DUL工具是Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)挽救數(shù)據(jù)的最后手段，你用到DUL的時(shí)候，大部分情況下，數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)不能啟動(dòng)了，甚至有些數(shù)據(jù)文件已經(jīng)損壞了。那么DUL又是怎樣在這些極端的情況下把數(shù)據(jù)導(dǎo)出來(lái)的呢？下面我們就來(lái)一步步的分析它的工作原理。如果你想自己開(kāi)發(fā)一個(gè)類似的工具，這篇文章也會(huì)告訴你有那些工作要做，該怎樣去做。

Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)際上是一堆數(shù)據(jù)的集合，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在表中，通過(guò)一些軟件來(lái)管理這些數(shù)據(jù)，其中讀取數(shù)據(jù)只是這些功能中的一小部分。在這些數(shù)據(jù)中最重要的就是用戶數(shù)據(jù)，它們通常保存在數(shù)據(jù)文件中，按照一定的格式存儲(chǔ)。這些數(shù)據(jù)怎樣解釋成我們看到的樣子，這就需要元數(shù)據(jù)的幫忙了，通常我們把元數(shù)據(jù)叫做數(shù)據(jù)字典。下面我們先來(lái)看看數(shù)據(jù)字典是什么樣子。

數(shù)據(jù)字典

Oracle的數(shù)據(jù)字典也是由一些表組成的。其中最主要的有obj$，tab$，col$這三張表，obj$表中指定了對(duì)象的名稱，對(duì)象ID，對(duì)象的數(shù)據(jù)ID等，當(dāng)然也指定了對(duì)象的屬主ID。tab$表指定了表的一些屬性，最主要的是它指定了表開(kāi)始的位置，在哪個(gè)數(shù)據(jù)文件中，從哪個(gè)塊開(kāi)始。col$表指定了表的列屬性，包括列的名稱，列ID，列在段中的ID，列的類型，長(zhǎng)度等等，有了col$中的信息，Oracle就能解釋存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)塊中的表的格式了。

表在數(shù)據(jù)文件中的位置

上面我們說(shuō)過(guò)，tab$表中有兩個(gè)字段指定了表開(kāi)始的位置，一個(gè)叫FILE#，指示表在哪個(gè)數(shù)據(jù)文件中，另一個(gè)叫BLOCK#，指示表從哪個(gè)塊開(kāi)始。這個(gè)開(kāi)始的塊叫段頭塊，里面包含了一個(gè)個(gè)extent地址范圍，叫做extent map，extent是由連續(xù)的數(shù)據(jù)塊構(gòu)成的。有了這個(gè)extent map，就可以從這些塊中讀取數(shù)據(jù)了，這些塊就是表的數(shù)據(jù)塊。如果一個(gè)表非常大，段頭塊并不能包含所有的extent，那怎么辦呢？Oracle會(huì)在這個(gè)塊中指定下一個(gè)extent map的塊地址，直到所有的extent map都列舉完畢。

有了上面的知識(shí)，我們就可以從數(shù)據(jù)文件中讀取表的數(shù)據(jù)了。在開(kāi)始之前，好像還有一點(diǎn)問(wèn)題，怎樣從數(shù)據(jù)文件中讀取數(shù)據(jù)字典表呢？數(shù)據(jù)字典也是表，表的段頭位置又是從tab$中得到的，這時(shí)我們還沒(méi)有讀到tab$的數(shù)據(jù)，好像陷入死循環(huán)了。別急，Oracle在啟動(dòng)的時(shí)候會(huì)遇到跟我們一樣的問(wèn)題，它怎么來(lái)解決呢？原來(lái)Oracle啟動(dòng)時(shí)，先在內(nèi)存中創(chuàng)建一個(gè)叫做bootstrap$的表，這個(gè)表中存儲(chǔ)了一些建表語(yǔ)句，其中就包括了上面提到的obj$，tab$和col$，有趣的是，在每個(gè)建表語(yǔ)句的后面，還指示了這個(gè)表的段頭塊位置，那么這下就方便了，直接到這個(gè)位置找到extent map，遍歷所有的extent map找到屬于這個(gè)表的數(shù)據(jù)塊，解析數(shù)據(jù)塊中的內(nèi)容，就可以得到數(shù)據(jù)字典的信息了。
看到這里，你還有點(diǎn)困惑，那么說(shuō)明你思考的深入，是的，bootstrap$表的開(kāi)始位置在哪里呢？它保存在1號(hào)數(shù)據(jù)文件的1號(hào)塊中，這個(gè)塊包含文件頭信息，里面有個(gè)叫root dba的字段，包含的地址就是bootstrap$表的段頭塊地址。

數(shù)據(jù)塊

數(shù)據(jù)塊中包含了表中的數(shù)據(jù)，它也是有一定結(jié)構(gòu)的，開(kāi)始是塊頭信息，事務(wù)信息，下面是ITL，ITL大小是固定的，叫做事務(wù)槽，塊中包含幾個(gè)事務(wù)槽，在事務(wù)信息中指定。再后面就是數(shù)據(jù)頭信息，緊接著是表目錄（table directory）信息，后面是行目錄（row directory），行目錄指定了每行數(shù)據(jù)的位置。再后面就是行數(shù)據(jù)了，行數(shù)據(jù)是從塊的底部往上來(lái)存儲(chǔ)的，所以在行目錄和真正的數(shù)據(jù)之間可能會(huì)有一部分空閑的空間。數(shù)據(jù)塊的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，好在Oracle有一個(gè)工具叫做bbed，可以打開(kāi)一個(gè)數(shù)據(jù)塊，它詳細(xì)定義了這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包含數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的各個(gè)字段，可以方便的看到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的細(xì)節(jié)。

LONG數(shù)據(jù)類型

LONG類型的數(shù)據(jù)一般比較長(zhǎng)，很容易造成行連接，當(dāng)然如果一個(gè)表創(chuàng)建時(shí)字段過(guò)多，也會(huì)造成行連接，就是說(shuō)一行數(shù)據(jù)分布在了兩個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊之間，這時(shí)怎么辦呢？Oracle在每行數(shù)據(jù)開(kāi)始都有一個(gè)叫做fb的字段，指示數(shù)據(jù)是否連接到了下一個(gè)塊，如果到了下一個(gè)塊，那么就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)叫做nrid的字段，用來(lái)指示后面的數(shù)據(jù)連接到了哪里，這是一個(gè)地址，代表了在哪一個(gè)塊的哪個(gè)偏移量。如果下一個(gè)塊還沒(méi)有完全容納這一行數(shù)據(jù)，那么會(huì)有下一個(gè)nrid，一直連接下去，直到數(shù)據(jù)行結(jié)束。

LOB數(shù)據(jù)類型

LOB是大對(duì)象數(shù)據(jù)類型，是為了替代LONG類型引入的，當(dāng)數(shù)據(jù)量比較小時(shí)，它存儲(chǔ)在表的塊內(nèi)，如果數(shù)據(jù)比較大，就存儲(chǔ)在表外的一個(gè)段中，這個(gè)段叫做LOB段。LOB數(shù)據(jù)在LOB段中的位置，由一個(gè)叫做定位器的字段來(lái)指定，英文名稱叫做Lob Locator，這個(gè)定位器存儲(chǔ)在表的數(shù)據(jù)塊中，這樣讀到LOB字段時(shí)，就可以通過(guò)定位器找到LOB數(shù)據(jù)。

Lob Index

其實(shí)，LOB的存儲(chǔ)是相當(dāng)復(fù)雜的，默認(rèn)的情況下，為了方便存儲(chǔ)，LOB列在表的數(shù)據(jù)塊中，不僅存儲(chǔ)了定位器，還存儲(chǔ)了一些LOB數(shù)據(jù)塊的地址，通過(guò)這些地址把LOB數(shù)據(jù)讀出來(lái)。但是這些存儲(chǔ)的地址個(gè)數(shù)是有限制的，這取決于表數(shù)據(jù)塊中LOB信息的長(zhǎng)度，默認(rèn)情況下最多是12個(gè)，如果超出了，就要用到定位器了，定位器不能直接找到LOB段的塊位置，實(shí)際上他是LOB index的一個(gè)鍵值，通過(guò)這個(gè)鍵，在LOB索引中找到一系列的LOB塊的地址，通過(guò)這些地址把LOB數(shù)據(jù)讀出來(lái)。

SecureFile

上面談到的LOB存儲(chǔ)格式叫做BasicFile LOB，從11g開(kāi)始，Oracle引入了一種新的LOB存儲(chǔ)格式，叫做SecureFile LOB。它幾乎把LOB index取消了，而是把LOB的塊地址直接放在了LOB段的頭塊中，通過(guò)頭塊中的地址可以直接讀取LOB數(shù)據(jù)。當(dāng)然如果LOB數(shù)據(jù)量很大很大，頭塊也放不下這么多地址，那怎么辦呢？Oracle在頭塊中設(shè)置了四個(gè)地址，分別叫做dba0，dba1，dba2，dba3。這是一個(gè)四級(jí)的內(nèi)部樹(shù)結(jié)構(gòu)，dba0相當(dāng)于一個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)，管理了很多LOB數(shù)據(jù)塊地址，當(dāng)dba0滿了，就會(huì)出現(xiàn)dba1，是dba0的上級(jí)節(jié)點(diǎn)，它又管理了很多類似dba0的葉子，每個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)塊都包含了很多LOB數(shù)據(jù)塊的地址，dba1滿了，就會(huì)出現(xiàn)dba2節(jié)點(diǎn)，類推上去，到了dba3時(shí)，能管理的數(shù)據(jù)量已經(jīng)遠(yuǎn)超過(guò)了LOB數(shù)據(jù)量的最大限制，這樣所有的LOB數(shù)據(jù)都能通過(guò)這個(gè)結(jié)構(gòu)遍歷讀取了。

Recyclebin

如果你刪除了表，從11g開(kāi)始默認(rèn)情況下并沒(méi)有真正刪除，而是把表名改變了，原來(lái)的表名存儲(chǔ)在了一個(gè)叫回收站的表中，如果你改變了主意，還可以通過(guò)命令恢復(fù)回來(lái)，對(duì)誤刪了表是一個(gè)好消息。由于它與普通表沒(méi)有區(qū)別，所以通過(guò)上面的知識(shí)，我們就能恢復(fù)回來(lái)。

Truncate Table

如果一個(gè)表被截?cái)嗔耍强赡苣憔驼娴脑L問(wèn)不了原來(lái)的數(shù)據(jù)了，如果現(xiàn)在后悔了，也只能去撞墻了。用我們前面介紹的方法能不能找回?cái)?shù)據(jù)呢？找到表的段頭塊，dump出來(lái)看看，你會(huì)發(fā)現(xiàn)段頭塊中的extent map已經(jīng)被清除了，這就沒(méi)法通過(guò)extent map把數(shù)據(jù)遍歷出來(lái)了。辦法總是有的，數(shù)據(jù)不是都存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)文件中嗎？那我們把所有數(shù)據(jù)文件中的塊都掃描一遍，把跟這個(gè)表的ID一致的那些塊都找出來(lái)，然后從這些塊中把數(shù)據(jù)都分析出來(lái)，不就可以了嗎？只是花費(fèi)的時(shí)間多一些，并且要保證不能遺漏了數(shù)據(jù)文件，實(shí)踐證明還是可以把數(shù)據(jù)讀出來(lái)的。

Drop Table

有了上面截?cái)啾淼慕?jīng)驗(yàn)，刪除的表也就好處理了。段頭塊的改變幾乎與截?cái)啾硎且粯拥摹Ｅc截?cái)啾聿煌氖牵阋劝褦?shù)據(jù)字典中刪除的記錄恢復(fù)出來(lái)，obj$，tab$，col$表中關(guān)于這個(gè)表的記錄都被刪除了，那么怎樣恢復(fù)呢？記得前面我們提到過(guò)在每行數(shù)據(jù)前面都有一個(gè)叫做fb的字段，其實(shí)Oracle并沒(méi)有把這條數(shù)據(jù)清除掉，只是在fb字段上做了一個(gè)標(biāo)記，去除這個(gè)標(biāo)記，這些記錄就都恢復(fù)了。下面再把數(shù)據(jù)文件掃描一遍，找到屬于這個(gè)表的塊，就能把數(shù)據(jù)恢復(fù)了。

數(shù)據(jù)字典損壞

最嚴(yán)重的情況就是數(shù)據(jù)文件中有部分已經(jīng)損壞了，那么就不能保證完全恢復(fù)數(shù)據(jù)了。那么首先還是要嘗試讀取數(shù)據(jù)字典，Oracle對(duì)基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)字典表存儲(chǔ)的段頭塊位置都是固定的，找一個(gè)相同版本的數(shù)據(jù)庫(kù)，從bootstrap$表中查找到數(shù)據(jù)字典的段頭位置，或者從tab$中找到段頭位置，然后嘗試從這些地方導(dǎo)出數(shù)據(jù)字典，如果能導(dǎo)出數(shù)據(jù)字典，剩下的工作就跟前面一樣了。
最壞的情況就是系統(tǒng)表空間的數(shù)據(jù)文件丟失或者嚴(yán)重?fù)p壞，已經(jīng)無(wú)法導(dǎo)出數(shù)據(jù)字典了，那么這時(shí)怎么辦呢？那么只有通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)重建數(shù)據(jù)字典了，還是把所有數(shù)據(jù)文件掃描一遍，記錄段頭塊的位置，每個(gè)段頭塊會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)表或一個(gè)分區(qū)，這樣表的段頭位置就找到了，接下來(lái)要做的就是重建col$中的字段，主要是數(shù)據(jù)類型，長(zhǎng)度等。有些數(shù)據(jù)類型的長(zhǎng)度是固定的，比如日期類型，時(shí)間戳類型，很好猜測(cè)。數(shù)字類型也有自己的特點(diǎn)比較好確定，剩下的就是字符類型了，大部分猜測(cè)不到的都可以先當(dāng)做字符類型處理。然后根據(jù)重建的數(shù)據(jù)字典導(dǎo)出一部分?jǐn)?shù)據(jù)，這時(shí)就要通過(guò)人工比對(duì)，把字段類型確定清楚，然后就可以導(dǎo)出數(shù)據(jù)了。