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oracle:本地管理表空間,管理機制

表空間是一種為段(表,索引等)提供空間的邏輯結構,所以,當在表空間中增加,刪除段的時候,資料庫就必須跟蹤這些空間的使用。 如下例所示,假定一個新建立的表空間包含了五個表 表一……表二……表三……表四……表五……未用空間 當我們刪除表四的時候,就有如下結果 表一……表二……表三……空閒空間段……表五……未用空間 很明顯,ORACLE需要有一個機制來管理表空間中各資料檔案的這些分配的或未分配的空間,為了跟蹤這些可以使用的空間(包括未分配使用的和可以重複使用的), 對於每一個空間,我們必須知道: 1、這個可用空間位於什麼資料檔案 2、這個空間的尺寸是多大 3、如果它在用了,是哪一個段佔用的這個空間 直到8i之前,所有的表空間都是採用字典管理模式,為了確保能儲存以上的資訊,ORACLE用了兩個資料字典表:UET$(已使用的區間)或FET$(空閒空間): SQL> desc UET$ Name Null? Type   SEGFILE# NOT NULL NUMBER SEGBLOCK# NOT NULL NUMBER | The segment that uses this space EXT# NOT NULL NUMBER TS# NOT NULL NUMBER | The tablespace ID and the file FILE# NOT NULL NUMBER | ID for that tablespace BLOCK# NOT NULL NUMBER LENGTH NOT NULL NUMBER | The location and size of the chunk SQL> desc FET$ Name Null? Type   TS# NOT NULL NUMBER | The tablespace ID and the file FILE# NOT NULL NUMBER | ID for that tablespace BLOCK# NOT NULL NUMBER LENGTH NOT NULL NUMBER | The location and size of the chunk 查詢該表可以看到,每個使用空間或空閒空間(不一定是一個extent,可以是多個extent)都在該表中對應了一行。它的工作方式是當一個段 被刪除的時候,ORACLE就移動UET$中相應的行到FET$,這個過程的發生是連續的,而且可能發生等待。當併發性很高的時候,資料字典的爭用 就來了。 另外有一個問題就是,當表的空間很不連續或表空間有大量的碎片引起這兩個表的增大,那麼也就會引起資料庫效能上的下降。 本地管理表空間正是為了解決這一問題來的,在表空間的空間管理上,ORACLE將儲存資訊儲存在表空間的頭部的點陣圖中,而不是儲存在資料字典中。 通過這樣的方式,在分配回收空間的時候,表空間就可以獨立的完成操作也不用與其它物件關係。 下面就讓我們進入到本地管理表空間的內部,看看ORACLE是怎麼實現這一工作的。 Uniform方式的本地管理表空間 1、 先建立了一個本地管理的表空間,區間統一大小分配為64K SQL> create tablespace demo datafile '/ora01/oem/oemdemo01.dbf' size 10m extent management local uniform size 64k; 2、 在該表空間中建立一個表 SQL>create table demotab ( x number ) tablespace demo storage ( initial 1000K next 1000k ); 我們通過查詢該表 SQL> select t.table_name,t.initial_extent,t.next_extent from user_tables t where t.table_name = 'DEMOTAB'; TABLE_NAME INITIAL_EXTENT NEXT_EXTENT   DEMOTAB 1024000 65536 可以發現,該表的儲存引數並不是我們指定的引數INITIAL_EXTENT,而是uniform size的整數倍,NEXT_EXTENT則等於uniform size。我們從該 查詢就也可以看到如下情況 SQL>select count(*) from user_extents where segment_name = 'DEMOTAB'; COUNT(*)   16 也就是說,該表在該表空間中已經存在16個extent,而不是一個extent(這是與字典管理的差別,如果是字典管理的表空間,如果建立以上的表,該查詢的結果是1)。 3、 獲取該資料檔案的檔案ID SQL> col name format a30 trunc SQL> select file#, name from v$datafile; File# NAME ----- 1 /oras1/oem/oemsystem01.dbf 2 /oras3/oem/oemundo01.dbf 3 /ora01/oem/oemoem_repository01 4 /ora01/oem/oemrcat01.dbf 5 /ora01/oem/oemdemo01.dbf 我們可以檢查uet$與fet$ SQL> select count(*) from uet$ where file# = 5; COUNT(*)   0 SQL> select count(*) from fet$ where file# = 5; COUNT(*)   0 4、 可以看到,ORACLE沒有在這兩個表中儲存任何資訊,現在我們dump該資料檔案的第三個塊。 SQL> alter system dump datafile 5 block 3; System altered. 檢視DUMP檔案,有如下資訊 Start dump data blocks tsn: 5 file#: 5 minblk 3 maxblk 3 buffer tsn: 5 rdba: 0x01400003 (5/3) scn: 0x0000.202f7a6f seq: 0x01 flg: 0x00 tail: 0x7a6f1e01 frmt: 0x02 chkval: 0x0000 type: 0x1e=KTFB Bitmapped File Space Bitmap File Space Bitmap Block: BitMap Control: RelFno: 5, BeginBlock: 9, Flag: 0, First: 16, Free: 63472 FFFF000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 ..... 注意其中的FFFF00,,這是16進位制的表現方法,我們轉換為二進位制,有 1111,1111,1111,1111,0000,0000 發現這裡有16個1,每一個1就是一個位(bit),代表64K,也就代表了該表空間有已經分配了的16個extent,如果我們將該表擴充套件,將又有什麼 結果呢? SQL> alter table demotab allocate extent; Table altered. SQL> alter table demotab allocate extent; Table altered. SQL> alter table demotab allocate extent; Table altered. 這樣之後,我們應該有19個extent了,再dump第三個塊 Start dump data blocks tsn: 5 file#: 5 minblk 3 maxblk 3 buffer tsn: 5 rdba: 0x01400003 (5/3) scn: 0x0000.202f7c64 seq: 0x01 flg: 0x00 tail: 0x7c641e01 frmt: 0x02 chkval: 0x0000 type: 0x1e=KTFB Bitmapped File Space Bitmap File Space Bitmap Block: BitMap Control: RelFno: 5, BeginBlock: 9, Flag: 0, First: 19, Free: 63469 FFFF07 0000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 除了以前的FFFF,現在多了07,怎麼解釋呢? 07轉換為二進位制為0000,0111,但是還是不夠解釋以上的情況,這裡我們沒有考慮到位元組交換的情況,因為以上FF交換後還是FF,但是如果是07 ,我們就必須考慮位元組交換(因為計算機是一個位元組一個位元組的寫,一個位元組佔兩位當然是先寫後面了,如從01到0F到FF為止。如果我們明白 了,那麼FFFF07轉換為二進位制為 1111,1111,1111,1111,0000,0111。 每個位元組交換得 1111,1111,1111,1111,1110,0000 可以發現,這裡有19個1,也就是19個位(bit),代表了現在的19個extent。 5、 同樣我們dump該資料檔案第9個塊,則有 Start dump data blocks tsn: 5 file#: 5 minblk 9 maxblk 9 buffer tsn: 5 rdba: 0x01400003 (5/3) scn: 0x0000.202f7c64 seq: 0x01 flg: 0x00 tail: 0x7c641e01 frmt: 0x02 chkval: 0x0000 type: 0x1e=KTFB Bitmapped File Space Bitmap Extent Control Header   Extent Header:: spare1: 0 space2: 0 #extents: 16 #blocks: 127 last map 0x00000000 #maps: 0 offset: 4128 Highwater:: 0x01c0000a ext#: 0 blk#: 0 ext size: 7 #blocks in seg. hdr's freelists: 0 #blocks below: 0 mapblk 0x00000000 offset: 0 Disk Lock:: Locked by scn: 0x0006.012.00000017 Map Header:: next 0x00000000 #extents: 16 obj#: 3090 flag: 0x40000000 Extent Map   0x01c0000a length: 7 0x01c00011 length: 8 0x01c00019 length: 8 0x01c00021 length: 8 0x01c00029 length: 8 0x01c00031 length: 8 0x01c00039 length: 8 0x01c00041 length: 8 0x01c00049 length: 8 0x01c00051 length: 8 0x01c00059 length: 8 0x01c00061 length: 8 0x01c00069 length: 8 0x01c00071 length: 8 0x01c00079 length: 8 0x01c00081 length: 8 nfl = 1, nfb = 1 typ = 1 nxf = 0 SEG LST:: flg: UNUSED lhd: 0x00000000 ltl: 0x00000000 End dump data blocks tsn: 5 file#: 5 minblk 9 maxblk 9 這是該資料檔案中表DEMOTAB的表頭(一個塊)資訊,從這裡可以看到,該表從第9個塊開始使用Highwater:: 0x01c0000a已經是第10個塊了,從以上列表,我們也能清楚的看到,該表耗費了16個區間。 由於該表是資料檔案的第一個表,所以點陣圖區佔用從3到8共6個塊,加上前面兩個檔案頭,也就是說,在資料檔案頭部共8個塊用於系統消耗。 如果我們的db_block_size為8192,那麼很明顯,佔用的空間為64K(注意:對於不同的塊大小,檔案頭部的塊個數與大小可能會不一樣)。 也因為僅僅操作資料檔案頭部幾個塊,不用操作資料字典,所以ORACLE在本地管理的表空間中新增,刪除段的時候,效率要比字典管理的表空間快。特別是在併發性很強的空間請求中。 ORACLE通過強制性的手段使本地管理表空間中的所有Extent是同樣大小的,儘管你可能自定義了不同的儲存引數。 6、 補充一些字典管理表空間的不同 a. 如果是字典管理,表空間中的表的區間的大小取決於表的儲存引數,如果沒有定義,則取表空間的通用儲存引數。所以每個表的區間大小可以不一樣。 b. 如果不指定表的最少區間數,那麼預設建立的時候,該表只有一個區間,而不是多個區間。 c. 字典管理的檔案頭只佔用一個塊,第一個表的HWM應當是Highwater:: x01c00003,關於這個可以自己dump該資料檔案檢視。 Autoallocate的本地管理表空間 在自動分配的本地管理的表空間中,區間尺寸可能由以下尺寸組成64k, 1m, 8m, 64m 甚至是256m。但是不管多大,都有一個通用尺寸64k,所以64K就是該表空間的位大小。 SQL> create tablespace dummy datafile 'c:\dummy01.dbf' size 100m autoallocate; Tablespace created. SQL> create table x1 (x number) tablespace dummy storage (initial 50M); Table created. SQL> select file# from v$datafile where name like '%DUMMY%'; FILE#   12 SQL> select extents from user_segments where segment_name = 'X1' ; EXTENTS   50 SQL> alter system dump datafile 12 block 3; System altered. *** SESSION ID11.59) 2002-11-22 10:37:35.000 Start dump data blocks tsn: 19 file#: 12 minblk 3 maxblk 3 buffer tsn: 19 rdba: 0x03000003 (12/3) scn: 0x0000.00f2959b seq: 0x01 flg: 0x00 tail: 0x959b1e01 frmt: 0x02 chkval: 0x0000 type: 0x1e=KTFB Bitmapped File Space Bitmap File Space Bitmap Block: BitMap Control: RelFno: 12, BeginBlock: 9, Flag: 0, First: 800, Free: 62688 FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFF00000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 可以看到該表實際只有50個區間(extent),但是有800個位(bit) 50*1024=800*64 還可以看出,位大小並不等於extent大小。