SCN（System Change Number，系统变更号）
SCN 是 Oracle 数据库中一个全局唯一且严格递增的时间戳，用于标识数据库状态变更的顺序
顺序，通过SCN的递增来表达
变更，通过SCN的创建来表达
它充当了所有变化的逻辑时钟，确保事务的原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID）。
SCN的定义与作用
SCN是一个全局递增的时间戳，用于唯一标识数据库中的每一次变更事件（如事务提交、数据块修改）
全局一致性：协调多事务并发操作，确保读取的数据处于一致状态。
恢复排序：数据库恢复时，Redo记录按SCN顺序重放变更。
分布式事务：跨越多个数据库的事务通过SCN同步状态。
SCN 的递增规则
递增规则：SCN 在实例中单调递增，但非严格“顺序加一”。
根据工作负载，SCN 可能按更大跨度递增（例如每次分配一批值以优化并发性能）。
生成逻辑：
单实例 Oracle：使用内存中的原子操作（如 Atomic Increment）生成 SCN。
RAC（集群环境）：通过 Lamport 时钟算法 或 SCN 广播机制 协调集群各节点间的 SCN，确保全局递增。
SCN的数据结构
为解决SCN耗尽问题（48位最大值约 4.7万亿），12c引入 8字节（64位） SCN
SCN由两个32位整数组成，总长度 6字节（48位）
High-order（高32位）：逻辑分片标识。
Low-order（低32位）：基础递增序列。
SCN 生成的核心模块
事务管理模块（Transaction Layer）：
负责为 事务 分配 SCN，例如触发 COMMIT 时生成提交 SCN。
注意：DDL 语句在 Oracle 中被隐式封装为 独立事务
自动提交：即使未显式执行 COMMIT，DDL 操作会立即提交，无法回滚（DML 事务中未提交的修改也会被提交）。
数据字典变更：DDL 操作的元数据修改（如创建表结构、修改约束）最终会修改 数据字典表（如 SYS.OBJ$、SYS.COL$ 等），这些变更需要被记录到重做日志（Redo Log）中。
DDL 操作中的 SCN 分配与使用
DDL 操作的执行流程
隐式开启事务：Oracle 为 DDL 操作开启一个独立事务，分配一个事务 ID（XID）。
修改数据字典：向 SYS.OBJ$ 插入新表记录，更新相关元数据表。
生成 Redo 日志：所有数据字典修改被记录到 Redo Log，触发 LGWR 写入。
隐式提交事务：DDL 操作自动提交，分配一个唯一的 SCN 作为提交标记。
DDL 操作生成的 SCN
提交时分配 SCN：与 DML 事务类似，DDL 操作在提交时为其分配一个新的 SCN。
SCN 的作用：
标记 DDL 操作提交的时间点，确保其修改的元数据对其他事务可见。
作为恢复流程的基准点，确保可通过 Redo 和 Undo 重建数据字典到一致状态。
日志写入器（LGWR）：
- 将事务的 SCN 写入重做日志文件，确保持久性。
分布式事务协调器（Distributed Transaction Coordinator）：
- 在涉及多个数据库的分布式事务中，全局 SCN 被协调和同步，以便多节点一致性。
SCN存储位置
内存中的 SCN
kcsgscn 全局 SCN 变量
核心变量：在 Oracle 实例启动时，内存中存在一个全局的 SCN 变量（如 kcsgscn），基于原子操作递增，并实时反映当前最高 SCN。
作用：新事务提交时从此变量获取下一个 SCN，确保全局递增且唯一。
查询方法：通过 V$DATABASE.CURRENT_SCN 间接访问内存中的 SCN。
控制文件中的 SCN
全局检查点 SCN
字段名：CHECKPOINT_CHANGE#
作用：记录所有数据文件最后一次完整检查点的最低 SCN，用于确定恢复的起始点。
数据文件检查点 SCN
字段名：CHECKPOINT_CHANGE#
作用：记录每个数据文件的最后一次检查点 SCN，用于与控制文件的全局 SCN 对比。
归档日志的 SCN 范围
字段名：FIRST_CHANGE#、NEXT_CHANGE#
作用：记录每个归档日志文件的 SCN 范围，用于恢复时定位日志。
数据文件头中的 SCN
检查点 SCN
字段名：CHECKPOINT_CHANGE#
作用：记录该数据文件最后一次检查点的 SCN，与控制文件的全局 SCN 对比以检测不一致。
块头的 SCN
每个数据块的头部包含 最后一次修改的 SCN，用于一致性读和 MVCC（多版本并发控制）：
字段名：SCN
作用：
查询时比较块头的 SCN 与查询 SCN，判断该块是否可见。
恢复时过滤掉晚于目标 SCN 的块。
查看方法：通过块转储工具（如 BBED）直接查看物理块的 SCN。
行头的SCN
行头中 SCN 的作用
- 行头中的 SCN 信息是 MVCC 和一致性读的核心依据
行级别 SCN：
记录该行最后修改的 SCN（提交时分配）。
查询时，通过比较 查询 SCN 和行头的 SCN，判断该行是否可见：
行头 SCN ≤ 查询 SCN：该行可见。
行头 SCN > 查询 SCN：通过 Undo 指针回溯旧版本，找到符合查询 SCN 的前镜像。
Undo 段的多版本链：
当一行被多次修改时，每个旧版本数据通过 Undo 记录的指针链式连接，形成版本链。
行头中的 Undo 指针指向该链的最新版本。
日志文件中的 SCN
联机日志文件的 SCN 范围
字段名：FIRST_CHANGE#、NEXT_CHANGE#
作用：记录每个日志组中所有日志记录的 SCN 范围，用于恢复时定位日志。
重做日志记录的 SCN
每个重做日志记录包含一个 变更 SCN，用于标识该记录对应的数据库变更。
作用：
恢复时按 SCN 顺序重放日志。
记录事务提交的 SCN。
回滚段（Undo Segment）中的 SCN
Undo 记录的 SCN
每个 Undo 记录包含一个 提交 SCN，标识该版本数据的提交时间点。
作用：一致性读时，通过 Undo 记录回滚到查询 SCN 对应的旧版本。
查询方法：通过 X$KTUXE 等内部表查看 Undo 记录的 SCN。
事务表的 SCN
- 每个事务的 SYS.SMON_SCN_TIME 表记录事务的 SCN 与时间映射，用于时间点恢复或闪回查询。
事务XID与SCN的分工
XID与SCN的分工协作：一个负责事务的生命周期状态（XID），一个负责变更的顺序和可见性（SCN）。
XID（事务ID）的作用：
由事务启动时分配，唯一标识一个活跃事务的实例（Instance）和事务槽（Transaction Slot）。在数据块头的ITL（Interest Transaction List）中记录XID和SCN，用于：
行锁管理：标识哪些事务锁定了该行。
回滚定位：通过XID关联Undo段的旧版本数据。
SCN的作用：
在提交时分配，确保事务的变更顺序可追溯，用于：
恢复排序：重做日志按SCN顺序决定恢复流程。
读一致性：查询基于SCN确定可见性快照。
系统关键操作对SCN的影响
检查点（Checkpoint）：
检查点进程（CKPT）触发DBWn将脏块写入磁盘，并更新数据文件头和控制文件中的 检查点SCN。
检查点SCN：标记当前已持久化的数据状态，并非新分配的SCN，而是当前最新的已提交事务SCN。
不递增全局SCN：检查点本身不会分配新的SCN，但推进恢复时需要使用最新的提交SCN作为参考点。
日志切换（Log Switch）：
LGWR进程在切换重做日志组时记录当前的最高SCN到新日志文件头，归档日志中的SCN范围基于此。
触发SCN同步：归档日志必须包含完整的SCN轨迹，但这不会导致全局SCN递增。
数据库启动/关闭：
数据库实例启动时，控制文件中的检查点SCN被加载为初始SCN基数。
关闭时，当前最高SCN被保存到控制文件中，但不分配新的SCN。