DB2事務(wù)日志行為分析及對策

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)庫是廣泛使用的大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，事務(wù)日志在數(shù)據(jù)庫運行中扮演著非常重要的角色，沒有事務(wù)日志的參與，DB2數(shù)據(jù)庫就無法保證數(shù)據(jù)的一致性和可恢復(fù)性。數(shù)據(jù)庫中運行的事務(wù)會耗用日志存儲空間，如果有長久未提交事務(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，本文提出了針對性的防范措施。

2 什么是事務(wù)日志

所謂數(shù)據(jù)庫的一致性，就是當(dāng)數(shù)據(jù)庫崩潰恢復(fù)或前滾到某一個時間點時，數(shù)據(jù)庫能夠保證已經(jīng)提交事務(wù)的數(shù)據(jù)都被寫入磁盤，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)庫需要知道被修改前的舊數(shù)據(jù)。

（2）數(shù)據(jù)庫發(fā)生崩潰時，保存在緩沖池中的已提交事務(wù)的數(shù)據(jù)可能還沒有寫入物理磁盤，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)日志提供了以上問題的解決方案。所謂事務(wù)日志，就是在一個事務(wù)被提交之后，保證該事務(wù)里修改后的數(shù)據(jù)能夠被寫入永久存儲介質(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，也就是先把記錄寫入日志文件，后將數(shù)據(jù)從緩沖池使用異步方式寫入磁盤。

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控制、分配日志存儲空間，當(dāng)數(shù)據(jù)庫啟動后，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)庫不再需要時會向操作系統(tǒng)釋放空間。

DB2有兩種方式來使用日志文件：循環(huán)日志模式、歸檔日志模式。循環(huán)日志模式就是對多個事務(wù)日志文件進(jìn)行循環(huán)使用，每個事務(wù)日志文件的內(nèi)容會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，這一保存的過程就被稱之為歸檔，歸檔日志模式保留了數(shù)據(jù)庫所有數(shù)據(jù)更改活動的完整軌跡，因而能夠支持時間點前滾恢復(fù)，也就是使用一個數(shù)據(jù)庫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)庫恢復(fù)到故障前時刻，并且歸檔日志模式能夠支持?jǐn)?shù)據(jù)庫的在線備份。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)庫離線備份，不能進(jìn)行在線備份。所以，從以上對比可以看出，歸檔日志模式更能有效地保護(hù)數(shù)據(jù)庫安全，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保護(hù)數(shù)據(jù)庫安全。

歸檔模式下，DB2在以下情況對事務(wù)日志文件進(jìn)行歸檔：（1）事務(wù)日志文件被寫滿，即使事務(wù)日志文件仍然含有未提交事務(wù)；（2）事務(wù)日志文件未被寫滿，但發(fā)生以下任意一種情況：數(shù)據(jù)庫被取消激活、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)日志空間的對策

使用DB2數(shù)據(jù)庫的信息系統(tǒng)，若事務(wù)使用不當(dāng)，會對數(shù)據(jù)庫運行造成嚴(yán)重影響，妨礙數(shù)據(jù)庫的并發(fā)性和可用性。包括下面兩種場景：

（1）未提交事務(wù)。一個事務(wù)中的sql語句執(zhí)行結(jié)束后，應(yīng)馬上對事務(wù)進(jìn)行提交或回滾，以釋放日志空間，但是如果在sql語句執(zhí)行結(jié)束后沒有提交或回滾事務(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，其可用空閑空間會不斷減少，未提交事務(wù)持續(xù)的時間越久，其對數(shù)據(jù)庫造成的危害就可能會越高，即使該事務(wù)是一個修改數(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，造成數(shù)據(jù)庫無可用存儲空間記錄新的事務(wù)數(shù)據(jù)而停止數(shù)據(jù)處理，這時即使運行一個修改數(shù)據(jù)量很小的sql語句，DB2也會報出SQL0964C事務(wù)日志滿的錯誤。

（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，可能會因事務(wù)日志文件沒有足夠空間存儲被修改數(shù)據(jù)的舊映像而發(fā)生SQL0964C事務(wù)日志滿的錯誤。當(dāng)這種情況發(fā)生時，大事務(wù)會回滾，并且新事務(wù)不能運行，直至大事務(wù)回滾完成釋放了日志空間。

以上兩種情況都會嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)庫的可操作行或并發(fā)性，DB2的配置參數(shù)num_log_span可用來防范以上情況發(fā)生。它的作用是限制一個事務(wù)所跨越的日志文件的數(shù)量，當(dāng)超過設(shè)置值時，事務(wù)被DB2系統(tǒng)自動中斷，事務(wù)回滾，日志釋放，從而保證數(shù)據(jù)庫繼續(xù)有空閑的日志空間來記錄新的事務(wù)數(shù)據(jù)。一般來說，事務(wù)設(shè)計要遵循數(shù)據(jù)修改量小、及時提交等原則，以能保證數(shù)據(jù)庫不會因為事務(wù)日志而出現(xiàn)故障。

5 結(jié)束語

事務(wù)日志對DB2數(shù)據(jù)庫有非常重要的作用，本文以DB2數(shù)據(jù)庫事務(wù)日志為研究對象，說明了不同場景下事務(wù)日志的不同配置模式，及應(yīng)對事務(wù)日志空間耗盡的防范方法，對基于DB2開發(fā)的信息系統(tǒng)穩(wěn)定運行，希望對DBA能起到幫助作用。