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2023-11-29

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oracle 完全检查点和增量检查点

由于 Oracle 中 LGWR 和 DBWR 工作的不一致，Oracle 引入了检查点的概念，用于同步数据库，保证数据库的一致性。

在 Oracle 里面，检查点分为两种：完全检查点和增量检查点。下面我们分别介绍这两种检查点的作用：

1、完全检查点

在 Oracle8i 之前，数据库的发生的检查点都是完全检查点。完全检查点会将数据缓冲区里面所有的脏数据块写入相应的

数据文件中，同时将最新的 checkpoint scn 更新到所有的数据文件头部及控制文件。保证数据库的处于一致的状态。需

要注意的是，完全检查点产生的时候，CKPT 并不是把当前完全检查点发生那一时刻的 SCN 更新到控制文件和数据文

件头，而是将这个触发检查点时刻 DBWn 当前刚写完 dirty buffer 对应的 SCN 更新到控制文件和数据文件头，也就是

说，更新控制文件和数据文件头的 SCN 是滞后于完全检查点的发生那一时刻的 SCN 的，这个从恢复的原理也很容易理

解，因为检查点发生的时候要写入 dirty buffer 还没有写入，自然不能立即更新成当前的 SCN 了。需要注意的是, 在

oracle8 之前，由于没有 chekpoint queue，也没有增量检查点的概念，发生完全检查点时，DBWn 会以一种无序的方

式将所有的 dirty buffer 写出到数据文件，这个时候 Oracle 会冻结所有 DML 操作等候所有 dirty buffer 被写出，巨大的

IO 往往会影响到数据库的性能。后来随着 Oracle 数据库的发展和 buffer cache 的不断增大，oracle 意识到这个单一

的 Full checkpoint 机制已经不能满足需要，所以在 Oracle 8i 后提出增量检查点的概念，建立了 checkpoint queue ，让

dirty buffer header 根据首次变化时候的顺序(LRBA)排列在 queue 里面。这样 DBWn 只要顺着 queue 的顺序写，而

其他进程不必等候 dbwr 的写完成就可以继续。因此增量检查点的概念就由此产生了。

完全检查点在 8i 之后只有在下列两种情况下才会发生：

DBA 手工执行 alter system checkpoint 的命令；

数据库正常 shutdown (immediate,transcational,normal)。

2、增量检查点

说白了，就是

CKPT 每 3 秒一次的检查 DBWn 写进度并在控制文件中记录检查点位置(checkpoint position)和更新 heartbeat 信息

以及

CKPT 定期触发 DBWn 去写 checkpoint queue 中的脏数据

这两项操作合一起被称为增量检查点。 -->可能这块描述的过于笼统，大家继续往下看:-)

我们都知道被修改过的数据块，在 oracle 中都被统称为脏数据块(dirty buffer)。所有的脏块被一个链表串起来,称做检查

点队列(checkpoint queue)。在 buffer cache 中,每一个块都有一个 buffer header 简称 BH, 在 BH 中有一个 ckptq 项, 此

项目中记录了指向检查点队列上一个块和下一个块的指针。如果某一个块不在检查点队列中,他的 ckptq 项为空.通过

ckptq 项 oracle 将所有的脏块串成了一个双向链表。这个双向链表就是检查点队列了。

Oracle 从 8i 开始引入了检查点队列(checkpoint queue)的概念，用于记录数据库里面当前所有的 dirty buffer 的信息，

这些 dirty buffer 的信息按被修改的时间先后存放在 checkpoint queue 里面(当块首次被更改时，块会立即被加进检查点

队列)，所涉及的条目主要包含 RBA (Redo Block Address，重做日志里面用于标识事务期间数据块在重做日志里面发生

更改的编号)和数据块的数据文件号和块号。

不论数据块(buffer)更改几次，它在 checkpoint queue 里面的位置始终保持不变，checkpoint queue 也只会记录它最早

的 RBA(这个最早的 RBA 其实就是 Low RBA，也就是数据块第一次被修改时所对应的 RBA)，从而保证最早更改的数据

块能够尽快从内存写入数据文件。DBWR 每到一定的时机，就会被触发 (DBWn 并不是只有当检查点发生的时候才写，

它大约有 10 几种条件触发写操作)，沿着检查点队列的顺序刷新脏块，同时 CKPT 进程，会监控着检查点队列的长度，

当检查点队列的长度达到一定限制时(具体有几个参数来确定 checkpoing queue 的长度，下面会提到比如

log_checkpoint_timeout,fast_start_mttr_target 等)，CKPT 会通知 DBWR 写脏块。CKPT 会根据几个参数的设置和 I/O

的速度以及繁忙程度，计算出来一个 Target rba(目标 rba)，DBWn 会沿着检查点队列，按照 dirty buffer 的 Low RBA 顺

序将所有 Target rba 之前对应的脏块从内存写入数据磁盘文件。当 CKPT 通知完 DBWn Target rba 后，CKPT 的任务