Oracle数据库连接的failover配置

Failover的连接配置
刘伟
以下内容参考了官方文档。

这里的failover，是指应用发起一个数据库连接以后，如果工作过程中该连接所连到的实例发生了故障，连接可以自动切换到正常节点，从而最小化对业务的影响。

根据Oracle的介绍，我们有两种连接方式可以实现数据库连接的failover: TAF和FCF 1. TAF
TAF的全称是Transparent Application Failover，即透明应用故障切换。

按照官方文档的描述，TAF让Oracle Net将一个失效的连接从故障点转移到另一个监听上，用户能使用这个新的连接来继续未完成的工作。

TAF可以配置为使用client端的(Transparent Network Substrate)TNS连接字符串来连接，或者使用server端的服务。

如果两种方式同时使用，则使用server端的服务配置。

TAF可以工作在两种模式下：session failover和select failover。

前者在failover时会重建失败的连接，后者则能够继续进程中未完成的查询(如果failover前一个session正在从一个游标中获取数据，则新的session将在相同的snapshot下重新运行select语句，并返回余下的行)。

如果failover时，session执行了DML操作且未提交，则failover后，若不执行rollback 回滚而执行新的操作，将会收到一条错误信息ORA-25402: transaction must roll back TAF在dataguard中使用，可以自动进行failover
一个典型的使用了TAF的TNS连接串如下：
NEWSDB =
(DESCRIPTION =
(ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = rac1-vip)(PORT = 1521))
(ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = rac2-vip)(PORT = 1521))
(LOAD_BALANCE = yes)
(CONNECT_DATA =
(SERVER = DEDICATED)
(SERVICE_NAME = dyora)
(FAILOVER_MODE =
(TYPE = SELECT)
(METHOD = BASIC)
(RETRIES = 180)
(DELAY = 5)
)
)
)
2. FCF
FCF全称是Fast Connect Failover，快速连接故障切换。

oracle11g提供了FCF方式连接数据库，它支持JDBC Thin和JDBC OCI驱动；与连接缓存(implicit connection cache)协同工作提供更高的连接性能和高可用；可以在应用代码中设置，无需另外配置。

需要的条件：启用了隐含连接缓存，FCF需要与JDBC的连接缓存机制共同工作，为应用管理连接以确保高可用；应用使用服务名而非服务标识符来连接数据库；JDBC运行的节点上配置并启用了Oracle Notification Service (ONS)；JDBC例程运行的java虚拟机必须包含oracle.ons.oraclehome并指向ORACLE_HOME。

例子：
配置ONS
ods.setONSConfiguration("nodes=:4200,:4200"); 启用FCF
// declare datasource
ods.setUrl(
"jdbc:oracle:oci:@(DESCRIPTION=
(ADDRESS=(PROTOCOL=TCP)(HOST=cluster_alias)
(PORT=1521))
(CONNECT_DATA=(SERVICE_NAME=service_name)))");
ods.setUser("scott");
ods.setConnectionCachingEnabled(true);
ods.setFastConnectionFailoverEnabled(true):
ctx.bind("myDS",ods);
ds=(OracleDataSource) ctx.lookup("MyDS");
try {
ds.getConnection(); // transparently creates and accesses cache
catch (SQLException SE {
}
}
上面的java代码包含一个异常处理。

工作过程如下：
1. 一个实例宕掉了，在缓存中留下一些过期连接
2. RAC产生一个事件，并将其发送给包含JDBC的java虚拟机
3. JVM中的后台线程找出所有受到该RAC事件影响的所有连接，通过sql异常(ORA-17008)通知它们关闭连接，并回滚事务
4. 连接接收到sql异常并重新执行失败的操作
3. TAF和FCF的区别
FCF与TAF相比有如下不同：
FCF支持应用级别的连接重试，由应用来决定failover时如何处理，是重新执行，还是抛出异常；TAF只能在OCI/NET的层面进行重新连接；
FCF与连接缓存很好地结合起来，让连接缓存管理器来管理缓存，失败的连接在缓存中会自动失效。

而TAF在网络层面做预连接，当一个连接失效，连接缓存不能检测到； FCF基于Oracle RAC事件，可以快速为活跃/闲置的连接检测到故障；
FCF通过实例的UP事件实现负载均衡，分配到在线的RAC实例中。

oracle建议不要在一个应用中同时使用TAF和FCF
4. 本次TAF配置的说明
简单地说，对于数据库连接在生命周期中，实例发生故障时的故障切换，Oracle提供了TAF和FCF两种配置方法，其中：
TAF是作用在数据库的网络层面(OCI/NET)，FCF作用在应用层面；
TAF可以在数据库连接中配置，和应用无关，而FCF在应用层面来控制出现故障时的处理；
TAF不支持DML（增删改）操作的切换，也就是说，当故障发生时，如果连接正在执行查询操作，或没有任何操作，则可以直接切换到其他节点继续工作，如果正在执行增删改，则会失败；
TAF作用在网络层面，可以防止实例级别的故障，例如数据库实例关闭或重启，但不能防止集群或操作系统级别的故障；
TAF和FCF不建议同时使用。

综上，FCF比TAF更加灵活，功能也更强大，但是FCF需要在应用端来配置，工作量较大。

在没有FCF的情况下，我们在数据库层面配置TAF，可以提升应用的可用性。

5. TAF的局限性
上面提到，TAF不支持DML的故障切换，那么对于select模式的配置中，是否支持查询语句的failover呢？
它还是需要满足以下条件：
执行计划不发生变化
输出的结果顺序不发生变化
输出的结果集不发生变化（这通过一致性读来保证）
如果执行DML，在执行过程中发生了切换，则会报ORA-25408: 无法安全重放调用，继续执行查询则正常，DDL的情况与此相同；如果在DML执行以后，但未提交，此时发生了故障切换，切换以后会报ORA-25402: 事务处理必须重新运行，此时需要rollback，否则所
有操作(包括select和commit)都将不能正常进行。

——来自老熊的测试。