從SQLFile文件分析Oracle Data Pump數據導入行為

在之前的文章《三個使用數據泵（Data Pump）的小技巧》（http://space.itpub.net/17203031/viewspace-768245）里面，我們介紹了使用SQLFILE參數，可以輸出Data Pump數據泵生成的DDL語句和對應的系列SQL語句。本篇，我們針對之前的結果，分析一下SQLFILE生成文件，從而了解一下Oracle Data Pump是怎么導入數據的。

1、環境介紹和背景介紹

我們依然選擇Oracle 11g進行試驗。

SQL> select * from v$version;

BANNER

-------------------------------------------------------

Oracle Database 11g Enterprise Edition Release 11.2.0.1.0 - Production

PL/SQL Release 11.2.0.1.0 - Production

CORE        11.2.0.1.0         Production

TNS for Linux: Version 11.2.0.1.0 - Production

NLSRTL Version 11.2.0.1.0 – Production

作為上篇的續文，依然使用上篇的directory對象和dmp文件。

SQL> select directory_name, directory_path from dba_directories where directory_name='DUMPTEST';

DIRECTORY_NAME                 DIRECTORY_PATH

------------------------------ --------------------

DUMPTEST                       /dumptest

[oracle@bspdev dumptest]$ ls -l

-rw-r----- 1 oracle oinstall 109694976 Aug 12 03:34 scott.dmp

-rw-r----- 1 oracle oinstall 109690880 Aug 12 05:32 scott_par.dmp

調用impdp語句進行數據導入，生成SQLFile。

[oracle@bspdev dumptest]$ impdp \"/ as sysdba\" directory=dumptest dumpfile=scott.dmp sqlfile=scott_all.sql

Import: Release 11.2.0.1.0 - Production on Thu Aug 15 05:02:47 2013

Copyright (c) 1982, 2009, Oracle and/or its affiliates.  All rights reserved.

Connected to: Oracle Database 11g Enterprise Edition Release 11.2.0.1.0 - Production

With the Partitioning, OLAP, Data Mining and Real Application Testing options

Master table "SYS"."SYS_SQL_FILE_FULL_01" successfully loaded/unloaded

Starting "SYS"."SYS_SQL_FILE_FULL_01":  "/******** AS SYSDBA" directory=dumptest dumpfile=scott.dmp sqlfile=scott_all.sql

Processing object type SCHEMA_EXPORT/USER

Processing object type SCHEMA_EXPORT/SYSTEM_GRANT

Processing object type SCHEMA_EXPORT/ROLE_GRANT

Processing object type SCHEMA_EXPORT/DEFAULT_ROLE

Processing object type SCHEMA_EXPORT/PRE_SCHEMA/PROCACT_SCHEMA

Processing object type SCHEMA_EXPORT/TABLE/TABLE

Processing object type SCHEMA_EXPORT/TABLE/INDEX/INDEX

Processing object type SCHEMA_EXPORT/TABLE/CONSTRAINT/CONSTRAINT

Processing object type SCHEMA_EXPORT/TABLE/INDEX/STATISTICS/INDEX_STATISTICS

Processing object type SCHEMA_EXPORT/VIEW/VIEW

Processing object type SCHEMA_EXPORT/TABLE/CONSTRAINT/REF_CONSTRAINT

Processing object type SCHEMA_EXPORT/TABLE/STATISTICS/TABLE_STATISTICS

Job "SYS"."SYS_SQL_FILE_FULL_01" successfully completed at 05:02:59

[oracle@bspdev dumptest]$ ls -l | grep scott_all

-rw-r--r-- 1 oracle oinstall     71324 Aug 15 05:02 scott_all.sql

我們通過FTP獲取到sql文件，進行分析。生成的文件體積較大，下面分為若干段結構進行分析。

2、會話修改和跟蹤時間片段

在trace文件中，我們首先看到的是一系列的alter session命令片段。

-- CONNECT SYS

ALTER SESSION SET EVENTS '10150 TRACE NAME CONTEXT FOREVER, LEVEL 1';

ALTER SESSION SET EVENTS '10904 TRACE NAME CONTEXT FOREVER, LEVEL 1';

ALTER SESSION SET EVENTS '25475 TRACE NAME CONTEXT FOREVER, LEVEL 1';

ALTER SESSION SET EVENTS '10407 TRACE NAME CONTEXT FOREVER, LEVEL 1';

ALTER SESSION SET EVENTS '10851 TRACE NAME CONTEXT FOREVER, LEVEL 1';

ALTER SESSION SET EVENTS '22830 TRACE NAME CONTEXT FOREVER, LEVEL 192 ';

能夠使用Data Pump的用戶，要求具有DATAPUMP_IMP_FULL_DATABASE角色權限。這些事件顯然屬于Oracle內部的環境準備。

我們通過一些方法，可以知道10000-10999時間編號的方法。

ORA-10150: import exceptions

ORA-10904: Allow locally managed tablespaces to have user allocation

ORA-10407: enable datetime TIME datatype creation

ORA-10851: Allow Drop command to drop queue tables

ORA-22830: 使 VARRAY 列能創建為 OCT 的事件

ORA-25475：與流Stream相關的事件

通過這些等待事件的設置，主要是處于將工作保證，對一些系統環境進行重置。防止潛在問題的出現和便于導入過程。

3、用戶創建和權限設置

Data Pump是會自動的創建出用戶信息，并且給用戶賦予相應的權限。首先是用戶創建。

-- new object type path: SCHEMA_EXPORT/USER

-- CONNECT SYSTEM

 CREATE USER "SCOTT" IDENTIFIED BY VALUES 'S:CB685EC52372362B49B7EC43AB0B04BCAF2C71F283C5A558FF8E430F5365;F894844C34402B67'

      DEFAULT TABLESPACE "USERS"

      TEMPORARY TABLESPACE "TEMP";

注意，用戶密碼是以密文方式顯示出來，保證了原有數據。同時Default Tablespace和Tempory Tablespace都是明確的指定出來。這也就是為什么我們在使用Data Pump導入數據的時候，用戶可以不創建，但是表空間一定要規劃好。如果表空間規劃有問題，用戶創建失敗，后面所有的對象就是一連串的失敗信息，導入也就沒有意義了。

用戶創建之后，就可以根據系統權限、角色權限和對象權限的類型進行權限賦予。

-- new object type path: SCHEMA_EXPORT/SYSTEM_GRANT

GRANT EXECUTE ANY PROCEDURE TO "SCOTT";

GRANT CREATE VIEW TO "SCOTT";

GRANT SELECT ANY TABLE TO "SCOTT";

GRANT UNLIMITED TABLESPACE TO "SCOTT";

-- new object type path: SCHEMA_EXPORT/ROLE_GRANT

 GRANT "CONNECT" TO "SCOTT";

 GRANT "RESOURCE" TO "SCOTT";

 GRANT "SELECT_CATALOG_ROLE" TO "SCOTT";

-- new object type path: SCHEMA_EXPORT/DEFAULT_ROLE

 ALTER USER "SCOTT" DEFAULT ROLE ALL;

注意：一個常見的問題是，Oracle Data Pump回去創建用戶的賦予權限。但是對角色Role，如果事先沒有，Oracle是會報錯的。

4、Schema處理

在下面，我們看到了調用pl/sql匿名塊過程，調用oracle SYS用戶下的存儲過程。

-- new object type path: SCHEMA_EXPORT/PRE_SCHEMA/PROCACT_SCHEMA

-- CONNECT SCOTT

BEGIN

sys.dbms_logrep_imp.instantiate_schema(schema_name=>SYS_CONTEXT('USERENV','CURRENT_SCHEMA'), export_db_name=>'WILSON', inst_scn=>'3501442');

COMMIT;

END;

/

這個方法是一個內部方法，代碼是被wrap過的。筆者不知道這個方法的作用。只能猜測是和Data Pump工作過程中Schema初始化有關的操作。其中參數還包括SCN編號。

5、數據表DDL創建

下面就是數據表DDL語句，所有數據對象DDL，都是全文顯示。其中包括了Segment信息和Table Annotation。

-- new object type path: SCHEMA_EXPORT/TABLE/TABLE

-- CONNECT SYS

CREATE TABLE "SCOTT"."DEPT"

   ( "DEPTNO" NUMBER(2,0),

         "DNAME" VARCHAR2(14 BYTE),

         "LOC" VARCHAR2(13 BYTE)

   ) SEGMENT CREATION IMMEDIATE

  PCTFREE 10 PCTUSED 40 INITRANS 1 MAXTRANS 255 NOCOMPRESS LOGGING

  STORAGE(INITIAL 65536 NEXT 1048576 MINEXTENTS 1 MAXEXTENTS 2147483645

  PCTINCREASE 0 FREELISTS 1 FREELIST GROUPS 1 BUFFER_POOL DEFAULT FLASH_CACHE DEFAULT CELL_FLASH_CACHE DEFAULT)

  TABLESPACE "USERS" ;

CREATE TABLE "SCOTT"."EMP"

   ( "EMPNO" NUMBER(4,0),

         "ENAME" VARCHAR2(10 BYTE),

         "JOB" VARCHAR2(9 BYTE),

         "MGR" NUMBER(4,0),

         "HIREDATE" DATE,

         "SAL" NUMBER(7,2),

         "COMM" NUMBER(7,2),

         "DEPTNO" NUMBER(2,0)

   ) SEGMENT CREATION IMMEDIATE

  PCTFREE 10 PCTUSED 40 INITRANS 1 MAXTRANS 255 NOCOMPRESS LOGGING

  STORAGE(INITIAL 65536 NEXT 1048576 MINEXTENTS 1 MAXEXTENTS 2147483645

  PCTINCREASE 0 FREELISTS 1 FREELIST GROUPS 1 BUFFER_POOL DEFAULT FLASH_CACHE DEFAULT CELL_FLASH_CACHE DEFAULT)

  TABLESPACE "USERS" ;

這里面注意幾個問題：

ü  數據表創建過程中，使用的DDL語句是“全文”的。也就是包括了定義一個數據表的全部參數，其中有一些我們平時很少接觸，或者其他版本不能支持的特性。如果遇到了兼容性問題，可以在SQLFile中直接修改；

ü  表空間，我們說的是數據表段的表空間是再此指定的。如果表空間不存在，Data Pump是不會創建數據表，并且報錯。進而后面的數據Import失敗。所以，保證表空間存在也是一個必要條件；

ü  這里面只包括了數據定義，不包括索引、參照約束；

6、Index創建

之后就是創建索引對象。針對不同的索引類型，集中對所有索引進行創建。嚴格的說，索引Index也是一種段結構，段結構參數，如初始extent大小，都是需要定義出來的。

-- new object type path: SCHEMA_EXPORT/TABLE/INDEX/INDEX

-- CONNECT SCOTT

CREATE UNIQUE INDEX "SCOTT"."PK_DEPT" ON "SCOTT"."DEPT" ("DEPTNO")

  PCTFREE 10 INITRANS 2 MAXTRANS 255

  STORAGE(INITIAL 65536 NEXT 1048576 MINEXTENTS 1 MAXEXTENTS 2147483645

  PCTINCREASE 0 FREELISTS 1 FREELIST GROUPS 1 BUFFER_POOL DEFAULT FLASH_CACHE DEFAULT CELL_FLASH_CACHE DEFAULT)

  TABLESPACE "USERS" PARALLEL 1 ;

  ALTER INDEX "SCOTT"."PK_DEPT" NOPARALLEL;

CREATE UNIQUE INDEX "SCOTT"."PK_EMP" ON "SCOTT"."EMP" ("EMPNO")

  PCTFREE 10 INITRANS 2 MAXTRANS 255

  STORAGE(INITIAL 65536 NEXT 1048576 MINEXTENTS 1 MAXEXTENTS 2147483645

  PCTINCREASE 0 FREELISTS 1 FREELIST GROUPS 1 BUFFER_POOL DEFAULT FLASH_CACHE DEFAULT CELL_FLASH_CACHE DEFAULT)

  TABLESPACE "USERS" PARALLEL 1 ;

  ALTER INDEX "SCOTT"."PK_EMP" NOPARALLEL;

如果沒有并行設置，索引在之后還要設置上noparallel。

7、組件約束設置

索引創建之后，創建約束對象，包括主鍵關系。

-- new object type path: SCHEMA_EXPORT/TABLE/CONSTRAINT/CONSTRAINT

-- CONNECT SYS

ALTER TABLE "SCOTT"."DEPT" ADD CONSTRAINT "PK_DEPT" PRIMARY KEY ("DEPTNO")

  USING INDEX PCTFREE 10 INITRANS 2 MAXTRANS 255

  STORAGE(INITIAL 65536 NEXT 1048576 MINEXTENTS 1 MAXEXTENTS 2147483645

  PCTINCREASE 0 FREELISTS 1 FREELIST GROUPS 1 BUFFER_POOL DEFAULT FLASH_CACHE DEFAULT CELL_FLASH_CACHE DEFAULT)

  TABLESPACE "USERS"  ENABLE;

ALTER TABLE "SCOTT"."EMP" ADD CONSTRAINT "PK_EMP" PRIMARY KEY ("EMPNO")

  USING INDEX PCTFREE 10 INITRANS 2 MAXTRANS 255

  STORAGE(INITIAL 65536 NEXT 1048576 MINEXTENTS 1 MAXEXTENTS 2147483645

  PCTINCREASE 0 FREELISTS 1 FREELIST GROUPS 1 BUFFER_POOL DEFAULT FLASH_CACHE DEFAULT CELL_FLASH_CACHE DEFAULT)

  TABLESPACE "USERS"  ENABLE;

8、Index統計量“導入”

Oracle Data Pump在導入的時候，是連帶將統計量“導入”進去。雖然Oracle可以選擇數據表數據插入之后，現去收集統計量，但是還是選擇將統計量導入進去。

首先Data Pump導入索引的統計量。

-- new object type path: SCHEMA_EXPORT/TABLE/INDEX/STATISTICS/INDEX_STATISTICS

DECLARE I_N VARCHAR2(60);

  I_O VARCHAR2(60);

  c DBMS_METADATA.T_VAR_COLL;

  df varchar2(21) := 'YYYY-MM-DD:HH24:MI:SS';

BEGIN

  DELETE FROM "SYS"."IMPDP_STATS";

  i_n := 'PK_DEPT';

  i_o := 'SCOTT';

  INSERT INTO "SYS"."IMPDP_STATS" (type,version,flags,c1,c2,c3,c5,n1,n2,n3,n4,n5,n6,n7,n8,n9,n10,n11,n12,d1,cl1) VALUES ('I',5,2,I_N,NULL,NULL,I_O,4,1,4,1,1,1,0,4,NULL,NULL,NULL,NULL,TO_DATE('2012-06-23 01:37:56',df),NULL);

  DBMS_STATS.IMPORT_INDEX_STATS('"' || i_o || '"','"' || i_n || '"',NULL,'"IMPDP_STATS"',NULL,'"SYS"');

  DELETE FROM "SYS"."IMPDP_STATS";

END;

/

上面是一個PL/SQL匿名塊。Oracle導入導出一個統計量，都是需要一個中間數據表。在這個過程中，我們看到了Oracle用一個sys.impdp_stats數據表。先將其清空，之后插入一條數據。最后調用dbms_stats.import_index_stats方法將數據表導入到系統中。

Impdp_stats數據表是Oracle內部的一個工具表。

SQL> desc impdp_stats;

Name    Type           Nullable Default Comments

------- -------------- -------- ------- --------

STATID  VARCHAR2(30)   Y                        

TYPE    CHAR(1)        Y                        

VERSION NUMBER         Y                        

FLAGS   NUMBER         Y

（篇幅原因，有省略……）

每一個索引對應一個PL/SQL匿名塊。

9、視圖View對象創建

創建Index統計量之后，創建視圖view對象。

-- new object type path: SCHEMA_EXPORT/VIEW/VIEW

-- CONNECT SCOTT

CREATE  FORCE VIEW "SCOTT"."XX" ("OWNER", "OBJECT_NAME", "SUBOBJECT_NAME", "OBJECT_ID", "DATA_OBJECT_ID", "OBJECT_TYPE", "CREATED", "LAST_DDL_TIME", "TIMESTAMP", "STATUS", "TEMPORARY", "GENERATED", "SECONDARY", "NAMESPACE", "EDITION_NAME") AS

  select "OWNER","OBJECT_NAME","SUBOBJECT_NAME","OBJECT_ID","DATA_OBJECT_ID","OBJECT_TYPE","CREATED","LAST_DDL_TIME","TIMESTAMP","STATUS","TEMPORARY","GENERATED","SECONDARY","NAMESPACE","EDITION_NAME" from m

;

10、外鍵約束關系

外鍵關系在視圖之后進行創建。

-- new object type path: SCHEMA_EXPORT/TABLE/CONSTRAINT/REF_CONSTRAINT

-- CONNECT SYS

ALTER TABLE "SCOTT"."EMP" ADD CONSTRAINT "FK_DEPTNO" FOREIGN KEY ("DEPTNO")

           REFERENCES "SCOTT"."DEPT" ("DEPTNO") ENABLE;

ALTER TABLE "SCOTT"."T_CHILD2" ADD CONSTRAINT "FK_CHILD2_MASTER" FOREIGN KEY ("MID")

           REFERENCES "SCOTT"."T_MASTER" ("ID") ENABLE;

外鍵創建之后，就直接啟用。注意如果數據量很大，并且前期索引關系沒有設置好，這個過程可能持續時間很長。

11、數據表統計量導入

之后是數據表統計量的導入。和索引不同的是，一個數據表統計量是通過多條impdp_stats記錄來完成。從下面分別從數據表和字段信息來進行導入。

-- new object type path: SCHEMA_EXPORT/TABLE/STATISTICS/TABLE_STATISTICS

DECLARE

  c varchar2(60);

  nv varchar2(1);

  df varchar2(21) := 'YYYY-MM-DD:HH24:MI:SS';

  s varchar2(60) := 'SCOTT';

  t varchar2(60) := 'DEPT';

  p varchar2(1);

  sp varchar2(1);

  stmt varchar2(300) := 'INSERT INTO "SYS"."IMPDP_STATS" (type,version,c1,c2,c3,c4,c5,n1,n2,n3,n4,n5,n6,n7,n8,n9,n10,n11,d1,r1,r2,ch2,flags) VALUES (''C'',5,:1,:2,:3,:4,:5,:6,:7,:8,:9,:10,:11,:12,:13,:14,:15,:16,:17,:18,:19,:20,:21)';

BEGIN

  DELETE FROM "SYS"."IMPDP_STATS";

  INSERT INTO "SYS"."IMPDP_STATS" (type,version,flags,c1,c2,c3,c5,n1,n2,n3,n4,n10,n11,n12,d1) VALUES ('T',5,2,t,p,sp,s,

               4,5,20,4,NULL,NULL,NULL,

               TO_DATE('2012-06-23 01:37:56',df));

  c := 'DEPTNO';

  EXECUTE IMMEDIATE stmt USING t,p,sp,c,s,

               4,.25,4,4,0,10,40,3,nv,nv,nv,

               TO_DATE('2012-06-23 01:37:56',df),'C10B','C129',nv,2;

  c := 'DNAME';

  EXECUTE IMMEDIATE stmt USING t,p,sp,c,s,

               4,.25,4,4,0,3.38863550087541E+35,4.32285038677786E+35,10,nv,nv,nv,

               TO_DATE('2012-06-23 01:37:56',df),'4143434F554E54494E47','53414C4553',nv,2;

  c := 'LOC';

  EXECUTE IMMEDIATE stmt USING t,p,sp,c,s,

               4,.25,4,4,0,3.44300505052090E+35,4.06405544089997E+35,8,nv,nv,nv,

               TO_DATE('2012-06-23 01:37:56',df),'424F53544F4E','4E455720594F524B',nv,2;

  DBMS_STATS.IMPORT_TABLE_STATS('"SCOTT"','"DEPT"',NULL,'"IMPDP_STATS"',NULL,NULL,'"SYS"');

  DELETE FROM "SYS"."IMPDP_STATS";

END;

/

和索引不一樣的，由于數據表column數量不一樣，一個PL/SQL匿名塊只導入幾個column統計量。如果column數目多，可能會拆成多個匿名塊。

我們思考一個統計量問題：Oracle明明可以重新收集一下統計量，為什么還要將統計量數據保存在DMP文件里面占據空間。并且在數據之后導入到其中。

筆者認為這個是Oracle從兩個方面考量：

首先是時間上，如果數據表很大、結構復雜，收集一次統計量的時間是比較長的。也就是說，統計量獲取的過程和數據表大小有關系。而數據統計量導入的動作，各個數據持續時間沒有什么差別。想必這個是Oracle的一個綜合考慮。

另外，從執行計劃CBO生成的角度看，“導入”統計量也是有其合理性。有時候我們可能需要固定統計量，也就是希望數據統計量不要“及時更新”，從而固化執行計劃。

12、結論

Oracle Datapump生成的SQLFILE可以幫助我們了解其運行細節。