In-Memory-Undo in Oracle 10g-11g

Сведения об IMU отсутствуют в:
Oracle Database 10R1g Documentation
Oracle Database 11gR1 Documentation
Oracle Database 11gR2 Documentation
MyOracleSupport

Как это бывает:
Bug 9406607 Corrupt blocks in 11.2 in table with unique key.
Applies to: Oracle Server - Enterprise Edition - Version: 11.2.0.1 to 11.2.0.1 - Release: 11.2 to 11.2
Information in this document applies to any platform.
Description: Block corruption during recovery for a table with Primary or Unique key constraint and lots of inserts done on that table due to Bug 9406607 .
The recovery can happen as part of normal STARTUP during crash recovery.
Workaround or Resolution: In order to avoid this problem set parameter _in_memory_undo = FALSE (Disable IMU).
To repair the existent corruption, the table may need to be recovered from a backup or use DBMS_REPAIR to skip the affected blocks.
The redo being applied from the redo log is already corrupt meaning that regular media recovery does not fix the corruption.

Bug 9406607: CORRUPT BLOCKS DURING RECOVERY. ORA-600 [KDBLKCHECKERROR] WHEN CHECKING ENABLED
Type: B – Defect
Fixed in Product Version: 12.1
Severity1: Complete Loss of Service
Product Version: 11.2.0.1.0
Platform: IBM AIX on POWER Systems (64-bit)
Created: 24-Feb-2010
Updated: 31-Mar-2010
Affects Platforms: Generic

ORA-04031
ORA-00474: SMON process terminated with error
Instance terminated by PMON, pid = 2448
startup open
IMODE=BR
ILAT =363
Completed: ALTER DATABASE OPEN
Doing block recovery for file 4 block 1091148
Block recovery from logseq 20655, block 22669 to scn 30108486586
Recovery of Online Redo Log: Thread 1 Group 2 Seq 20655 Reading mem 0
Mem# 0: /oradata/redo02.log
Block recovery completed at rba 20655.24427.16, scn 7.43715515
Errors in file /oradata/admin/bdump/orcl_smon_25757.trc:
ORA-00600: internal error code, arguments: [ktbair1], [4], [1], [], [], [], [], []
Errors in file /oradata/admin/bdump/orcl_pmon_25739.trc:
ORA-00474: SMON process terminated with error
PMON: terminating instance due to error 474
Instance terminated by PMON, pid = 25739

IMU
В Shared Pool создается область для хранения информации отката Undo Pool по принципу «Один пул- одна транзакция».
Место в сегменте отката резервируется, заголовок сегмента отката обновляется, но информация отката направляется в IMU pool.
Польза: транзакция выполняется быстрее.
Каждый пул защищается собственной защелкой «in memory undo»
IMU pool = 65535 bytes
IMU pool выделяются в порядке LRU
_imu_pools = 10% от TRANSACTIONS

IMU
Условия для работы IMU:
compatibility >= 10.0.
undo_management= AUTO

Преимущества IMU
Для IMU уменьшается редо. Несколько redo record записываются одной операцией I/O ? экономия в/в. уменьшение 'redo wastage'.
Несколько обновлений одного UNDO-блока объединяются в одно изменение и записываются на диск одной операцией.
IMU находится в памяти, поэтому consistent reads выполняемые другими сессиями завершаются быстрее. ? экономия ЦПУ

Особенности
ITL в блоке данных стал указывать на IMU вместо _SYSSMU
IMU enabled by default
Starting ORACLE instance (normal)
…
IMODE=BR - Batched Redo Mode
ILAT =27 - Number of IMU Pools/Latches
…
Starting up:
Oracle Database 11g Enterprise Edition Release 11.2.0.1.0 - 64bit Production

Особенности (-)
IMU не работает в RAC. т.е. как только CLUSTER_DATABASE=TRUE…
Logminer can't handle all new structures in redologs yet
+ logical standby and streams
Bug 9406607 Corrupt blocks in 11.2 in table with unique key
ORA-600 [kdblkcheckerror] [ID 1078406.1]

8 параметров управляют IMU-ом
_in_memory_undo = TRUE|FALSE - включает/отключает IMU, def.=TRUE.
_imu_pools - Кол-во IMU-пулов
PARAMETER 11.1 SESS_VALUE INST_VALUE
--------------------------- ---------- ----------
_db_writer_flush_imu TRUE TRUE
_recursive_imu_transactions FALSE FALSE
_imu_pools 3 3
PARAMETER 11.2 SESS_VALUE INST_VALUE
--------------------------- ---------- ----------
_db_writer_flush_imu TRUE TRUE
_recursive_imu_transactions FALSE FALSE
_imu_pools 3 3

8 параметров управляют IMU-ом
PROCESSES - Чем больше это значение,
тем больше пулов и IMU latches.
Shalahamer: 8.25 processes/one IMU latch
Haisley: 10%*Transactions
Cогласно документации:Transactions=1.1*Sessions, Sessions=1.1*Processes+5
Следовательно: PROC=300 => (1,1*1,1*300+5)/10= 368

PROC TRAN ILAT Init/ILAT
11.1 300 368 36 8,3
11.2 300 519 51 6
-------------------------------- ------
11.1 transactions 368
11.2 transactions 519
show parameter cpu
-------------------------------- ------
cpu_count 4
parallel_threads_per_cpu 2
resource_manager_cpu_allocation 4

8 параметров управляют IMU-ом
_recursive_imu_transactions – Использовать IMU для рекурсивных транзакций. The default is FALSE.
_db_writer_flush_imu – «allows Oracle the freedom to artificially age a transaction for increased automatic cache management»
def.=TRUE.

IMU Pools
Функции для выделения/освобождения IMU в коде СУБД:
ktiImuPoolAllocate
ktiImuPoolFree
ktiNonImuPoolAllocate
ktiNonImuPoolFree
ktiNonImuPoolLatchClean
kti_disable_imu
kti_enable_imu
kti_is_imu
ktiimu_chg
ktiimu_f
ktiredo_imupoolfree
ktiundo_imupoolallocate

IMU-пулы можно видеть через представление X$ktifp. Размер каждого пула 65535 байт:
SQL> select ktifpno,ktifppsi from x$ktifp;

Транзакции
обновляется заголовок undo-сегмента
в undo-сегменте выделяется место под данный IMU-пул,
физическая запись из IMU в блок UNDO-сегмента происходит несколько позже (при наступлении commit или flush - при заполнении пула до 100%). Эта запись производится одной операцией (batch)
блоки, содержащие информацию отката X$BH.FLAG: 0x8002 (PRIVATE CURRENT)

Запись на диск
Max changes exceeded (~100)
Contention flushes (write induced)
Bitmap state change flushes
Rollback flushes
Commit flushes
Multi-block undo flushes (undo > blksize)

Запись на диск
KTIFFCAT KTIFFFLC
------------------------------------------ ----------
Undo pool overflow flushes 25300 <-- Переполнение undo-пула
Stack cv flushes 23448
Multi-block undo flushes 0
Max. chgs flushes 10197 <-- более 100 изменений
NTP flushes 0
Contention flushes 19727 <-- Contention
Redo pool overflow flushes 385 <-- Переполнение redo-пула
Logfile space flushes 0
Multiple persistent buffer flushes 0
Bind time flushes 0
Rollback flushes 355467
Commit flushes 2105449 <-- «стандартных» commit
Recursive txn flushes 79628 <-- рекурсивные транзакции
Redo only CR flushes 174
Ditributed txn flushes 0
Set txn use rbs flushes 0
Bitmap state change flushes 69772
Presumed commit violation 0
Securefile direct-write lob update flushes 0

IMU Latches
select name, gets, misses, immediate_gets IM, sleeps
from v$latch_children where name like 'In%undo%'
Instance Parameters GETS MISSES IM SLEEPS
-------------------- ---------- ------- ----- ------
In-memory undo latch 0 0 0 0
In-memory undo latch 0 0 0 0
In-memory undo latch 7623 0 3815 0
In-memory undo latch 33806 0 17437 0
In-memory undo latch 2919 0 478 0
In-memory undo latch 21624 0 356 0

IMU Locks
select * from v$lock_type where type='IM'
TYPE NAME ID1_TAG ID2_TAG IS_USER
---- ------------ ------- ------- -------
IM Kti blr lock pool # 0 NO
DESCRIPTION
----------------------
Serializes block recovery for an IMU txn

Статистики
SQL> select name from v$statname where name like 'IMU%';
IMU commits
IMU Flushes
IMU contention
IMU recursive-transaction flush
IMU undo retention flush
IMU ktichg flush
IMU bind flushes
IMU mbu flush
IMU pool not allocated
IMU CR rollbacks
IMU undo allocation size
IMU Redo allocation size
IMU- failed to get a private strand

IMU Commits
select * from v$sysstat where name like '%commit%'
STAT# NAME CLASS VALUE STAT_ID
----- ------------ ----- ------ ----------
5 user commits 1 120366 582481098
312 IMU commits 128 98992 1914489094

Мониторинг
SQL> select * from v$sgastat where name like 'KTI%';
11.1
POOL NAME BYTES
----------- ------------------- -------
shared pool KTI latch structure 5760
shared pool KTI-UNDO 2535552
shared pool KTI pool states 40
shared pool KTI latches 1152
11.2 ? KTI freelists 88

Выброшенное UNDO
UNDO = DATA + REDO

Throw Away UNDO
О его включении оповещает нас строки
в alert.log:
…
IMODE=TUA <- Batched Redo mode
ILAT=308 <- Number of IMU pools/latches
…

Events
ORA-30047 Internal event for kti tracing
ORA-30048 Internal event for IMU autotuning

Производительность
Craig Shalahamer:
Benefit: около 20% ЦПУ
If you check v$sesstat, you will see the redo size is reduced. I did a test before, the redo size in v$sesstat of a single row update was reduced by 17% (the percentage depends on your DML).

Haisley
Updates
DB CPU DB Time
IMU: 9% 19%
TAU: 19% 39%

Haisley
Redo Statistics
Entries Защелка RAL
IMU: 94% 77%
TAU: 96% 79%

Haisley
Redo Size
Redo Size
IMU: 6,5%
TAU: 57%