Oracle 存儲結構

數據庫是存儲數據的容器，它的主要功能是保存和共享數據。

oracle數據庫的存儲結構能夠分爲邏輯存儲結構和物理存儲結構,對於這兩種存儲結構，oracle是分別進行管理的。

• 邏輯存儲結構：oracle內部組織和管理數據的方式。
• 物理存儲結構：oracle外部（操做系統）組織和管理數據的方式。

接下來咱們對上面的兩種結構進行詳細的介紹。

1.邏輯存儲結構
 

圖 1 Oracle 邏輯存儲結構
 

圖 2 Oracle 邏輯存儲結構
 

如圖 1和圖 2 所示，oracle在邏輯上將保存的數據劃分爲一個個小單元來進行存儲和維護，更高一級的邏輯存儲結構都是由這些基本的小單元組成的。

邏輯結構類型按照尺寸從小到大分可分爲：塊(block)-->區(extent)-->段(segment)-->表空間(tablespace)

塊（Block）

Oracle用來管理存儲的最小單元，也是最小的邏輯存儲結構。Oracle數據庫在進行輸入輸出時，都是以塊爲單位進行讀寫操做的。咱們建議數據塊的尺寸爲操做系統塊尺寸的整數倍（一、二、4等）。另外，塊的大小是在建立數據庫的時候決定的，以後不能修改。固然,oracle同時也支持不一樣的表空間擁有不一樣的數據塊尺寸。下面，咱們對塊的結構進行一些介紹。

塊的頭部信息區：

• 塊頭：包含塊的通常屬性信息 如塊的物理地址、塊所屬的段的類型。
• 表目錄：若是塊中存儲的數據是表數據， 則在表目錄中保存塊中所包含的表的相關信息。
• 行目錄：行記錄的相關信息 如ROWID。
• 塊的存儲區：主要包含空閒空間和已經使用的空間。Oracle主要是經過下面的兩個參數對這部分空間進行管理的：
  * PCTFREE參數：指定塊中必須保留的最小空閒空間比例。當塊中的空閒存儲空間減小到PCTFREE所設置的比例後，Oracle將塊標記爲不可用狀態，新的數據行將不能被加入到這個塊。
  * PCTUSED參數：制定一個百分比，當塊中已經使用的存儲空間下降到這個百分比如下時，這個塊才被從新標記爲可用狀態。

注意：以上兩個參數既能夠在表空間級別進行設置，也能夠在段級別進行設置。段級別的設置優先級更高。

區（Extent）

比塊高一級的邏輯存儲結構，由連續的塊組成，它是oracle在進行存儲空間的分配和回收的最小單位。在建立具備獨立段結構的數據庫對象時，例如表、索引等，Oracle會爲數據庫對象建立一個數據段，併爲數據段分配一個‘初始區’。

後續區的分配方式，則根據表的空間管理辦法不一樣，而採用不一樣的分配方式，例如autoextent，uniform size 或者在建立表或表空間時設置default storage 子句。

另外，用戶還可以經過執行下面的命令來回收表、索引等對象中未使用的區：

SQL>alter table table_name deallocate unused;

段（Segment）

由多個區組成，這些區能夠是連續的，也能夠是不連續的。當用戶在數據庫中建立各類具備實際存儲結構的對象時（保存有數據的對象），好比表、索引等，Oracle將爲這些對象建立「段」。 通常一個對象只擁有一個段。

在建立段時，能夠爲它指定PCTFREE、PCTUSED等參數來控制其中的塊的存儲空間管理方式，也能夠爲它指定INITIAL、NEXT、PCTINCREASE等存儲參數，以指定其中區的分配方式。若是沒有爲段指定這些參數，段將自動繼承表空間的相應參數。

不一樣類型的數據庫對象擁有不一樣類型的段：

• 數據段：保存表中的記錄。
• 索引段：索引中的索引條目。
• 臨時段：在執行查詢等操做時，Oracle可能會須要使用到一些臨時存儲空間，用於臨時保存解析過的查詢語句以及在排序過程當中產生的臨時數據。
• 回滾段：保存回滾數據。

表空間（Tablespace）

最高級的邏輯存儲結構，數據庫是由多個表空間組成的。在建立數據庫時會自動建立一些默認的表空間，例如 SYSTEM表空間，SYSAUX表空間等。經過使用表空間，Oracle將全部相關的邏輯結構和對象組合在一塊兒。咱們能夠在表空間級別指定存儲參數，也能夠在段級別指定。

下面咱們列出常見的表空間，和它們所存儲的信息：

• 數據表空間：用於存儲用戶數據的普通表空間。
• 系統表空間：默認的表空間，用於保存數據字典（一組保存數據庫自身信息的內部系統表和視圖，及用於Oracle內部使用的其餘一些對象），保存全部的PL/SQL程序的源代碼和解析代碼，包括存儲過程和函數、包、數據庫觸發器等，保存數據庫對象（表、視圖、序列）的定義。
• 回滾表空間：用於存放回滾段,每一個實例最多隻能使用一個回滾表空間。
• 臨時表空間：存儲SQL執行過程當中產生的臨時數據。

最後，咱們能夠用下面的比喻來描述邏輯結構關係：
塊 （一張張白紙） ---> 區（白紙組成的本子）---> 段（多個本子放到一個文件袋中）---> 表空間（存放多個文件袋的文件櫃）

2.物理存儲結構

Oracle數據庫邏輯上由一個或多個表空間組成，每一個表空間在物理上由一個或多個數據文件組成，而每一個數據文件是由數據塊構成的。因此，邏輯上數據存放在表空間中，而物理上存儲在表空間所對應的數據文件中。咱們能夠用下圖來描述數據文件和表空間的關係。

圖 3 Oracle 邏輯存儲結構和物理存儲結構對應關係
 

圖 4 Oracle 邏輯存儲結構和物理存儲結構對應關係
 

構成數據庫的物理文件主要有三種：

• 數據文件：存放數據庫數據。
• 控制文件：存放數據庫的基本信息，告訴數據庫到哪裏找到數據文件和重作日誌文件等。對數據庫的成功啓動和正常運行是很重要的。
• 重作日誌文件：存放對數據的改變。至少兩組，Oracle以循環方式來使用它們。

更多內容請參考：《Oracle 體系結構詳解》