Every Day of a DBA，第153期: Oracle 19c Active Data Guard-DML Redirection

1. 功能概述

Active Data Guard DML 重定向 是 Oracle 19c 引入的一项重要新特性，允许在 物理备库（Physical Standby） 上直接执行 DML 操作（INSERT、UPDATE、DELETE）。当用户在备库上发起 DML 时，操作会被 透明地重定向 到主库执行，产生的 Redo 日志再传回备库应用，最终将结果返回给客户端。

此特性使得备库不再仅限于只读查询，而是可以承载 “偶尔写入” 的混合工作负载，真正实现 Read-Mostly 架构。

适用场景

• 备库上运行的只读应用程序偶尔需要执行少量 DML（如更新状态、插入日志）
• 希望减轻主库上大量只读会话的并发压力
• 应用代码无法修改连接字符串，但需要备库具备有限写入能力
• 报表系统需要在查询中间结果时写入临时标记

2. 工作原理

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                      应用层（客户端）                          │
│         连接备库，发出 DML 语句（INSERT/UPDATE/DELETE）         │
└──────────────────────┬──────────────────────────────────────┘
                       │                       
                       ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│              Active Data Guard 备库                          │
│                                                             │
│  ① 接收 DML 请求                                              │
│  ② 自动检测是否为 DML 操作                                      │
│  ③ 将 DML 重定向到主库（透明，应用无感知）                         │
│  ④ 等待主库执行完毕并传回 Redo                                   │
│  ⑤ Redo 应用后，返回结果给客户端                                 │
└──────────────────────┬──────────────────────────────────────┘
                       │  重定向 (ADG_REDIRECT_DML)
                       ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    主库（Primary）                            │
│                                                             │
│  ① 接收来自备库的重定向 DML                                     │
│  ② 在本地执行 DML 操作                                        │
│  ③ 生成 Redo 日志                                            │
│  ④ 按 Data Guard 同步策略传送到备库                            │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

详细流程

关键特性

• 透明性：应用无需修改代码或连接字符串
• 读一致性：DML 会话中的未提交更改，在该会话内可查询到（其他会话需等待提交后）
• 等待语义：备库会话会 同步等待 直到数据变更被传回并应用到备库后才返回
• ACID 保障：事务的原子性、一致性、隔离性、持久性完全保持

3. 核心优势

4. 前提条件

在启用 DML 重定向之前，必须满足以下条件：

4.1 环境要求

4.2 限制说明

⚠️ 重要限制

• SYS 用户不支持：SYS 用户连接备库时无法使用 DML 重定向
• Oracle XA 事务不支持：分布式 XA 事务中的 DML 无法重定向
• 重定向量建议 < 10%：所有备库 DML 最终在主库执行，过多会冲击主库性能
• 连接方式限制：必须使用 用户名/密码 方式登录（sqlplus user/pass@standby），不能使用 / as sysdba
• DDL 不支持：重定向仅限 DML（INSERT/UPDATE/DELETE/MERGE），DDL（CREATE/ALTER/DROP）需要直接在主库执行

4.3 验证备库状态

-- 在备库执行SELECT OPEN_MODE, DATABASE_ROLE, SWITCHOVER_STATUS, PROTECTION_MODE, FLASHBACK_ON FROM V$DATABASE;

预期输出：

• OPEN_MODE = READ ONLY WITH APPLY
• DATABASE_ROLE = PHYSICAL STANDBY

5. 启用配置

参数 ADG_REDIRECT_DML 默认值为 FALSE。需要在 主库和备库两端 都设置为 TRUE。

5.1 主库配置

SQL> show parameter adg_redirect_dml
 NAME                     TYPE          VALUE
 ———————————— ———– ——————————
 adg_redirect_dml            boolean       FALSE

SQL> alter system set adg_redirect_dml=true scope=both;
 System altered.

SQL> show parameter adg_redirect_dml

NAME            TYPE          VALUE
 ———————————— ———– ——————————
 adg_redirect_dml  boolean        TRUE

5.2 备库配置

SQL> show parameter adg_redirect_dml
 NAME                     TYPE          VALUE
 ———————————— ———– ——————————
 adg_redirect_dml            boolean       FALSE

SQL> alter system set adg_redirect_dml=true scope=both;
 System altered.

SQL> show parameter adg_redirect_dml

NAME            TYPE          VALUE
 ———————————— ———– ——————————
 adg_redirect_dml  boolean        TRUE

5.3 会话级别控制（可选）

若仅需单个会话启用，而非全局启用：

-- 在当前会话启用 DML 重定向（会覆盖系统级设置）
ALTER SESSION ENABLE ADG_REDIRECT_DML;
-- 在当前会话禁用 DML 重定向
ALTER SESSION DISABLE ADG_REDIRECT_DML;

优先级：会话级设置 > 系统级设置

6. 功能测试

6.1 在主库创建测试表

-- 连接主库（用户名/密码方式）
sqlplus sys/oracle@primary as sysdba

-- 创建测试表
CREATE TABLE oracle_dml_test (
    name    VARCHAR2(50),
    testdate TIMESTAMP
);

-- 插入测试数据
INSERT INTO oracle_dml_test VALUES ('主库写入测试', SYSDATE);
INSERT INTO oracle_dml_test VALUES ('初始数据', SYSDATE);

COMMIT;

-- 验证
SELECT * FROM oracle_dml_test;

6.2 在备库验证数据已同步

-- 连接备库（必须使用用户名/密码方式，不可用 / as sysdba）
sqlplus sys/oracle@standby as sysdba

-- 查看主库创建的表和数据是否已同步（可能在备库需要完全路径或等待 apply 延迟）
SELECT * FROM oracle_dml_test;

-- 确认备库状态
SELECT DATABASE_ROLE, OPEN_MODE FROM V$DATABASE;

SELECT STATUS, INSTANCE_NAME, DATABASE_ROLE, PROTECTION_MODE 
FROM V$DATABASE, V$INSTANCE;

预期输出：

DATABASE_ROLE         OPEN_MODE
-------------------- --------------------
PHYSICAL STANDBY     READ ONLY WITH APPLY

6.3 在备库执行 DML 重定向测试

-- 连接备库（用户名/密码，非 SYS 用户优先）
sqlplus test_user/test_pass@standby

-- 在备库执行 DELETE 操作（将会被透明重定向到主库）
DELETE FROM oracle_dml_test WHERE name = '初始数据';

-- 显示受影响行数
-- 输出: 1 row deleted.

-- 提交事务
COMMIT;

-- 再次查询，确认读一致性
SELECT * FROM oracle_dml_test;

6.4 在主库验证变更已生效

-- 连接主库
sqlplus sys/oracle@primary as sysdba

-- 验证数据已从备库删除
SELECT * FROM oracle_dml_test;

-- 预期：'初始数据' 行已不存在，DML 重定向成功

7. 高级测试场景

7.1 PL/SQL 块中的 DML 重定向

备库上的 PL/SQL 块中包含的 DML 同样会被重定向：

-- 在备库执行
BEGIN
    INSERT INTO oracle_dml_test VALUES ('PL/SQL 插入测试', SYSDATE);
    UPDATE oracle_dml_test SET name = 'PL/SQL 已更新' WHERE name = 'PL/SQL 插入测试';
    COMMIT;
END;
/

7.2 事务一致性验证

-- 备库：插入后未提交，本会话可看到
INSERT INTO oracle_dml_test VALUES ('未提交数据', SYSDATE);
SELECT * FROM oracle_dml_test;  -- 可以看到新行

-- 另开一个备库会话（同一事务未提交前），看不到新行

7.3 多表联合 DML

-- 备库执行多表操作
INSERT INTO oracle_dml_test VALUES ('多表测试A', SYSDATE);
UPDATE oracle_dml_test SET testdate = SYSDATE WHERE name LIKE '多表%';
DELETE FROM oracle_dml_test WHERE name = '多表测试A';
COMMIT;

8. 监控与诊断

8.1 查看 DML 重定向状态

-- 当前会话是否启用 DML 重定向
SELECT SYS_CONTEXT('USERENV', 'ADG_REDIRECT_DML') AS adg_redirect_enabled FROM DUAL;

8.2 查询重定向相关的等待事件

-- 查看 DML 重定向相关等待事件
SELECT event, total_waits, time_waited, average_waitFROM V$SYSTEM_EVENTWHERE event LIKE '%ADG%' OR event LIKE '%redirect%';

8.3 重定向错误诊断

常见错误代码：

9. 最佳实践与注意事项

✅ 最佳实践

❌ 注意事项

1. DDL 不会重定向 — 表结构变更仍需在主库执行
2. 序列（Sequence）不重定向 — 在备库访问序列需在主库预先处理
3. 临时表 — 全局临时表在备库行为可能不同，需仔细测试
4. 主备延迟影响 — 如果主备之间有较大 Redo 应用延迟，DML 操作等待时间会增加
5. Data Guard Broker — 建议使用 Broker 管理，Broker 故障切换后参数会自动同步
6. 版本兼容性 — 主备库必须同为 19c，且版本补丁级别一致

10. 故障排除

问题 1：ORA-16397 错误

ORA-16397: statement redirection from Oracle Active Data Guard standby database to primary database failed

排查步骤：

1. 检查主库和备库的 ADG_REDIRECT_DML 参数是否都为 TRUE
2. 确认备库处于 READ ONLY WITH APPLY 模式
3. 测试主备之间数据库连接是否正常
4. 确认未使用 / as sysdba 连接备库

问题 2：备库 DML 无反应

-- 检查备库是否启用了 DML 重定向
ALTER SESSION ENABLE ADG_REDIRECT_DML;

-- 检查连接方式
SELECT SYS_CONTEXT('USERENV', 'AUTHENTICATION_METHOD') FROM DUAL;
-- 应返回非 SYSDBA 认证方式

问题 3：DML 性能缓慢

• 检查主备之间的 网络延迟 和 带宽
• 检查备库的 Redo Apply 速率
• 使用 V$ADG_STATS 视图诊断同步延迟

-- 查看 ADG 同步状态
SELECT NAME, VALUE, TIME_COMPUTED, DATUM_TIME 
FROM V$ADG_STATS 
WHERE NAME LIKE '%lag%';