OracleのUNDOについて

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🔄 UNDOとは？

Oracle Databaseは、以下の目的で「UNDOデータ（元の値）」を使用します：

  • トランザクションのロールバック

  • 一貫性のある読み取り（Read Consistency）

  • Oracle Flashback Query（過去の状態を参照する機能）

  • 障害時リカバリ

🧠 UNDOの仕組み

  • Oracleはデータを変更する前の**元の値（UNDOデータ）**を保存。

  • このUNDOは、トランザクションがコミットされるまで上書きされない。

  • つまり、変更を**「お試し」感覚で行える**。

    • 他のユーザーには見えず、自分だけが確認できる。

    • 気に入れば COMMIT で確定。

    • 気に入らなければ ROLLBACK で元に戻せる。

💻 デモの例

  1. 2つのセッションで同じデータを確認（例：従業員ID 100 の給与）。

  2. 一方のセッションで給与を更新（UPDATE）。

  3. コミット前なので、他方のセッションでは元の給与が見える（一貫性のある読み取り）。

  4. COMMIT を実行すると、他のセッションでも変更が見えるようになる。

⚠️ 障害時のUNDOの役割

  • トランザクション中に：

    • ネットワーク障害やクライアントPCのクラッシュ

    • インスタンスクラッシュや SHUTDOWN ABORT の実行

  • こうした異常終了時は、自動的にUNDOデータでロールバックが行われる。

🧪 ロールバックの実例

  • 給与を1人だけ下げるつもりが、全従業員107人の給与を下げてしまった。

  • ROLLBACK を使ってUNDOデータから変更前の状態に戻せた。

⏳ UNDOデータの保持期間

  • UNDOはトランザクションが終了するまで必ず保持される。

  • 保持時間や容量は、データベースの負荷や設定に依存。


🔁 UNDOとREDOの役割の違い

項目UNDO（アンドゥ）REDO（リドゥ）
目的変更を取り消す（ロールバック）ため変更を再実行（ロールフォワード）するため
使用される時ユーザーがROLLBACKした時やセッション障害電源障害などで変更が失われたとき

🔄 UNDOの流れ

  • トランザクションが COMMIT される前 に、Oracleは UNDO情報（旧データ） を生成。

  • これは、ユーザーが変更を取り消す可能性に備えて保持される。

  • たとえば：

    • ROLLBACK をしたとき

    • セッションが異常終了したとき

  • OracleはこのUNDOを使って変更を元に戻す（ロールバック）。

🔁 REDOの流れ

  • COMMIT 処理の際は、変更内容が REDOログファイル（ディスク上）に書き込まれたかを確認。

  • REDOログへの書き込みが完了すれば、たとえデータファイル（表の実データ）にまだ反映されていなくても、

    • トランザクションは「確定済み（コミット済み）」と見なされる。

  • たとえば：

    • 電源障害でOSが落ちたが、REDOログに記録されていれば

    • 再起動時に、REDOログから変更を反映させてロールフォワードできる

✅ 読み取り一貫性

  • 読み取り一貫性（Read Consistent Queries） とは、
    クエリが開始された時点のデータを基準にして、一貫した結果を返す仕組みです。

🕒 具体例で説明：

  • たとえば、あなたのクエリが 時刻 T0 に開始 され、30分間実行されるとします。

  • 他のユーザーが 時刻 T5 にデータを更新してコミットしても、

  • あなたのクエリは、T0時点のデータをT30まで表示し続けます。

  • なぜなら、Oracleは Undo情報（変更前のデータ） を使って、
    クエリ開始時点の状態を再構築できるからです。

⚠️ 注意点：Undo情報の保持期間

  • ただし、他のユーザーが 頻繁にコミットしていると、

    • 古いUndo情報が上書きされて消える可能性があります。

  • この場合、あなたのクエリが更新された行に遅れてアクセスしたときに、

    • Undo情報がもう存在していないことがあります。

    • その結果、**ORA-01555: snapshot too old（スナップショットが古すぎる）**というエラーが発生する可能性があります。

✅ Oracle Flashback Query の使い方と仕組み

📌 Flashback Query とは？

  • Oracleの Flashback Query を使うと、過去のある時点のデータ（コミット済み） を取り出すことができます。

  • 他のフラッシュバック機能と同様に、Undo表領域 を利用して過去の状態を参照します。

  • 時刻（timestamp）または SCN（System Change Number） を指定することで、その時点の状態を再現できます。

🔧 Flashback Query の準備

  1. アーカイブログモードを有効化（未設定なら）

    • archive log list で確認

    • 有効化手順:

      • データベースを シャットダウン

      • MOUNT モードで起動

      • alter database archivelog; でアーカイブログモードに変更

      • データベースを再オープン

  2. Flashback機能の有効化

    • alter database flashback on; を実行

🧪 使用例（Monicaのケース）

  • 問題発生：12時、HRアプリ開発者が US_STATES テーブルの全データを誤って削除し、コミット。

  • 対応方法：

    • Monicaは Flashback Query を使って削除前のデータを復元。

実験ステップ：

  1. US_STATES テーブルを作成し、データ挿入。

  2. 少し時間を置いてからデータを削除。

  3. SELECT * FROM US_STATES AS OF TIMESTAMP TO_TIMESTAMP('2025-07-09 06:15:00', 'YYYY-MM-DD HH24:MI:SS')
    を使用して、削除前の状態を参照。

  4. または AS OF SCN <SCN番号> を使って、特定の変更時点を指定。

  5. データ復元には INSERT INTO SELECT を使用可能。

🧠 SCN（System Change Number）とは？

  • Oracle 内部の「時計」のようなもので、トランザクションの整合性のある時点を識別。

  • SELECT CURRENT_SCN FROM V$DATABASE で現在のSCNを取得。

  • TIMESTAMP_TO_SCN() や SCN_TO_TIMESTAMP() 関数で変換可能。

💡 注意点

項目内容
使用条件アーカイブログモードが有効であること
データ復元INSERT INTO + Flashback Query が可能
Undo保持期間過去の時点情報は Undo に依存するため、保持設定が重要

✅ ローカル Undo 管理（Oracle Multi-Tenant 環境）

🏗 Undoの2つのモード（マルチテナント構成）

  • 共有（Shared）Undoモード：
    CDBのrootに1つの共通Undo表領域のみを使用。

  • ローカル（Local）Undoモード（推奨）：
    各PDBに1つのローカルUndo表領域を持つ。
    ※以下の操作時に必須：

    • ホットクローン（稼働中クローン）

    • ダウンタイムほぼゼロでのPDB移動

    • PDBのリフレッシュやリストア

    • Proxy PDBの使用

⚙ Undoの管理方法（Automatic Undo Management）

  • undo_management パラメータが AUTO または NULL → 自動Undo管理が有効（デフォルト）

  • OracleがUndo表領域とUndoセグメントの管理を自動化。

  • Undo表領域は「自動エクステント管理されたローカル管理表領域」。

🗂 Undo表領域の確認・作成・切り替え

  • 確認方法：

    • dba_tablespaces ビューで contents = 'UNDO' の行を確認

    • dba_data_files ビューで該当のファイルを確認

  • 新規作成例：

    sql
    CREATE UNDO TABLESPACE undo_tbs2 DATAFILE '...' SIZE 100M;

  • 有効なUndo表領域の確認：

    sql
    SHOW PARAMETER undo_tablespace;

  • 切り替え方法（undo_tbs2 を有効に）：

    sql
    ALTER SYSTEM SET undo_tablespace = undo_tbs2;

  • 削除例（不要なUndo表領域）：

    sql
    DROP TABLESPACE undo_tbs2 INCLUDING CONTENTS AND DATAFILES;

🔍 Undoの状態（v$undostat, dba_undo_extents）

  • Undoセグメントの各エクステントのステータス：

    ステータス内容
    ACTIVE実行中トランザクションで使用中（上書き不可）
    UNEXPIREDコミット済だが保持期間内（可能なら保持）
    EXPIRED保持期間終了（上書き可能）
    v$undostat ビュー：過去のUndo使用状況を確認可能。

⏱ Undo保持期間（Undo Retention）

  • 初期設定：UNDO_RETENTION = 900 秒（15分）

  • 保持期間は、最長のクエリ時間を少し超えるように自動調整される（自動拡張時）。

  • 設定変更例：

    sql
    ALTER SYSTEM SET undo_retention = 1800;

  • 注意点：

    • 保持期間を長くしすぎると、Undo表領域の空き不足で問題が起こる。

    • 空きが不足すると、UNEXPIREDなUndoも再利用されてしまい、エラー（ORA-01555: snapshot too old）の原因に。

🛡 Undo Retention Guarantee（保持保証）

  • 通常は、トランザクションを失敗させないために UNEXPIREDなUndoも上書きされる。

  • RETENTION GUARANTEE を指定することで、保持期間を強制的に保証できる。

    • 設定例：

      sql
      ALTER TABLESPACE undo_tbs1 RETENTION GUARANTEE;

    • 解除例：

      sql
      ALTER TABLESPACE undo_tbs1 RETENTION NOGUARANTEE;

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