undo表空间是Oracle数据库非常重要的表空间，它的使用率也是DBA关注的重点，但是在繁忙的生产系统中，很容易看到undo表空间使用率非常高的情况，甚至达到100%。那么，undo表空间大小应该设置多大？undo块是怎样进行分配的？undo表空间使用率很高的时候应该怎么处理？本文针对上述问题进行说明。
一、undo表空间大小设置
1、首先根据数据库和业务的情况，先预设一个undo 表空间的大小；
2、待数据库运行一段时间后，可以按照如下方法估算下合理的undo表空间大小：
计算公式：UR*(USP*DBS)
UR表示undo_retention参数值
UPS表示每秒产生的undo块数量
DBS表示数据库块大小
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SELECT (UR * (UPS * DBS)) AS "Bytes"
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FROM (select max(tuned_undoretention) AS UR from v$undostat),
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(SELECT undoblks / ((end_time - begin_time) * 86400) AS UPS
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FROM v$undostat
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WHERE undoblks = (SELECT MAX(undoblks) FROM v$undostat)),
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(SELECT block_size AS DBS
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FROM dba_tablespaces
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WHERE tablespace_name =
-
(SELECT UPPER(value)
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FROM v$parameter
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WHERE name = 'undo_tablespace'));
二、自动管理的undo块的分配算法
1、如果当前extent中还有空闲块，在需要空间时会继续使用本extent中的下一个空闲块；
2、当前extent使用完后，如果下一个extent是expired，就跳转到下一个extent的第一个数据块；
3、如果下一个extent不是expired，就从undo表空间申请空间，如果undo表空间中存在空闲的空间，就分配新的extent加入到undo
segment，然后跳转到新的undo extent的第一个数据块；
4、如果undo表空间没有空闲的空间，就从offine的undo segment中偷取（steal）expired的extent，将offine的undo segment中的
expired的 extent分配给当前的undo segment，并跳转到新加入的extent的第一个数据块；
5、如果在offine的undo segment中没有expired的extent，就从online的undo segment中偷取expired的extent加入到当前undo
segment，并跳转到新加入的extent的第一个空闲块；
6、如果online的segment中没有expired的extent，就扩展undo表空间数据文件（如果开启了自动扩展），添加新的extent到当前的
undo segment；
7、如果undo表空间数据文件不能扩展，调低10%的retention值，然后偷取现在变为expired的undo extent；
8、从任意一个offine的undo segment中偷取unexpired的extent；
9、尝试重用当前段中unexpired的extent，如果所有的extent处于currently busy（事务未提交），转入到第10步；
10、尝试重用任意一个online的undo segment中的unexpired extent；
11、如果上述所有的步骤都失败，抛出ORA-30036 unable to extend segment by %s in undo tablespace '%s'。
从以上undo块的分配算法可以看出，当undo表空间的使用率很高的时候，不一定就要增加undo表空间的大小，因为oracle会重用expired
的extent或者unexpired的extent。即使undo表空间使用率到达100%，数据库也不一定会报错。
undo表空间的使用率可以采用下面的方法查询：
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SELECT /* + RULE */ df.tablespace_name "Tablespace",
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df.bytes / (1024 * 1024) "Size (MB)",
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SUM(fs.bytes) / (1024 * 1024) "Free (MB)",
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Nvl(Round(SUM(fs.bytes) * 100 / df.bytes),1) "% Free",
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Round((df.bytes - SUM(fs.bytes)) * 100 / df.bytes) "% Used"
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FROM dba_free_space fs,
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(SELECT tablespace_name,SUM(bytes) bytes
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FROM dba_data_files
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GROUP BY tablespace_name) df
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WHERE fs.tablespace_name (+) = df.tablespace_name
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GROUP BY df.tablespace_name,df.bytes
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UNION ALL
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SELECT /* + RULE */ df.tablespace_name tspace,
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fs.bytes / (1024 * 1024),
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SUM(df.bytes_free) / (1024 * 1024),
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Nvl(Round((SUM(fs.bytes) - df.bytes_used) * 100 / fs.bytes), 1),
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Round((SUM(fs.bytes) - df.bytes_free) * 100 / fs.bytes)
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FROM dba_temp_files fs,
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(SELECT tablespace_name,bytes_free,bytes_used
-
FROM v$temp_space_header
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GROUP BY tablespace_name,bytes_free,bytes_used) df
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WHERE fs.tablespace_name (+) = df.tablespace_name
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GROUP BY df.tablespace_name,fs.bytes,df.bytes_free,df.bytes_used
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ORDER BY 4 DESC;
但是，如果undo表空间使用率非常高，且遭遇了ORA-01555或者ORA-30036，就需要进行分析。首先要分析undo表空间的大小设置是否合理，可以使用上文中估算undo表空间合理大小的算法进行计算。如果undo表空间已经足够大，但是还是遭遇ORA-01555或者ORA-30036，就需要从以下几个方面进行排查：
1、对于ORA-01555需要查看查询语句的运行时间是不是太长，undo_retention设置是否过小；
2、对于ORA-30036需要排查事务是否过大，undo_retention设置是否过大；
3、对于ORA-30036还需要关注以下信息：
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--查看是否有长时间被占用的undo块
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select begin_time,
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end_time,
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undoblks,
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tuned_undoretention,
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maxquerylen,
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maxqueryid
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from v$undostat;
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如果有长时间被占用的undo块，在10g版本中需要关注Bug 5387030
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--查询正在被使用的undo表空间的比例
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SELECT
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((SELECT (NVL(SUM(bytes),0))
-
FROM dba_undo_extents
-
WHERE tablespace_name=''
-
AND status IN ('ACTIVE','UNEXPIRED')) * 100)/
-
(SELECT SUM(bytes)
-
FROM dba_data_files
-
WHERE tablespace_name='')
-
"PCT_INUSE"
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FROM dual;
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--查看分配给undo表空间的extent的状态
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SELECT DISTINCT STATUS, SUM(BYTES)/1024/1024, COUNT(*)
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FROM DBA_UNDO_EXTENTS where tablespace_name = \'UNDOTBS1\' GROUP BY STATUS;
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--查询正在使用undo段的事务及使用的undo表空间的大小
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select start_time,
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username,
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s.MACHINE,
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s.OSUSER,
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r.name,
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ubafil,
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ubablk,
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t.status,
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(used_ublk * p.value) / 1024 blk, --使用undo表空间的大小
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used_urec,
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s1.SQL_ID,
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s1.SQL_TEXT
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from v$transaction t, v$rollname r, v$session s, v$parameter p,v$sql s1
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where xidusn = usn
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and s.saddr = t.ses_addr
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and p.name = 'db_block_size'
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and s.SADDR=s1.ADDRESS(+)
-
order by 1;
对于ORA-01555，最优的解决办法是缩短查询语句的运行时间，需要对sql进行优化，对于ORA-30036，尽量将大事务进行拆分，分批提交。
本文标题：undo表空间使用率
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