Flashback - 数据库中的月光宝盒

一部优秀的老电影中有这样一个经典的桥段，剧中角色打开月光宝盒大喊一声“波若波罗密”，便可触发时光倒流帮他回到事情发生之前以挽回悲剧结局，抑或直接回到500年前寻找他的前世姻缘。那么Oracle数据库中是否有类似的“宝物”，能帮我们嗖的一声回到“500年前”呢？让我们一起来探寻Oracle的月光宝盒--数据库闪回技术。

 闪回技术的历史演进

 基于undo的闪回

undo记录了每次数据变化中被覆盖的值，我们可以说它记录了数据变化时的前镜像值，例如一个事务将某数据从1改成了2，那么最终数据块记录的值应该是2，但是undo会记录下来更改前的值即1。undo数据是一个循环覆盖的结构，如下图：

基于undo的闪回我们主要介绍三种：闪回查询、闪回版本查询和闪回表。

闪回查询

闪回查询可以帮助我们查询一张表在过去某时间的数据状态。具体使用方法也很简单，主要就是在普通的select查询语句中多写一个“AS OF TIMESTAMP ”子句，以返回指定时间戳时的数据状态。

在我们日常使用时，主要有以下3种常用的方式：

-- 1.闪回到某精确时间点：
SELECT * FROM <table_name> AS OF TIMESTAMP 
TO_TIMESTAMP('2020-12-21 08:45:00','yyyy-mm-dd hh24:mi:ss');


-- 2.闪回到相对时间点之前（例如：1分钟前）
SELECT * FORM <table_name AS OF TIMESTAMP SYSDATE - 1/24/60;


-- 3.闪回到指定SCN
SELECT * FROM <table_name> AS OF SCN 5572156;  

闪回版本查询

使用VERSIONS子句查询某一段时间对应行的所有版本，返回结果是行的改变历史，且只返回已提交的行（包括删除和重新插入的行版本）。

SELECT
    versions_startscn,
    versions_starttime,
    versions_endscn,
    versions_endtime,
    versions_xid,
    versions_operation,
    last_name,
    salary
FROM
    employees 
        VERSIONS BETWEEN TIMESTAMP
            TO_TIMESTAMP('2023-02-28 14:00:00', 'YYYY-MM-DD HH24:MI:SS')
        AND 
            TO_TIMESTAMP('2022-12-18 17:00:00', 'YYYY-MM-DD HH24:MI:SS')
WHERE
    first_name = 'Steven';

闪回表

闪回表技术可以将表恢复到过去的指定时间点，使用过程主要分为以下步骤和方式：

-- 1.开启行移动：
ALTER TABLE <table_name> ENABLE ROW MOVEMENT;


-- 2-1. 将表闪回到指定时间点
FLASHBACK TABLE <table_name> TO TIMESTAMP TO_TIMESTAMP('2020-12-12 13:30:00','YYYY-MM-DD HH24:MI:SS');


-- 2-2. 或将表闪回到 n分钟（小时）之前
FLASHBACK TABLE <table_name> TO TIMESTAMP sysdate – N/24/60;


-- 2-3. 将表闪回到指定的SCN
FLASHBACK TABLE <table_name>TO SCN 5572156;

Flashback Data Archive（FDA）

undo数据具有时效性，旧的undo数据会被新的事务产生的undo覆盖。所以，Oracle依赖于undo的闪回技术也会受到该时效性的影响，无法闪回到很久前的数据。

为了能够闪回到更久远的过去时刻，Oracle引入了FDA特性，即闪回数据归档，该特性最初在11g版本引入并被命名为Total Recall。它记录了数据库事务变化的历史值，将其固化在表空间中的闪回归档对象中保存，使开启了该功能的表可以不受undo覆盖限制，闪回到更远的历史时刻。

开启FDA示例：

基于回收站的闪回

Oracle数据库回收站是一个虚拟容器，所有丢弃的对象都驻留在其中。如果开启了回收站后，删除数据对象并不会立即释放该对象占用的空间，只有在满足一些条件的时候才会实际释放该对象占用的空间。例如表 EMP 是在 USERS 表空间中创建的，则删除的表 EMP 将保留在 USERS 表空间中。删除的表和任何关联对象（如索引、约束、嵌套表和其他依赖对象）都不会移动，它们只是用前缀 BIN$$ 重新命名该对象。可以通过数据字典视图：USER_RECYCLEBIN 和 DBA_RECYCLEBIN快速查看回收站中的对象。

Oracle的FLASHBACK DROP，可以逆转drop table操作，在数据没有purge的情况下将数据从回收站中恢复回来。

-- 闪回被drop的表
FLASHBACK TABLE <table_name> TO BEFORE DROP;

 基于闪回日志的数据库闪回

使用 Oracle 的闪回日志，将整个数据库恢复到特定时间点，可以闪回整个数据库或者单个PDB。闪回数据库需要依赖闪回日志，需要开启flashback database设置。

数据库闪回必须满足以下的前提条件：

然后需要以干净的方式停止数据库，并启动到mount状态：

SQL> shutdown immediate
SQL> startup mount

通过以下命令可闪回到某指定的点（SCN，时间戳，日志序列号等）：

FLASHBACK DATABASE TO TIMESTAMP TO_TIMESTAMP('2020-12-12 13:30:00','YYYY-MM-DD HH24:MI:SS');


FLASHBACK DATABASE TO TIMESTAMP(sysdate - 2/24);


FLASHBACK DATABASE TO SCN 9527;

 闪回特性总结及适用场景

最后，我们以表格方式整理对比Oracle数据库的各项闪回技术，以及分别适合的应用场景。

 闪回常见问题

编辑：萧宇