DB2事務(wù)日志行為分析及對(duì)策

柴 新

（江蘇電力信息技術(shù)有限公司，南京 210024）

1 引言

DB2數(shù)據(jù)庫(kù)是廣泛使用的大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，事務(wù)日志在數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行中扮演著非常重要的角色，沒(méi)有事務(wù)日志的參與，DB2數(shù)據(jù)庫(kù)就無(wú)法保證數(shù)據(jù)的一致性和可恢復(fù)性。數(shù)據(jù)庫(kù)中運(yùn)行的事務(wù)會(huì)耗用日志存儲(chǔ)空間，如果有長(zhǎng)久未提交事務(wù)或數(shù)據(jù)修改量巨大的大事務(wù)，容易出現(xiàn)事務(wù)日志空間被耗盡的現(xiàn)象，本文提出了針對(duì)性的防范措施。

2 什么是事務(wù)日志

所謂數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性，就是當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)崩潰恢復(fù)或前滾到某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)能夠保證已經(jīng)提交事務(wù)的數(shù)據(jù)都被寫(xiě)入磁盤，而所有未提交和回滾事務(wù)都被撤銷。為了保障數(shù)據(jù)的一致性，數(shù)據(jù)庫(kù)需要有一種機(jī)制提供以下功能：

（1）若某事務(wù)回滾，數(shù)據(jù)庫(kù)需要知道被修改前的舊數(shù)據(jù)。

（2）數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生崩潰時(shí)，保存在緩沖池中的已提交事務(wù)的數(shù)據(jù)可能還沒(méi)有寫(xiě)入物理磁盤，磁盤上的數(shù)據(jù)還是舊數(shù)據(jù)，如何保證已提交事務(wù)的數(shù)據(jù)不丟失？

在DB2中，正是事務(wù)日志提供了以上問(wèn)題的解決方案。所謂事務(wù)日志，就是在一個(gè)事務(wù)被提交之后，保證該事務(wù)里修改后的數(shù)據(jù)能夠被寫(xiě)入永久存儲(chǔ)介質(zhì)的一種機(jī)制，目的在于保證提交事務(wù)包含的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。為了提高系統(tǒng)的性能，DB2采用日志優(yōu)先算法，也就是先把記錄寫(xiě)入日志文件，后將數(shù)據(jù)從緩沖池使用異步方式寫(xiě)入磁盤。

3 循環(huán)日志和歸檔日志

DB2使用主日志和輔助日志文件來(lái)控制、分配日志存儲(chǔ)空間，當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)啟動(dòng)后，就預(yù)先分配了規(guī)定數(shù)目的主日志文件，而輔助日志文件是當(dāng)主日志文件的空間被耗盡后進(jìn)行按需分配，當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)不再需要時(shí)會(huì)向操作系統(tǒng)釋放空間。

DB2有兩種方式來(lái)使用日志文件：循環(huán)日志模式、歸檔日志模式。循環(huán)日志模式就是對(duì)多個(gè)事務(wù)日志文件進(jìn)行循環(huán)使用，每個(gè)事務(wù)日志文件的內(nèi)容會(huì)不斷被新日志條目數(shù)據(jù)所覆蓋，而歸檔日志模式與循環(huán)日志模式的最大區(qū)別就是事務(wù)日志文件的內(nèi)容在被新日志條目覆蓋之前首先被進(jìn)行保存，這一保存的過(guò)程就被稱之為歸檔，歸檔日志模式保留了數(shù)據(jù)庫(kù)所有數(shù)據(jù)更改活動(dòng)的完整軌跡，因而能夠支持時(shí)間點(diǎn)前滾恢復(fù)，也就是使用一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的完全備份映像加上其后的所有歸檔日志文件能將數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到故障前時(shí)刻，并且歸檔日志模式能夠支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的在線備份。循環(huán)日志模式只能支持崩潰恢復(fù)和版本恢復(fù)，不能支持前滾恢復(fù)，并且只能支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)離線備份，不能進(jìn)行在線備份。所以，從以上對(duì)比可以看出，歸檔日志模式更能有效地保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)安全，在生產(chǎn)環(huán)境中，基本上都是配置為歸檔日志模式，用在線備份加歸檔日志的方式來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)安全。

歸檔模式下，DB2在以下情況對(duì)事務(wù)日志文件進(jìn)行歸檔：（1）事務(wù)日志文件被寫(xiě)滿，即使事務(wù)日志文件仍然含有未提交事務(wù)；（2）事務(wù)日志文件未被寫(xiě)滿，但發(fā)生以下任意一種情況：數(shù)據(jù)庫(kù)被取消激活、發(fā)出archive log命令、在線備份結(jié)束等。

4 限制事務(wù)消耗事務(wù)日志空間的對(duì)策

使用DB2數(shù)據(jù)庫(kù)的信息系統(tǒng)，若事務(wù)使用不當(dāng)，會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行造成嚴(yán)重影響，妨礙數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)性和可用性。包括下面兩種場(chǎng)景：

（1）未提交事務(wù)。一個(gè)事務(wù)中的sql語(yǔ)句執(zhí)行結(jié)束后，應(yīng)馬上對(duì)事務(wù)進(jìn)行提交或回滾，以釋放日志空間，但是如果在sql語(yǔ)句執(zhí)行結(jié)束后沒(méi)有提交或回滾事務(wù)，那么這種事務(wù)就可被稱為未提交事務(wù)，隨著時(shí)間推移系統(tǒng)中其他事務(wù)的進(jìn)行，事務(wù)日志在不斷進(jìn)行切換，其可用空閑空間會(huì)不斷減少，未提交事務(wù)持續(xù)的時(shí)間越久，其對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)造成的危害就可能會(huì)越高，即使該事務(wù)是一個(gè)修改數(shù)據(jù)量很小的小事務(wù)，其原因是包含著未提交事務(wù)的事務(wù)日志文件因不能被覆蓋重寫(xiě)，造成數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)可用存儲(chǔ)空間記錄新的事務(wù)數(shù)據(jù)而停止數(shù)據(jù)處理，這時(shí)即使運(yùn)行一個(gè)修改數(shù)據(jù)量很小的sql語(yǔ)句，DB2也會(huì)報(bào)出SQL0964C事務(wù)日志滿的錯(cuò)誤。

（2）大事務(wù)。大事務(wù)是指修改數(shù)據(jù)量很大的事務(wù)，由于數(shù)據(jù)修改前的舊映像要保存在事務(wù)日志中，可能會(huì)因事務(wù)日志文件沒(méi)有足夠空間存儲(chǔ)被修改數(shù)據(jù)的舊映像而發(fā)生SQL0964C事務(wù)日志滿的錯(cuò)誤。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，大事務(wù)會(huì)回滾，并且新事務(wù)不能運(yùn)行，直至大事務(wù)回滾完成釋放了日志空間。

以上兩種情況都會(huì)嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)庫(kù)的可操作行或并發(fā)性，DB2的配置參數(shù)num_log_span可用來(lái)防范以上情況發(fā)生。它的作用是限制一個(gè)事務(wù)所跨越的日志文件的數(shù)量，當(dāng)超過(guò)設(shè)置值時(shí)，事務(wù)被DB2系統(tǒng)自動(dòng)中斷，事務(wù)回滾，日志釋放，從而保證數(shù)據(jù)庫(kù)繼續(xù)有空閑的日志空間來(lái)記錄新的事務(wù)數(shù)據(jù)。一般來(lái)說(shuō)，事務(wù)設(shè)計(jì)要遵循數(shù)據(jù)修改量小、及時(shí)提交等原則，以能保證數(shù)據(jù)庫(kù)不會(huì)因?yàn)槭聞?wù)日志而出現(xiàn)故障。

5 結(jié)束語(yǔ)

事務(wù)日志對(duì)DB2數(shù)據(jù)庫(kù)有非常重要的作用，本文以DB2數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)日志為研究對(duì)象，說(shuō)明了不同場(chǎng)景下事務(wù)日志的不同配置模式，及應(yīng)對(duì)事務(wù)日志空間耗盡的防范方法，對(duì)基于DB2開(kāi)發(fā)的信息系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，希望對(duì)DBA能起到幫助作用。