPROD1/PDBPROD1_users01.dbf'

ORA-27041: unable to open file

Linux-x86_64 Error: 2: No such file or directory

Additional information: 3

Fri Dec 02 15:58:43 2016

Internal PDB shutdown abort of PDBPROD1 (container=3)


当然,我们如果不想这个数据库崩溃,希望数据库回复到以前的效果,可以关闭11.2.0.2引入的参数:_datafile_write_errors_crash_instance当该参数设置为FALSE之后,数据库将仅仅离线失去的数据文件:

Mon Jan 09 16:23:41 2017

Errors in file /oracle/diag/rdbms/prodcdb/PRODCDB/trace/PRODCDB_ckpt_13304.trc:

ORA-01171: datafile 10 going offline due to error advancing checkpoint

ORA-01116: error in opening database file 10

ORA-01110: data file 10: '/oradata/PRODCDB/PDBPROD1/PDBPROD1_users01.dbf'

ORA-27041: unable to open file

Linux-x86_64 Error: 2: No such file or directory

Additional information: 3

Mon Jan 09 16:24:02 2017

Checker run found 1 new persistent data failures


我们注意到在12.2版本中的变化是:_enable_pdb_close_abort 参数的初始值被设置为TRUE,也就是缺省的,就只是异常关闭PDB,而不会影响整个CDB。


是不是觉得Oracle的世界又变得美好了?



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