TTC协议（TTS即ORACLE DATA）协议分析

TTC 是构建在 TNS 协议之上的应用层协议，它负责解决客户端和服务器之间可能存在的差异（如字符集、数据类型表示），并管理所有高级别的数据交换，包括 SQL 语句的发送、结果集的返回、游标管理和过程调用。

1. 引言

Two-Task Common (TTC) 协议是 Oracle 客户端（如 OCI, ODPI-C, JDBC-OCI) 和数据库服务器之间进行数据交换的核心应用层协议。它运行在 TNS 协议之上，TNS 的 `DATA` 包（类型 `0x0E`）的有效载荷就是 TTC 消息。

TTC 的主要职责是：

数据类型转换：在客户端和服务器不同的内部数据表示格式之间进行转换（如字节序、浮点数格式）。

字符集转换：在客户端和服务器不同的字符集（如 US7ASCII, AL32UTF8）之间进行转换。

SQL 执行控制：传输 SQL 语句、PL/SQL 块、调用存储过程。

结果集描述与获取：传输查询结果的元数据（描述）和实际行数据。

会话状态管理：管理游标、事务状态和会话参数。

2. TTC 消息结构

TTC 消息被封装在 TNS `DATA` 包的数据区内。一个 TNS `DATA` 包可以包含一个或多个 TTC 消息。每个 TTC 消息由一个操作码（Opcode）和紧随其后的特定于该操作的数据组成。

2.1. 通用头结构

TTC 消息通常以一个或多个字节的操作码开始。最重要的操作码是 `0x02` 和 `0x03`，它们标志着 TTC 数据交换的开始，并且它们自身拥有一个复杂的头结构。

TTC 数据头（对于 Opcode 0x02/0x03）

当一个 TNS `DATA` 包的 Flags 字段指示其为 SQL 操作（通常是）时，其 TTC 载荷通常以一个 `TTC Data Header` 开始。
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|           TTC Header Version              |       Opcode (0x02/0x03)       |
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|         Redo Length / Cursor ID          |                 Flags / MX            |
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|                Error/Failure Offset            |                 Array Size            |
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|        Iteration Count / UID                  |              OACFXID                |
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|          OACFNUM / MXER                 |               Bookmark Flag       |
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|          Bookmark Length                     |                Reserved              |
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|                   Statement Type               |                Reserved              |
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|               Key Value / Reserved         |               Parser Mode          |
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|                   Optimizer Goal               |                NLS Ratio              |
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|          NLS Language Length            |        NLS Language (Var)     /
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/   NLS Territory Length                      |            NLS Territory (Var)    /
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/   Client Character Set Length          |   Client Charset (Var)            /
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/                           ...                                ...
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TTC Header Version (8位): TTC 头版本号。

Opcode (8位): TTC 操作码。

    `0x02`: OCI 函数调用 (通常用于 SQL 操作，如 `PARSE`, `EXECUTE`, `FETCH`)。

    `0x03`: 数据行 (用于发送数据或返回查询结果)。

    其他常见操作码: `0x04` (描述信息), `0x05` (错误信息), `0x07` (状态信息), `0x0A` (认证), `0x0E` (提交/回滚), `0x4B` (LOB 操作) 等。

Cursor ID (16位, 大端序): 与此操作关联的游标标识符。

Flags / MX (8位): 功能标志位，含义取决于操作。

Array Size / Iteration Count (16位, 大端序): 对于批量操作，表示数组大小或迭代次数。Statement Type (8位): 指示 SQL 语句的类型。

    `0x00`: `SELECT`

    `0x01`: `UPDATE`

    `0x02`: `DELETE`

    `0x03`: `INSERT`

    `0x04`: `CREATE`

    `0x05`: `DROP`

    `0x06`: `ALTER`

    `0x07`: `BEGIN` (匿名块)

    `0x09`: `CALL`

Parser Mode (8位)**: 解析模式标志（如是否进行语法检查、是否创建执行计划）。

在这个通用头之后，是特定于 `Opcode` 的数据。对于 `0x02` (OCI 调用)，后面会跟着一个或多个参数，每个参数描述一个绑定变量或返回值。

3. 关键操作流程

3.1. SQL 查询执行 (SELECT)

1.  客户端 -> 服务器: `PARSE` (Opcode 0x02)

    包含 `Statement Type=0x00` (SELECT) 和 SQL 文本。

    如果 SQL 中有绑定变量（如 `:id`），会包含绑定变量描述参数。

2.  客户端 -> 服务器: `EXECUTE` (Opcode 0x02)

    为所有绑定变量提供实际数据值。

    服务器执行语句，准备结果集。

3.  客户端 -> 服务器: `FETCH` (Opcode 0x02)

    请求下一批数据行。`Array Size` 字段指示请求的行数。

4.  服务器 -> 客户端: `DATA` (Opcode 0x03)

    返回请求的行数据。每一行包含多个列数据。

5.  服务器 -> 客户端: `STATUS` (Opcode 0x07)

    指示 `FETCH` 操作的状态（如成功、无更多数据）。

3.2. 数据表示 (Data Representation)

TTC 的核心功能之一是对数据类型进行编码和解码。数据在网络上以一种标准化的格式传输。

每个数据值在传输时通常由一个**长度指示符**和**数据本身**组成。

长度指示符:

        对于可变长度类型（如 `VARCHAR2`, `RAW`, `NULL`），首先是一个长度字节/字。

        如果长度为 `0xFF` (1字节) 或 `0xFFFF` (2字节)，表示 `NULL` 值。

        如果长度是 `0xFE`，表示值是 `零长度` (空字符串)。

数据本身:

        NUMBER: 使用 Oracle 专有的可变长度格式编码。每个字节表示两个十进制数字（最高4位和最低4位），符号和指数信息也包含在其中。`0x80` 表示数字 `0`。

        DATE/TIMESTAMP: 固定长度字段（通常 7-11 字节），包含年、月、日、时、分、秒、小数秒。

        CHAR/VARCHAR2: 原始字符数据，已转换为数据库字符集。

        NCHAR/NVARCHAR2: 原始字符数据，已转换为国家字符集。

        RAW/BLOB/CLOB: 以字节流形式传输。对于大对象，会分片传输。

        ROWID: 以特定格式编码的二进制或字符表示。

3.3. 绑定与定义 (Binding & Defining)

绑定 (输入): 在 `PARSE/EXECUTE` 中，客户端使用 `0x21` (BIND) 参数描述每个绑定变量（名称、数据类型、最大长度等），并在 `EXECUTE` 中提供数据。

定义 (输出): 在 `DESCRIBE` (可选) 或第一次 `FETCH` 之后，服务器使用 `0x22` (DEFINE) 参数描述每个返回列（名称、数据类型、最大长度等）。后续的 `DATA` 包就根据这个定义来解析数据。

4. 版本差异

9.2.0.2: 基础 TTC 功能已成熟。支持主要数据类型和基本操作。

  11.2.0.4: 增强了高级数据类型（如 `TIMESTAMP WITH TIME ZONE`）的支持。改进了 LOB 的传输效率（如 `LOB Prefetch`）。

12.2.0.1: 引入了对多租户架构（CDB/PDB）的更好支持。可能扩展了 TTC 头以携带容器上下文信息。进一步优化大数据量传输。

19.3.0.0: 持续的性能优化和安全性增强。与 12.2 协议大体相同，但可能在内部操作码或错误处理上有细微差别。