Oracle 18c 新特性：动态 Container Map 增强 Application Container 灵活性

From: 盖国强数据和云 2019-12-14

数据技术嘉年华等你来

活动预告：11.16-17日，北京市东三环中路61号富力万丽酒店，相聚数据技术嘉年华，（99元票务）免费购票倒计时，点击查看大会详情。

盖老师带来主题“稳筑基石，云帆万里-数据技术的发展和平台创新”，敬请期待~

点击“阅读原文”或者扫描下图二维码注册购票，即将售罄，赶快参与鸭！

盖国强，云和恩墨创始人，Oracle ACE总监，中国地区首位Oracle ACE和ACE总监，曾获评"中国首届杰出数据库工程师"奖，拥有近 20 年的数据库实施和顾问咨询经验，对于数据库性能优化及内部技术具有深入理解。著有《深入解析Oracle》、《循序渐进Oracle》等技术书籍。盖老师带来的主题是“稳筑基石,云帆万里-数据技术的发展和平台创新”。

主题背景：在数据库领域，随着开源技术的快速发展，市场正在分化，一方面是以Oracle、MySQL为龙头的数据生态，一方面随着MongoDB、ElasticSearch的成功IPO，以及 PostgreSQL、Redis 的奋发向上，百花齐放的时代已经来到，而这些变革的驱动力则是云浪潮。在这个主题中，将和大家分享我们对于行业的分析和展望，并对云时代企业级数据应用面对的挑战提出解决方案，同时分享云和恩墨在这一领域的探索和成功案例。

在 Oracle 18c 中，Container Map 的特性再次获得增强，实现了动态 Container Map 的功能，允许在线动态更改容器映射。

（关注本公众号: Oranews 回复 2018OOW 可以在 “CDB Fleet” 目录找到这个 118 页的 PPT）

为了理解这个增强，我们需要回顾一下 Oracle 12.2 增加的 Container Map 的新特性，当然我相信我们还必须了解 Oracle Application Container 的概念。

简单来说，在有了多租户的体系结构之后，很多 PDB 都可能共用同一套应用架构和元数据，所以 Oracle 在数据库中引入了应用容器的概念，在应用容器中，首先存在一个 Application Root，可以在其中创建应用 SEED 数据库，种子数据库定义数据结构元数据等信息，然后其他和应用相关的数据库可以由此克隆而来，加快部署，想一想这样的例子，如果在云上为100家客户部署收费系统，通过这样的Clone就很便捷。

多租户加上应用容器（Application Container），整个数据库架构如下图所示：

在 Oracle 12.2 中增加的 Container Map 新特性，可以看做一个基于多租户 PDB 的 Sharding 架构，其基本原理是，如果我们在应用容器中构建一个分区表，其分区可以映射到不同的PDB 中，而在整个应用容器中，数据结构逻辑上是一个整体，各 PDB 仅能操作自己分区的数据，而应用在全局则可以看到所有的数据。

以下是一个示例，如果在容器级别建立应用元数据的地域分区，然后可以在创建数据表时引用启用，分区和 PDB 的名称相对应启用，则随后映射由此建立。

在应用容器全局查询，可以透明的访问数据，而针对特定分区的数据访问会被自动路由到特定的 PDB 执行：

来看一下测试过程。

首先创建一个应用容器，这个 PDB 的名称是：enmotech

SQL> create pluggable database enmotech as application container admin user enmoadm identified by EnmoAdm;

Pluggable database created.

接下来创建两个区域数据库，分别是 BEIJING 和 CHENGDU：

SQL> alter session set container=enmotech;
SQL> create pluggable database BEIJING admin user yhapadm identified by yhapadm;
Pluggable database created.

SQL> create pluggable database CHENGDU admin user yhapadm identified by yhapadm;
Pluggable database created.

SQL> alter pluggable database all open;
Pluggable database altered.

接下来查看一下这几个数据库的角色，在 Application Root之下，是两个 Application PDB:

SQL> alter session set container=enmotech;

现在对应用容器进行初始化，在其中部署初始的元数据，创建 containermap ，然后创建数据表并对数据表启用 container_map ，最后完成这个应用元数据库的部署：

SQL> alter pluggable database application EMAPP begin install '1.0';
Pluggable database altered.
SQL> create user eygle identified by eygle;
User created.
SQL> grant connect,resource,dba to eygle;
Grant succeeded.
SQL> create table eygle.containermap (CITY varchar2(20) not null)
2 partition by list (city) (
3 partition beijing values('BEIJING'),
4 partition chengdu values('CHENGDU'));
Table created.
SQL> alter pluggable database set container_map='EYGLE.CONTAINERMAP';
Pluggable database altered.
SQL> create table eygle.emp sharing=metadata (
empno number,
ename varchar2(20),
city varchar2(20));
Table created.
SQL> alter table eygle.emp enable container_map;
Table altered.
SQL> alter table eygle.emp enable containers_default;
Table altered.
SQL> alter pluggable database application EMAPP end install '1.0';
Pluggable database altered.

在应用PDB中，需要先刷新同步元数据，否则对象信息并不可见：

SQL> alter session set container=BEIJING;
Session altered.
SQL> alter pluggable database application EMAPP sync;
Pluggable database altered.
SQL> desc eygle.emp
Name Null? Type
----------------------------------------- -------- ----------------------------
EMPNO NUMBER
ENAME VARCHAR2(20)
CITY VARCHAR2(20)

在容器数据库中分别插入数据，注意，在 BEIJING 的数据库中只能插入相关分区的数据，如果试图插入不存在的分区或其他MAP区域数据，会显示出错：

SQL> insert into eygle.emp values(1,'EYGLE','BEIJING');
1 row created.
SQL> insert into eygle.emp values(2,'KAMUS','BEIJING');
1 row created.
SQL> insert into eygle.emp values(3,'YANGTINGKUN','SHANGHAI');
insert into eygle.emp values(3,'YANGTINGKUN','SHANGHAI')
*
ERROR at line 1:
ORA-65391: violation of container map partitions

注意我接下来切换到另外一个 PDB ，结果发现前面未提交的数据会对后续的操作形成阻塞，事实上这说明 alter session set container 这个 DDL 没有隐式提交之前的事务，必须切换回到原PDB下提交事务：

SQL> alter session set container=CHENGDU;
Session altered.
SQL> desc eygle.emp;
ERROR:
ORA-04043: object eygle.emp does not exist

SQL> alter pluggable database application EMAPP sync;
alter pluggable database application EMAPP sync
*
ERROR at line 1:
ORA-65023: active transaction exists in container BEIJING

SQL> commit;
commit
*
ERROR at line 1:
ORA-65023: active transaction exists in container BEIJING

SQL> alter session set container=BEIJING;
Session altered.
SQL> commit;
Commit complete.
SQL> alter session set container=CHENGDU;
Session altered.

SQL> alter pluggable database application EMAPP sync;
Pluggable database altered.

SQL> insert into eygle.emp values(3,'LAOXIONG','CHENGDU');
1 row created.
SQL> insert into eygle.emp values(4,'600','BEIJING');
insert into eygle.emp values(4,'600','BEIJING')
*
ERROR at line 1:
ORA-65391: violation of container map partitions
SQL> commit;
Commit complete.

此时可以观察效果，在不同PDB只能查询和操作各自PDB的信息，而在Application Root 则可以查询全部数据：

SQL> alter session set container=CHENGDU;

SQL> select * from eygle.emp;
EMPNO ENAME CITY
---------- -------------------- --------------------
3 LAOXIONG CHENGDU

SQL> alter session set container=BEIJING;
Session altered.
SQL> select * from eygle.emp;
EMPNO ENAME CITY
---------- -------------------- --------------------
1 EYGLE BEIJING
2 KAMUS BEIJING
SQL> alter session set container=ENMOTECH;
Session altered.
SQL> select * from eygle.emp;
EMPNO ENAME CITY CON_ID
---------- -------------------- -------------------- ----------
1 EYGLE BEIJING 5
2 KAMUS BEIJING 5
3 LAOXIONG CHENGDU 9