Oracle RAC 环境下的连接管理.docx
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OracleRAC环境下的连接管理
OracleRAC环境下的连接管理
这篇文章详细介绍了OracleRAC环境下的连接管理，分别介绍了什么是ConnectTimeLoadBalancing、RuntimeConnectionLoadBalancing、ConnectTimeConnectionFailover和RuntimeConnectionFailover，以及里面所涉及到的TAF、ONS、FCF、FAN、LBA等诸多知识点。
本文主要是针对OracleRAC11gR2环境下的连接管理，但同时也会对比说明一下OracleRAC10gR2/9iR2，以体现他们之间在连接管理上的差异。
所谓“连接管理”，主要体现在LoadBalancing和Failover两方面。
OracleRAC11gR2下的LoadBalancing和Failover，根据是否使用了事先已经存在的连接（如连接池中的连接）又分为ConnectTimeLoadBalancing、RuntimeConnectionLoadBalancing、ConnectTimeConnectionFailover和RuntimeConnectionFailover这4种类型，凡是带上了“Runtime”前缀的，就是指连接已经存在的情况，比如使用了连接池。
一、首先来介绍ConnectTimeConnectionFailover
ConnectTimeConnectionFailover是指不从连接池中取得已有连接，而是直接连接Oracle数据库时的Failover。
在OracleRAC11gR2之前，ConnectTimeConnectionFailover是非常容易实现的，只需要在相关的tnsnames.ora中指定多个vip，同时指定FAILOVER=ON就好了。
如下所示：
（DESCRIPTION=
（FAILOVER=ON）
（ADDRESS_LIST=
（LOAD_BALANCE=OFF）
（ADDRESS=（PROTOCOL=TCP）（HOST=RAC1-vip）（PORT=1521））
（ADDRESS=（PROTOCOL=TCP）（HOST=RAC2-vip）（PORT=1521））
（ADDRESS=（PROTOCOL=TCP）（HOST=RAC3-vip）（PORT=1521））
（ADDRESS=（PROTOCOL=TCP）（HOST=RAC4-vip）（PORT=1521））
）
（CONNECT_DATA=（SERVICE_NAME=RAC10g））
）
这里客户端进程首先会尝试连接RAC1-vip，如果连不上，则会尝试RAC2-vip，再连不上，则会继续往下尝试，直到所有出现在ADDRESS_LIST中的vip地址全部顺序尝试完为止。
这种客户端在连接Oracle数据库时的Failover，不仅适用于RAC环境，也适用于DataGuard环境。
如下所示：
DESCRIPTION=
（FAILOVER=ON）
（ADDRESS_LIST=
（LOAD_BALANCE=OFF）
（ADDRESS=（PROTOCOL=TCP）（HOST=primary-ip）（PORT=1521））
（ADDRESS=（PROTOCOL=TCP）（HOST=standby-ip）（PORT=1521））
）
（CONNECT_DATA=（SERVICE_NAME=service10g））
）
OracleRAC11gR2引入了SCAN（SingleClientAccessName），并且客户端缺省是通过SCAN来连接整个RAC环境的，如下是SCAN的架构图：
如上图所示，如果使用了DNS或者GNS（GridNamingService），那么最多可以有3个SCANVIP和3个SCANListener；如果没有使用DNS或者GNS，而是选择使用hosts文件，则只会有1个SCANVIP和1个SCANListener。
这里假设在tnsnames.ora中这样配置：
（DESCRIPTION=
（FAILOVER=ON）
（ADDRESS=（PROTOCOL=TCP）（HOST=MySCAN）（PORT=1521））
（CONNECT_DATA=（SERVER=DEDICATED）（SERVICE_NAME=RAC11g）））
严格意义上说，只有在RAC环境有1个以上SCANVIP的时候，上述FAILOVER=ON才有意义——它表示的是客户端在连接SCANVIP的时候，如果其中的一个SCANVIP连不上，则马上会尝试另外一个SCANVIP。
当使用了hosts文件来指定SCANVIP的时候，即在整个RAC环境只有1个SCANVIP的情况下，Failover其实也存在，只不过这种情况下Failover的速度会慢一些。
因为当SCANVIP所在的节点宕掉后，SCANVIP会和相关的SCANListener一起整体Failover到其他节点，只不过这个Failover需要时间，而客户端需要等待这个Failover过程完毕后才能重新连上RAC。
二、接下来介绍RuntimeConnectionFailover
RuntimeConnectionFailover是指连接已经存在的情况下的Failover。
这个已存在的连接，可能是连接池中正在用的连接，也可能是不通过连接池、直接通过OCI客户端（如sqlplus）连上Oracle数据库后的连接。
这种RuntimeConnectionFailover，就是指在连接已经存在的情况下，如果Oracle数据库端出现了异常的情况（比如Service宕了、Instance崩溃了、Session断了）而导致已有连接中断，怎样Failover的问题。
有两种手段来实现RuntimeConnectionFailover，分别为TAF（TransparentApplicationFailover）和FCF（FastConnectionFailover）。
首先来介绍TAF。
TAF有如下一些知识点需要我们注意：
1、它可以在client端的tnsnames.ora中的连接串里定义，也可以在server端的service中定义，只不过service端的设置会取代（override）客户端tnsnames.ora中的设置：
客户端可以这样设置TAF：
（DESCRIPTION=
（FAILOVER=ON）
（ADDRESS=（PROTOCOL=TCP）（HOST=MySCAN）（PORT=1521））
（CONNECT_DATA=（SERVER=DEDICATED）（SERVICE_NAME=Email）
（FAILOVER_MODE=（TYPE=select）（METHOD=basic）（RETRIES=180）（DELAY=5）））
Server端可以这样设置TAF：
srvctlmodifyservice-dRAC11g-sEmail-qTRUE-PBASIC-eSELECT-z180-w5-jLONG具体各个参数的含义可参见如下注释：
Usage:
srvctlmodifyservice-d-s[-c{UNIFORM|
SINGLETON}][-P{BASIC|PRECONNECT|NONE}][-l
[PRIMARY][,PHYSICAL_STANDBY][,LOGICAL_STANDBY][,SNAPSHOT_STANDBY]][-y
{AUTOMATIC|MANUAL}][-q{true|false}][-x{true|false}][-j{SHORT|LONG}][-B
{NONE|SERVICE_TIME|THROUGHPUT}][-e{NONE|SESSION|SELECT}][-m
{NONE|BASIC}][-z][-w]
-dUniquenameforthedatabase
-sServicename
-c{UNIFORM|SINGLETON}Servicerunsoneveryactiveserverintheserver
poolhostingthisservice（UNIFORM）orjustoneserver（SINGLETON）
-P{NONE|BASIC|PRECONNECT}TAFpolicyspecification
-lRoleoftheservice（primary,physical_standby,
logical_standby,snapshot_standby）
-yManagementpolicyfortheservice（AUTOMATICorMANUAL）
-eFailovertype（NONE,SESSION,orSELECT）
-mFailovermethod（NONEorBASIC）
-wFailoverdelay
-zFailoverretries
-jConnectionLoadBalancingGoal（SHORTorLONG）.DefaultisLONG.
-BRuntimeLoadBalancingGoal（SERVICE_TIME,
THROUGHPUT,orNONE）
-xDistributedTransactionProcessing（TRUEorFALSE）
-qAQHAnotifications
（TRUEorFALSE）
-hPrintusage
2、当TAF的TYPE设置为select的时候，单纯select操作（不包括select…forupdate）可以做到“断点续传”，即单纯的select操作在利用TAF实现Failover后是可以从中断的地方继续往下执行的；
3、TAF对DML操作不能做到“断点续传”，即如果一个transaction在使用TAF实现Failover后，该transaction不能从中断的地方继续执行，需要再次从头开始执行；
4、TAF仅对使用OCI连接的客户端和连接池有效，这里的OCI连接可以是在OCI连接上的封装，比如JDBC-OCIdriver就支持TAF，但JDBCthindriver就不支持TAF（因为JDBCthindriver不是基于OCI的）。
接下来，在介绍FCF（FastConnectionFailover）之前，我们必须要先介绍FAN（FastApplicationNotification）。
FAN是OracleRAC里的一种消息主动通知机制。
当RAC里出现servicedown/up，instancedown/up，节点负载变化时，Oracle数据库都能通过FANevents将这些信息发布出去，订阅这些FANevents的客户端在第一时间收到这些FANevents后就能做出相应的动作来响应这些FANevents。
FANevents分为两种，第一种是FANHAevents，第二种是LBAevents，这里的LBA是指LoadBalancingAdvisory。
当RAC里出现servicedown/up、instancedown/up时就会触发FANHAevents。
FANHAevents的示例如下所示：
Event1:
FANeventtype:
instance
Properties:
version=1.0service=PRODdatabase=PRODinstance=PROD1host=node1status=down
Event2:
FANeventtype:
service_member
Properties:
version=1.0service=ERPdatabase=PRODinstance=PROD1host=node1status=down
Event3:
FANeventtype:
service_member
Properties:
version=1.0service=ERPdatabase=PRODinstance=PROD3host=node3status=up
RAC里节点的负载变化后也会产生LBAevents，LBAevents的示例如下所示：
Event4:
FAN-eventtype:
service_metrics
Properties:
version=2.0service=ERPdatabase=PRODinstance=PROD1percent=70
service_quality=GOODinstance=PROD2percent=30service_quality=GOOD
Event5:
FAN-eventtype:
service_metrics
Properties:
version=2.0service=CRMdatabase=PRODinstance=PROD2percent=30
service_quality=GOODinstance=PROD3percent=70service_quality=GOOD
上述FANevents可能会通过多种渠道传播出去，这些渠道包括ONS（OracleNotificationService），AQ（AdvancedQueue），PMON等。
下面是关于FANevents架构和传播途径的两张图，它们就直观的说明了FANevents的传播途径：
订阅FANHAevents的客户端包括：
JDBCImplicitConnectionCache,OCI,ODP.NETConnectionPools,Listener,ServerSideCallouts等；
订阅LBAevents的客户端包括：
JDBCImplicitConnectionCache,ODP.NETConnectionPools,Listener，OCISessionPools等；
介绍完FAN，现在可以开始介绍FCF：
FCF的意思是FastConnectionFailover，它实际上是客户端通过订阅FANHAevents来实现的。
如下是两个客户端通过订阅FANHAevents来实现FCF的例子：
例一：
JDBCFastConnectionFailover（FCF）
这里的JDBC连接是指JDBCthin连接。
因为JDBCthin连接不是基于OCI的，所以这种情况下的RuntimeConnectionFailover不能使用TAF，只能用FCF。
并且要做如下几件事情后才可以正常使用FCF：
1、把implicitconnectioncache打开；
2、把FastConnectionFailoverEnabled打开；
3、最好是直接订阅远程的ONS（在Oracle10gR2之前的版本不能直接订阅远程的ONS，只能通过在本地安装ONS后来实现FANevents的中转）；
4、最好是在Java程序里设置一下TCPtimeout（后面专门会讲到在Oracle数据库里如何调整TCPtimeout）；
演示代码如下：
OracleDataSourceods=newOracleDataSource（）
...
ods.setUser（“Scott”）
ods.setPassword（“tiger”）
ods.setConnectionCachingEnabled（true）;
ods.setFastConnectionFailoverEnabled（true）;
ods.setConnectionCacheName（“MyCache”）
ods.setConnectionCacheProperties（cp）;
ods.setONSConfiguration（"nodes=racnode1:
6201,racnode2.:
6201"）;
ods.setURL（"jdbc:
oracle:
thin:
@sales1-scan:
1521/oltp"）;
//TCPconnecttimeout
Propertiesprop=newProperties（）;
prop.setProperty（"MinLimit",MIN_CONN）;
prop.setProperty（"MaxLimit",MAX_CONN）;
prop.setProperty（"InitialLimit",INIT_CONN）;
prop.put（.ns.SQLnetDef.TCP_CONNTIMEOUT_STR,"1000"））;//
这里是表示把TCPtimeout设为1000毫秒，即1秒
ods.setConnectionCacheProperties（prop）;
例二：
ODP.NETFastConnectionFailover（FCF）
对于ODP.NET而言，通常做了如下几件事情后就可以使用FCF了：
1、把对应service的AQNotification打开：
srvctlmodifyservice-dRAC11g-sEmail-qTRUE
2、把aq_tm_processes的值设为1；
3、赋予指定用户de-queue的权限：
execdbms_aqadm.grant_queue_privilege（'DEQUEUE','SYS.SYS$SERVICE_METRICS',）;
4、在.NET连接串里设置HAevents=true；
演示代码如下：
//C#
usingSystem;
usingOracle.DataAccess.Client;
classConnectionPoolingSample
{
staticvoidMain（）
{
OracleConnectioncon=newOracleConnection（）;
//OpenaconnectionusingConnectionStringattributes
//relatedtoconnectionpooling.
con.ConnectionString=
"UserId=scott;Password=tiger;DataSource=crm;"+
"MinPoolSize=10;ConnectionLifetime=120;ConnectionTimeout=60;"+
"HAevents=true","IncrPoolSize=5;DecrPoolSi=2";
con.Open（）;
Console.WriteLine（"Connectionpoolsuccessfullycreated"）;
//CloseandDisposeOracleConnectionobject
con.Close（）;
con.Dispose（）;
Console.WriteLine（"Connectionisplacedbackintothepool."）;
}
}
FCF跟TAF有一个很大的不同就是即便是单纯select操作，FCF也不能像TAF那样做到“断点续传”。
对于配置好了FCF的连接池而言，当它接收到包含instance/service宕掉的FANHAevents后，原先cache在连接池里的跟这个instance/service相关的连接马上会被标记为失效（invalid）同时这些连接会被清除，使用这些连接的transaction也会马上中止并回滚。
当应用捕捉到这个中止的transaction所产生的错误信息后，要么直接把相关错误返回给最终用户，要么从连接池中重新取得一个有效连接并重新执行这个被中止的transaction。
在启用了FCF的情况下，如果连接错误被返回给了最终用户，那么应该如何判断错误信息的来源呢（即是否是FCF返回的错误）？
很简单，用isFatalConnectionError（SQLExceptione）来判断一下就好了，演示代码如下：
try{
conn=getConnection（）;
//这里取得连接后做相关的工作
}catch（SQLExceptione）{
handleSQLException（e）
}
...
voidhandleSQLException（SQLExceptione）
{
if
（OracleConnectionCacheManager.isFatalConnectionError（e））
ConnRetry=true;//这里表示捕捉到FCF返回的错误
…
}
三、接着介绍ConnectTimeLoadBalancing
ConnectTimeLoadBalancing就是指不从连接池中取得已有连接，而是直接连接Oracle数据库时的LoadBalance。
ConnectTimeLoadBalancing又细分为两种，分别是客户端的ConnectTimeLoadBalancing和Server端的ConnectTimeLoadBalancing。
在OracleRAC11gR2之前，客户端的ConnectT
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