追本溯源：Oracle 只读表空间的探索实践

作者简介

胡中豪

云和恩墨西区交付工程师，多年一线 DBA 经验，曾服务于运营商、电网、政府行业、银行等行业客户；擅长数据库故障处理、性能优化、实施升级

本文由恩墨大讲堂147期线上分享整理而成。课程回看可点击文末“阅读原文”。

将表空间设为只读，可以带来如下好处

1.1 减少数据库备份和恢复时间

对于只读表空间，只需要在第一备份时进行备份，在以后的备份中不需要再对备份过的只读表空间进行备份。

1.2 减少数据库启动和关闭的时间

在 shutdown immediate 关闭数据库时，会将 dirty data 同步到磁盘上，即写入 datafile，因此这个操作可能会占用较多的时间；同样在启动时也会有同步 datafile 的操作。

当表空间设置为只读后，在启动和关闭时就不会对只读表空间对应的数据文件进行处理，从而减少了数据库启动和关闭的时间。

1.3 防止对数据的误操作

只读表空间可以限制如下的操作：

Insert Update Delete Truncate Create

因为这些操作需要修改数据文件的 block，而对于只读表空间上的表字段的修改，或者删除表和索引，都是不受限制的，因为这些操作都是直接修改数据字典。

1.4 分区表的数据过期化处理

前提是分区表的每个分区都在单独的表空间上，当对应分区过期后，可以直接将该分区对应的表空间设置为只读，那么对应分区的数据也就不能被修改。注意：这里仅仅是针对修改，我们还是可以进行 DDL 操作的。

只读表空间数据修改测试

--创建表空间 hzh：

SQL> select file_name from dba_data_files;
 
FILE_NAME
--------------------------------------------------------------------------------
/oracle/oradata/test/system01.dbf
/oracle/oradata/test/sysaux01.dbf
/oracle/oradata/test/undotbs01.dbf
/oracle/oradata/test/users01.dbf
SQL>create tablespace hzh datafile '/oracle/oradata/test/hzh01.dbf'size 50Mautoextend off;
 
Tablespacecreated.
SQL>alter tablespace hzh add datafile '/oracle/oradata/test/hzh02.dbf' size 50Mautoextend off;
 
Tablespacealtered.
 
SQL> set line 160
SQL> col tablespace_name for a15
SQL> col file_name for a50
SQL> select tablespace_name,file_name from dba_data_files;
TABLESPACE_NAME FILE_NAME
--------------- --------------------------------------------------
SYSTEM         /oracle/oradata/test/system01.dbf
SYSAUX         /oracle/oradata/test/sysaux01.dbf
UNDOTBS1       /oracle/oradata/test/undotbs01.dbf
USERS          /oracle/oradata/test/users01.dbf
HZH            /oracle/oradata/test/hzh01.dbf
HZH            /oracle/oradata/test/hzh02.dbf

--创建表

SQL> create table hzh1 tablespace hzh as select * from dba_objects;
 
Table created.

--创建索引：

SQL> create index idx_hzh1_id on hzh1(object_id);
 
Index created.

--表空间 hzh 设置为只读：

SQL> alter tablespace hzh read only;
 
Tablespace altered.

--删除表 hzh1 上的数据：

SQL> delete from hzh1 where rownum<100;
SQL>delete from hzh1 where rownum<100;
deletefrom hzh1 where rownum<100
*
ERRORat line 1:
ORA-00372:file 6 cannot be modified at this time
ORA-01110:data file 6: '/oracle/oradata/test/hzh02.dbf'

--因为表空间是只读的，所以无法删除。

--update 表 hzh1：

SQL> update hzh1 set object_id=1 where rownum=1;
update hzh1 set object_id=1 where rownum=1
*
ERROR at line 1:
ORA-00372: file 6 cannot be modified at this time
ORA-01110: data file 6: '/oracle/oradata/test/hzh02.dbf'

--无法 update

--insert 数据：

SQL> insert into hzh1 select * from dba_objects;
insert into hzh1 select * from dba_objects
*
ERROR at line 1:
ORA-00372: file 5 cannot be modified at this time
ORA-01110: data file 5: '/oracle/oradata/test/hzh01.dbf'

--无法 truncate：

SQL> truncate table hzh1;
truncate table hzh1
*
ERROR at line 1:
ORA-00372: file 6 cannot be modified at this time
ORA-01110: data file 6: '/oracle/oradata/test/hzh02.dbf'

--同样，在只读表空间也无法进行 create table 操作，因为无法分配空间：

SQL> create table hzh2 tablespace hzh as select * from dba_objects;
create table hzh2 tablespace hzh as select * from dba_objects
*
ERROR at line 1:
ORA-01647: tablespace 'HZH' is read-only, cannot allocate space in it

但是我们可以对只读表空间上的对象做一些不涉及表空间的操作，只修改数据字典的操作是可以进行的。

--添加列：

SQL>alter table hzh1 add col1 varchar2(20);
 
Tablealtered.

--修改列：

SQL> alter table hzh1 modify col1 varchar2(200);
 
Table altered.

--drop 索引和表：

SQL> drop index idx_hzh1_id;
 
Index dropped.
 
SQL> drop table hzh1;
 
Table dropped.

由此，对于只读表空间上的对象，我们仅仅是不能进行修改，但是我们还是可以进行 drop，添加修改列等操作。因为这些操作不涉及表空间的操作，仅仅是对 Oracle 数据字典的修改。

重建控制文件对只读表空间和临时表空间的影响

3.1 对只读表空间

假如存在一个只读的表空间，那么在重建控制文件之后，read-only 的数据文件会重命名为 MISSING00005 的格式，最后是5位数字。这个数据根据 file_id 对应，并且 datafile 也会变成 offline。

所以在重建控制文件之后，我们需要对只读文件的 datafile 进行 rename 操作，还原成原来的名称，并且修改其状态为 online。具体操作示例有说明。

在重建控制文件之前需要留意 datafile 的文件名称，如果有多个 datafile，那么就需要注意其顺序。这个需要注意一下。

3.2 TEMP 表空间

重建控制文件之后，原来的临时表空间中没有数据文件，需要单独添加。我们可以从 DBA_TABLESPACES 视图中查看到 TEMP 表空间，但是在 v$tempfile 视图中却查看不到 datafile，所以必须要手工添加 temporary datafile。

表空间 read-only 示例

--查看相关的信息

SQL> selecttablespace_name,status from dba_tablespaces;
 
TABLESPACE_NAME STATUS
--------------- ---------
SYSTEM          ONLINE
SYSAUX          ONLINE
UNDOTBS1        ONLINE
TEMP            ONLINE
USERS           ONLINE
HZH             READ ONLY
SQL> selectfile_name,status,online_status from dba_data_files;
 
FILE_NAME                                         STATUS    ONLINE_
----------------------------------------------------------- -------
/oracle/oradata/test/system01.dbf                  AVAILABLE SYSTEM
/oracle/oradata/test/sysaux01.dbf                  AVAILABLE ONLINE
/oracle/oradata/test/undotbs01.dbf                 AVAILABLE ONLINE
/oracle/oradata/test/users01.dbf                   AVAILABLE ONLINE
/oracle/oradata/test/hzh01.dbf                     AVAILABLE ONLINE
/oracle/oradata/test/hzh02.dbf                     AVAILABLE ONLINE

--将表空间设置成读写

SQL> alter tablespace hzh readwrite;
Tablespace altered.
 
SQL> select tablespace_name,statusfrom dba_tablespaces;
 
TABLESPACE_NAME STATUS
--------------- ---------
SYSTEM          ONLINE
SYSAUX          ONLINE
UNDOTBS1        ONLINE
TEMP            ONLINE
USERS           ONLINE
HZH             ONLINE
6 rows selected.
 
SQL> SQL> selectfile_name,status,online_status from dba_data_files;
 
FILE_NAME                                         STATUS    ONLINE_
----------------------------------------------------------- -------
/oracle/oradata/test/system01.dbf                  AVAILABLE SYSTEM
/oracle/oradata/test/sysaux01.dbf                  AVAILABLE ONLINE
/oracle/oradata/test/undotbs01.dbf                 AVAILABLE ONLINE
/oracle/oradata/test/users01.dbf                   AVAILABLE ONLINE
/oracle/oradata/test/hzh01.dbf                     AVAILABLE ONLINE
/oracle/oradata/test/hzh02.dbf                     AVAILABLE ONLINE
 
6 rows selected.

--重建控制文件测试

--先将表空间 read-only

SQL> alter tablespace hzh readonly;
Tablespace altered.

--将控制文件 dump 到 trace

SQL> oradebug setmypid
Statement processed.
SQL> alter database backupcontrolfile  to trace;


Database altered.


SQL> oradebug tracefile_name
/oracle/app/oracle/diag/rdbms/test/test/trace/test_ora_30788.trc

--查看 trace 文件，取得控制文件创建的 SQL 代码

--在这个 trace 文件里对我们的影响写的很清楚：

--     Set #1. NORESETLOGS case
--
-- The following commands willcreate a new control file and use it
-- to open the database.
-- Data used by Recovery Managerwill be lost.
-- Additional logs may be requiredfor media recovery of offline
-- Use this only if the current versionsof all online logs are
-- available.
-- After mounting the createdcontrolfile, the following SQL
-- statement will place thedatabase in the appropriate
-- protection mode:
-- ALTER DATABASE SET STANDBY DATABASE TO MAXIMIZE PERFORMANCE
STARTUP NOMOUNT
CREATE CONTROLFILE REUSE DATABASE"TEST" NORESETLOGS NOARCHIVELOG
MAXLOGFILES 16
MAXLOGMEMBERS 3
MAXDATAFILES 100
MAXINSTANCES 8
MAXLOGHISTORY 292
LOGFILE
GROUP 1'/oracle/oradata/test/redo01.log'  SIZE50M BLOCKSIZE 512,
GROUP 2 '/oracle/oradata/test/redo02.log'  SIZE 50M BLOCKSIZE 512,
GROUP 3'/oracle/oradata/test/redo03.log'  SIZE50M BLOCKSIZE 512
-- STANDBY LOGFILE
DATAFILE
'/oracle/oradata/test/system01.dbf',
'/oracle/oradata/test/sysaux01.dbf',
'/oracle/oradata/test/undotbs01.dbf',
'/oracle/oradata/test/users01.dbf'
CHARACTER SET ZHS16GBK
;
-- Commands to re-createincarnation table
-- Below log names MUST be changedto existing filenames on
-- disk. Any one log file from eachbranch can be used to
-- re-create incarnation records.
-- ALTER DATABASE REGISTER LOGFILE'/oracle/app/oracle/product/11.2.0/db_1/dbs/arch1_1_966556994.dbf';
-- Recovery is required if any ofthe datafiles are restored backups,
-- or if the last shutdown was notnormal or immediate.
RECOVER DATABASE
-- Database can now be openednormally.
ALTER DATABASE OPEN;
-- Files in read-only tablespacesare now named.
ALTER DATABASE RENAME FILE'MISSING00005'
TO'/oracle/oradata/test/hzh01.dbf';
ALTER DATABASE RENAME FILE'MISSING00006'
TO'/oracle/oradata/test/hzh02.dbf';
-- Online the files in read-onlytablespaces.
ALTER TABLESPACE "HZH"ONLINE;
-- Commands to add tempfiles totemporary tablespaces.
-- Online tempfiles have completespace information.
-- Other tempfiles may requireadjustment.
ALTER TABLESPACE TEMP ADD TEMPFILE'/oracle/oradata/test/temp01.dbf'
SIZE 61865984  REUSE AUTOEXTEND ON NEXT 655360  MAXSIZE 32767M;
-- End of tempfile additions.
--
--     Set #2. RESETLOGS case
--
-- The following commands willcreate a new control file and use it
-- to open the database.
-- Data used by Recovery Managerwill be lost.
-- The contents of online logs willbe lost and all backups will
-- be invalidated. Use this only ifonline logs are damaged.
-- After mounting the createdcontrolfile, the following SQL
-- statement will place thedatabase in the appropriate
-- protection mode:
-- ALTER DATABASE SET STANDBY DATABASE TO MAXIMIZE PERFORMANCE
STARTUP NOMOUNT
CREATE CONTROLFILE REUSE DATABASE"TEST" RESETLOGS  NOARCHIVELOG
MAXLOGFILES 16
MAXLOGMEMBERS 3
MAXDATAFILES 100
MAXINSTANCES 8
MAXLOGHISTORY 292
LOGFILE
GROUP 1'/oracle/oradata/test/redo01.log'  SIZE50M BLOCKSIZE 512,
GROUP 2'/oracle/oradata/test/redo02.log'  SIZE50M BLOCKSIZE 512,
GROUP 3'/oracle/oradata/test/redo03.log'  SIZE50M BLOCKSIZE 512
-- STANDBY LOGFILE
DATAFILE
'/oracle/oradata/test/system01.dbf',
'/oracle/oradata/test/sysaux01.dbf',
'/oracle/oradata/test/undotbs01.dbf',
'/oracle/oradata/test/users01.dbf'
CHARACTER SET ZHS16GBK
;
-- Commands to re-createincarnation table
-- Below log names MUST be changedto existing filenames on
-- disk. Any one log file from eachbranch can be used to
-- re-create incarnation records.
-- ALTER DATABASE REGISTER LOGFILE'/oracle/app/oracle/product/11.2.0/db_1/dbs/arch1_1_966556994.dbf';
-- Recovery is required if any ofthe datafiles are restored backups,
-- or if the last shutdown was notnormal or immediate.
RECOVER DATABASE USING BACKUPCONTROLFILE
-- Database can now be openedzeroing the online logs.
ALTER DATABASE OPEN RESETLOGS;
-- Files in read-only tablespacesare now named.
ALTER DATABASE RENAME FILE'MISSING00005'
TO'/oracle/oradata/test/hzh01.dbf';
ALTER DATABASE RENAME FILE'MISSING00006'
TO'/oracle/oradata/test/hzh02.dbf';
-- Online the files in read-onlytablespaces.
ALTER TABLESPACE "HZH"ONLINE;
-- Commands to add tempfiles totemporary tablespaces.
-- Online tempfiles have completespace information.
-- Other tempfiles may requireadjustment.
ALTER TABLESPACE TEMP ADD TEMPFILE'/oracle/oradata/test/temp01.dbf'
SIZE 61865984  REUSE AUTOEXTEND ON NEXT 655360  MAXSIZE 32767M;
-- End of tempfile additions.
--

由此 trace 文件可以确认，重建控制文件需要单独处理只读表空间和 TEMP 表空间。

3.3 使用 NORESETLOGS 模式重建控制文件

具体的操作步骤，在 trace 文件里有说明。

--DB 启动到 nomount 状态

SQL> shutdown immediate
Database closed.
Database dismounted.
ORACLE instance shut down.
SQL> startup nomount
ORACLE instance started.
 
Total System Global Area 1006305280bytes
FixedSize                 2234600 bytes
VariableSize            650118936 bytes
DatabaseBuffers          348127232 bytes
RedoBuffers               5824512 bytes
SQL>

--重建控制文件

SQL> CREATE CONTROLFILE REUSEDATABASE "TEST" NORESETLOGS NOARCHIVELOG
2      MAXLOGFILES 16
3      MAXLOGMEMBERS 3
4      MAXDATAFILES 100
5      MAXINSTANCES 8
6      MAXLOGHISTORY 292
7 LOGFILE
8   GROUP 1 '/oracle/oradata/test/redo01.log'  SIZE 50M BLOCKSIZE 512,
9   GROUP 2 '/oracle/oradata/test/redo02.log'  SIZE 50M BLOCKSIZE 512,
10    GROUP 3'/oracle/oradata/test/redo03.log'  SIZE50M BLOCKSIZE 512
11 -- STANDBY LOGFILE
12 DATAFILE
13    '/oracle/oradata/test/system01.dbf',
14    '/oracle/oradata/test/sysaux01.dbf',
15    '/oracle/oradata/test/undotbs01.dbf',
16    '/oracle/oradata/test/users01.dbf'
17 CHARACTER SET ZHS16GBK
18 ;
 
Control file created.

--控制文件的位置在初始化参数里指定。

--打开数据库

SQL> alterdatabase open;
 
Database altered.

--查看表空间和数据文件的状态：

SQL> selecttablespace_name,status from dba_tablespaces;
 
TABLESPACE_NAME                STATUS
---------------------------------------
SYSTEM                         ONLINE
SYSAUX                         ONLINE
UNDOTBS1                       ONLINE
TEMP                           ONLINE
USERS                          ONLINE
HZH                            READ ONLY
 
SQL> set lines 200
SQL> /
 
FILE_ID FILE_NAME                                                              STATUS    ONLINE_
----------------------------------------------------------------------------------------- -------
4/oracle/oradata/test/users01.dbf                                      AVAILABLE ONLINE
3 /oracle/oradata/test/undotbs01.dbf                                     AVAILABLEONLINE
2/oracle/oradata/test/sysaux01.dbf                                      AVAILABLEONLINE
1/oracle/oradata/test/system01.dbf                                      AVAILABLESYSTEM
5 /oracle/app/oracle/product/11.2.0/db_1/dbs/MISSING00005                AVAILABLE OFFLINE
6/oracle/app/oracle/product/11.2.0/db_1/dbs/MISSING00006                AVAILABLE OFFLINE
 
6 rows selected.

--注意这里，我们之前 read only 的 hzh 表空间还是 read only 的，但是其对应的数据文件名称发生了改变，变成了 MISSING00005，最后是5位数字，这个数据根据 file_id 对应。

同时注意这里的 datafile 状态变成了 offline。

--如果我们现在直接 online 或者 read write 表空间，都会报错：

SQL> alter tablespace hzh online;
alter tablespace hzh online
*
ERROR at line 1:
ORA-01157: cannot identify/lock data file 5 - seeDBWR trace file
ORA-01111: name for data file 5 is unknown - renameto correct file
ORA-01110: data file 5:'/oracle/app/oracle/product/11.2.0/db_1/dbs/MISSING00005'
 
 
SQL> alter tablespace hzh read write;
alter tablespace hzh read write
*
ERROR at line 1:
ORA-01135: file 5 accessed for DML/query is offline
ORA-01111: name for data file 5 is unknown - renameto correct file
ORA-01110: data file 5:'/oracle/app/oracle/product/11.2.0/db_1/dbs/MISSING00005'

也是提示我们需要对文件进行 rename。

--现在对2个 datafile 进行 rename 操作：

SQL> ALTER DATABASE RENAME FILE'MISSING00005'
2   TO '/oracle/oradata/test/hzh01.dbf';
ALTER DATABASE RENAME FILE'MISSING00006'
 
Database altered.
 
SQL>   2   TO '/oracle/oradata/test/hzh02.dbf';
 
Database altered.

--再将表空间 online：

SQL> alter tablespace hzh read write;
alter tablespace hzh read write
*
ERROR at line 1:
ORA-01135: file 5 accessed forDML/query is offline
ORA-01110: data file 5:'/oracle/oradata/test/hzh01.dbf'

因为之前的 datafile 是 offline 的，所以我们直接修改表空间模式时，提示我们要访问的 datafile 是 offline 的。

我们使用命令将表空间下的所有 datafile online，

SQL> alter tablespace hzhonline;
Tablespace altered.

也可以使用 alter database datafile 命令分次处理单个的 datafile。

现在我们就可以看到数据文件已经正常了：

SQL> select file_name,status,online_statusfrom dba_data_files;
 
FILE_NAME                                                              STATUS    ONLINE_
------------------------------------------------------------------------------- -------
/oracle/oradata/test/users01.dbf                                      AVAILABLE ONLINE
/oracle/oradata/test/undotbs01.dbf                                     AVAILABLEONLINE
/oracle/oradata/test/sysaux01.dbf                                      AVAILABLEONLINE
/oracle/oradata/test/system01.dbf                                      AVAILABLESYSTEM
/oracle/oradata/test/hzh01.dbf                                        AVAILABLE ONLINE
/oracle/oradata/test/hzh02.dbf                                        AVAILABLE ONLINE
 
6 rows selected.

但是我们的表空间还是 read only 的状态：

SQL> select tablespace_name,status fromdba_tablespaces;
 
TABLESPACE_NAME                STATUS
------------------------------ ---------
SYSTEM                         ONLINE
SYSAUX                         ONLINE
UNDOTBS1                       ONLINE
TEMP                           ONLINE
USERS                          ONLINE
HZH                            READ ONLY

--但是要注意，我们重建控制文件之后还需要添加 Temp 表空间。虽然从 dba_tablespaces 视图里可以查看到 TEMP 表空间，但是该表空间确实没有数据文件的，我们需要单独添加。

SQL> select * from v$tempfile;
no rows selected

--所以为了系统的正常运行，需要给 TEMP 表空间添加数据文件：

SQL> ALTER TABLESPACE TEMP ADD TEMPFILE'/oracle/oradata/test/temp01.dbf'
SIZE 61865984 REUSE AUTOEXTEND ON NEXT 655360 MAXSIZE 32767M;  2
 
Tablespace altered.

再次查询就 OK 了：

SQL> select name from v$tempfile;
 
NAME
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
/oracle/oradata/test/temp01.dbf

至此，我们重建控制文件的操作就算全部完成。

The End.

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