使用Oradebug修改Oracle SCN
朴俊的oracle 2016-10-31
Oracle SCN对于数据库运行、维护而言是至关重要的因素。在启动从mount到open过程中，主要是各种文件的SCN进行比较的行为。通常情况下，我们是不需要介入到Oracle SCN的取值和设置，甚至错误的干预可能会引起严重运行事故。
在之前的文章中，笔者介绍过使用隐含参数和跟踪事件来推动Oracle SCN前进的方法。但是，在11.2.0.2之后的版本中，Oracle关闭了这个通道，这种方法不在有效。在高版本情况下，我们是可以通过oradebug工具对SCN进行修改。
注意：这种方法比较危险，请不要在投产环境下进行测试。
1、实验环境说明
笔者使用Oracle 11g进行测试，版本为11.2.0.4。对应操作系统是Linux 6.5 64bit版本。
SQL> select * from v$version;
BANNER
--------------------------------------------------------------------------------
Oracle Database 11g Enterprise Edition Release 11.2.0.4.0 - 64bit Production
PL/SQL Release 11.2.0.4.0 - Production
CORE 11.2.0.4.0 Production
TNS for Linux: Version 11.2.0.4.0 - Production
NLSRTL Version 11.2.0.4.0 – Production
我们先聊聊Oracle的SCN。在数据库内部，SCN是一个单向递增的数字编号，控制文件、数据文件、在线Redo日志、归档日志和备份集合中，都包括这个数字编号。在内部文件中，SCN是通过Base和Wrap两个部分进行保存。Base是SCN编号的基础位，是通过32位二进制位进行保存。一旦超过这32位长度，系统会自动在Wrap进位。也就是说，Wrap表示的超过4G个数的进位次数。
使用Oracle oradebug修改SCN，可以在两个场景下进行，就是Oracle启动Open状态和Mount状态。下面分别进行说明。
2、Open状态下SCN修改
在Open状态，系统的SCN是在不断的向前推动，即使对外没有事务操作，系统内部SCN编号也在不断的前进。我们先将数据库进入open状态。
SQL> alter database open;
Database altered.
SQL> select CHECKPOINT_CHANGE#, current_scn from v$database;
CHECKPOINT_CHANGE# CURRENT_SCN
------------------ -----------
1753982 1754355
SQL> select dbms_flashback.get_system_change_number from dual;
GET_SYSTEM_CHANGE_NUMBER
------------------------
1754364
此时，从系统中提取出的SCN编号约为1754364，显然没有超过wrap的进位4G，变化为16进制如下：
SQL> select to_char(1754364, 'XXXXXXXX') from dual;
TO_CHAR(1754364,'XXXXXXXX')
---------------------------
1AC4FC
使用oradebug查看内存中SCN对应的变量。
SQL> oradebug setmypid
Statement processed.
SQL> oradebug dumpvar sga kcsgscn_
kcslf kcsgscn_ [06001AE70, 06001AEA0) = 001AC52A 00000000 00000000 00000000 00000065 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 6001AB50 00000000
其中，0x001AC52A近似SCN的Base部分。注意：Linux系统是Little位的操作系统，Base在前，Wrap在后。
SQL> select to_number('1AC52A','xxxxxx') from dual;
TO_NUMBER('1AC52A','XXXXXX')
----------------------------
1754410
下面计划将Base修改为1800000，查看16进制取值。
SQL> select to_char(1800000, 'XXXXXXXX') from dual;
TO_CHAR(1800000,'XXXXXXXX')
---------------------------
1B7740
使用poke命令将计算好的值写入进去。
SQL> oradebug poke 0x06001AE70 4 0x001B7740
BEFORE: [06001AE70, 06001AE74) = 001AC66F
AFTER: [06001AE70, 06001AE74) = 001B7740
SQL> oradebug DUMPvar SGA kcsgscn_
kcslf kcsgscn_ [06001AE70, 06001AEA0) = 001B7745 00000000 00000000 00000000 00000164 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 6001AB50 00000000
SQL>
poke命令中，第一位参数是对应写入的内存位数，第二位参数是写入长度，第三位参数是写入取值。默认写入取值是10进制，我们在这里指定写入16进制。
每一个取值段，用8个16进制对应，对应到数字位数是4位。此时查看Oracle情况。
SQL> select CHECKPOINT_CHANGE#, current_scn from v$database;
CHECKPOINT_CHANGE# CURRENT_SCN
------------------ -----------
1753982 1800400
SQL> select dbms_flashback.get_system_change_number from dual;
GET_SYSTEM_CHANGE_NUMBER
------------------------
1800402
SQL> select file#, checkpoint_change# from v$datafile;
FILE# CHECKPOINT_CHANGE#
---------- ------------------
1 1753982
2 1753982
3 1753982
4 1753982
5 1753982
6 1753982
7 1753982
7 rows selected
SQL> select file#, checkpoint_change# from v$datafile_header;
FILE# CHECKPOINT_CHANGE#
---------- ------------------
1 1753982
2 1753982
3 1753982
4 1753982
5 1753982
6 1753982
7 1753982
7 rows selected
从上面看，内存和控制文件中新的取值已经写入进去了。但是各个文件的头块和检查点还没有反应过来。此时可以使用checkpoint强制写入。
SQL> alter system checkpoint;
System altered.
SQL> select file#, checkpoint_change# from v$datafile;
FILE# CHECKPOINT_CHANGE#
---------- ------------------
1 1800422
2 1800422
3 1800422
4 1800422
5 1800422
6 1800422
7 1800422
7 rows selected
SQL> select file#, checkpoint_change# from v$datafile_header;
FILE# CHECKPOINT_CHANGE#
---------- ------------------
1 1800422
2 1800422
3 1800422
4 1800422
5 1800422
6 1800422
7 1800422
7 rows selected
SQL> select CHECKPOINT_CHANGE#, current_scn from v$database;
CHECKPOINT_CHANGE# CURRENT_SCN
------------------ -----------
1800422 1800433
此时，关闭重启系统也不会有问题。篇幅原因，不进行具体展示。那么，很多时候SCN错误是会影响到开启数据库的，我们可能都不能进入open状态。从mount状态下我们怎么修改SCN编号。
3、Mount状态修改SCN编号
我们测试进入mount状态。
SQL> startup mount
ORACLE instance started.
Total System Global Area 3540881408 bytes
Fixed Size 2258320 bytes
Variable Size 855640688 bytes
Database Buffers 2667577344 bytes
Redo Buffers 15405056 bytes
Database mounted.
此时，oradebug命令导出内存取值。
SQL> oradebug setmypid
Statement processed.
SQL> oradebug DUMPvar SGA kcsgscn_
kcslf kcsgscn_ [06001AE70, 06001AEA0) = 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 6001AB50 00000000
注意：在mount状态下，内存中的SCN取值都是0，包括base和wrap两部分。我们这次修改wrap从0到1。这个过程中，我们需要写入base和wrap两个部分，如果我们只写入了wrap部分，base部分保持0，那么系统运行的时候，会从base为0开始。
此时，需要查看一下当前文件里面SCN是多少。
SQL> select file#, checkpoint_change# from v$datafile;
FILE# CHECKPOINT_CHANGE#
---------- ------------------
1 1800920
2 1800920
3 1800920
4 1800920
5 1800920
6 1800920
7 1800920
7 rows selected
SQL> select file#, checkpoint_change# from v$datafile_header;
FILE# CHECKPOINT_CHANGE#
---------- ------------------
1 1800920
2 1800920
3 1800920
4 1800920
5 1800920
6 1800920
7 1800920
7 rows selected
SQL> select CHECKPOINT_CHANGE#, current_scn from v$database;
CHECKPOINT_CHANGE# CURRENT_SCN
------------------ -----------
1800920 0
计算1800920对应到16进制取值为：0x001B7AD8。下面分别写入base和wrap取值。
SQL> oradebug DUMPvar SGA kcsgscn_
kcslf kcsgscn_ [06001AE70, 06001AEA0) = 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 6001AB50 00000000
SQL> oradebug poke 0x06001AE70 4 0x001B7AD8
BEFORE: [06001AE70, 06001AE74) = 00000000
AFTER: [06001AE70, 06001AE74) = 001B7AD8
SQL> oradebug poke 0x06001AE74 4 0x00000001
BEFORE: [06001AE74, 06001AE78) = 00000000
AFTER: [06001AE74, 06001AE78) = 00000001
SQL> oradebug DUMPvar SGA kcsgscn_
kcslf kcsgscn_ [06001AE70, 06001AEA0) = 001B7AD8 00000001 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 6001AB50 00000000
启动数据库。
SQL> alter database open;
Database altered.
SQL> select CHECKPOINT_CHANGE#, current_scn from v$database;
CHECKPOINT_CHANGE# CURRENT_SCN
------------------ -----------
4296768217 4296768485
SQL> select file#, checkpoint_change# from v$datafile_header;
FILE# CHECKPOINT_CHANGE#
---------- ------------------
1 4296768217
2 4296768217
3 4296768217
4 4296768217
5 4296768217
6 4296768217
7 4296768217
7 rows selected
SQL> select file#, checkpoint_change# from v$datafile;
FILE# CHECKPOINT_CHANGE#
---------- ------------------
1 4296768217
2 4296768217
3 4296768217
4 4296768217
5 4296768217
6 4296768217
7 4296768217
7 rows selected
显然在open的时候，写入的checkpoint在所有文件中。写入的wrap头也比较清晰。
SQL> select 4296768217/(4*1024*1024*1024) from dual;
4296768217/(4*1024*1024*1024)
-----------------------------
1.0004193095956
SQL> oradebug DUMPvar SGA kcsgscn_
kcslf kcsgscn_ [06001AE70, 06001AEA0) = 001B7C1D 00000001 00000000 00000000 00000047 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 6001AB50 00000000
4、结论
使用oradebug直接修改内存SCN，是我们在故障修复时候非常快捷的方法。不过，快捷建立在对内部机制清晰理解的前提之下。所以，无论何种场景进行修复，有备份、可恢复是我们工作的基本前提。
