Oracle表空間、段·區·塊

在Oracle學習過程當中，存儲結構，表段區塊多是每一個初學者都要涉及到的概念。表空間、段、分區和數據塊分別表示了Oracle進行數據存儲的不一樣層次和結構。瞭解清楚這幾個結構，有助於咱們奠基一個穩固的學習基礎，並且對於理解Oracle工做原理也有重要做用。

 

本文采用從小到大，逐步拓展的方式介紹四個結構，而且與Schema、數據文件的區別進行對比。

 

數據塊（Block）

 

數據塊Block是Oracle存儲數據信息的最小單位。注意，這裏說的是Oracle環境下的最小單位。Oracle也就是經過數據塊來屏蔽不一樣操做系統存儲結構的差別。不管是Windows環境，仍是Unix/Linux環境，他們的操做系統存儲結構和方式、甚至字符排列的方式都是不一樣的。Oracle利用數據塊將這些差別加以屏蔽，所有數據操做採用對Oracle塊的操做，至關因而一個層次的抽象。

 

Oracle全部對數據的操做和空間分配，實際上都是針對數據塊Block的操做。咱們從數據表中搜索出一行，實際中Oracle就會從內存緩衝區（或者硬盤）中讀取到該行所在的數據塊，再返回這數據塊上的指定數據行。Oracle不管是在緩衝區，仍是在硬盤，進行數據操做的雖小單位也就是數據塊。

 

數據塊是有大小的，在一個數據庫創建的時候，經過參數進行設置。注意，在Oracle數據庫參數中，只有數據塊大小的參數是建庫以後不能進行修改的。數據塊的大小，在一個數據庫中能夠支持多個，可是通常沒有太大的意義，會給管理和調試帶來必定的負擔。

 

數據塊的大小是經過kb字節個數來指定的，默認爲8KB。相關參數爲db_block_size，下面是查看block大小的語句。

 

SQL> show parameter db_block_size;

 

NAME                                TYPE       VALUE

------------------------------------ ----------- ------------------------------

db_block_size                       integer    8192 //1024×8

 

設置數據塊的大小是依據不一樣類型的系統的。若是數據塊設置比較大，那麼一次讀取的數據行較多，相應對SGA內存消耗比較大，特定查詢引起的換入換出可能較多。若是設置的太小，頻繁的IO邏輯物理讀也會引發性能問題。

 

與數據塊有關係的另外一個參數就是db_file_multiblock_read_count，表示一次從物理存儲中讀取的數據塊數量。對一些數據挖掘系統，能夠考慮調節此參數略大一些。

 

接下來，咱們看比block更高的一個單位，區extent。

 

區extent

 

區extent是比數據塊大一級的存儲結構，表示的是一連串連續的數據塊集合。咱們知道，物理存儲一般是隨機的讀寫過程。即便在同一個文件裏，咱們也不能保證相同的一個信息是存儲在絕對連續的物理存儲空間的。Oracle數據存儲一樣如此。

 

在進行存儲數據信息的時候，Oracle將分配數據塊進行存儲，可是不能保證全部分配的數據塊都是連續的結構。因此，出現分區extent的概念，表示一系列連續的數據塊集合。

 

視圖dba_extents（或者all_extents、user_extents）是咱們研究分區結構和存儲構成的重要手段。

 

SQL> desc dba_extents;

Name           Type        Nullable Default Comments                                                

--------------- ------------ -------- ------- ---------------------------------------------------------

OWNER          VARCHAR2(30) Y        Owner of the segment associated with the extent         

SEGMENT_NAME   VARCHAR2(81) Y        Name of the segment associated with the extent          

PARTITION_NAME VARCHAR2(30) Y        Partition/Subpartition Name, if any, of the segment     

SEGMENT_TYPE   VARCHAR2(18) Y        Type of the segment                                     

TABLESPACE_NAME VARCHAR2(30) Y        Name of the tablespace containing the extent            

EXTENT_ID      NUMBER      Y        Extent number in the segment                             

FILE_ID        NUMBER      Y        Name of the file containing the extent                  

BLOCK_ID       NUMBER      Y        Starting block number of the extent                     

BYTES          NUMBER      Y        Size of the extent in bytes                             

BLOCKS         NUMBER      Y        Size of the extent in ORACLE blocks                     

RELATIVE_FNO   NUMBER      Y        Relative number of the file containing the segment header

 

從視圖中，咱們能夠清晰看出分區的幾個特色。

 

首先分區是帶有段特定性的。數據段segment是分區的上層組織單位，一個數據庫對象對應一個segement，數據庫對象是歸屬在不一樣的schema（owner）上的。因此，經過不一樣的數據段名稱、不一樣的owner，乃至不一樣的tablespace表空間信息，就能夠定位到數據區extent的信息描述。

 

另外一部分信息是關於該區extent的分配信息，如所在文件編號，起始數據塊block編號和數據塊數量等內容。

 

 

數據段segment

 

數據段是與數據庫對象相對應，通常一個數據庫對象對應一個數據段。多個extent是對應一個數據段，每一個數據段實際上就是數據庫一個對象的表明。從dba_segments視圖中，能夠比較清楚看清數據段的結構。

SQL> desc dba_segments;

Name           Type        Nullable Default Comments                                                                                                                              

--------------- ------------ -------- -------

OWNER          VARCHAR2(30) Y               Username of the segment owner                                                                                                         

SEGMENT_NAME   VARCHAR2(81) Y               Name, if any, of the segment                                                                                                         

PARTITION_NAME VARCHAR2(30) Y        Partition/Subpartition Name, if any, of the segment                                                                                  

SEGMENT_TYPE   VARCHAR2(18) Y    Type of segment: "TABLE", "CLUSTER", "INDEX", "ROLLBACK",

"DEFERRED ROLLBACK", "TEMPORARY","SPACE HEADER", "TYPE2 UNDO" or "CACHE"

TABLESPACE_NAME VARCHAR2(30) Y               Name of the tablespace containing the  segment                                                                                        

HEADER_FILE    NUMBER      Y               ID of the file containing the segment header                                                                                         

HEADER_BLOCK   NUMBER      Y               ID of the block containing the segment header                                                                                        

BYTES          NUMBER      Y               Size, in bytes, of the segment                                                                                                        

BLOCKS         NUMBER      Y               Size, in Oracle blocks, of the segment                                                                                               

EXTENTS        NUMBER      Y               Number of extents allocated to the segment                                                                                           

INITIAL_EXTENT NUMBER      Y        Size, in bytes, of the initial extent of the segment                                                                                  

NEXT_EXTENT    NUMBER      Y  Size, in bytes, of the next extent to be allocated to the segment                                                                    

MIN_EXTENTS    NUMBER      Y               Minimum number of extents allowed in the segment                                                                                     

MAX_EXTENTS    NUMBER      Y               Maximum number of extents allowed in the segment                                                                                      

PCT_INCREASE   NUMBER      Y  Percent by which to increase the size of the next extent to be allocated                                                             

FREELISTS      NUMBER      Y  Number of process freelists allocated in this segment                                                                                

FREELIST_GROUPS NUMBER      Y  Number of freelist groups allocated in this segment                                                                                   

RELATIVE_FNO   NUMBER      Y     Relative number of the file containing the segment header                                                                            

BUFFER_POOL    VARCHAR2(7) Y     The default buffer pool to be used for segments blocks          

 

從segment_type列的comment信息中，能夠看出數據段的類型是多樣的。任何種類的數據庫對象，本質上都是一種數據段。數據表、索引、回滾、彙集這些都是數據段的一種表現形式。同時，數據段是在數據對象建立的時候就已經建立出來，隨着對象體積的增大，而不斷分配多個extents進行管理。

 

另外一部分信息能夠從dba_segments中讀出的，就是該數據對象分配的空間大小和數據塊、分區個數。使用這個視圖，能夠方便的獲取到指定schema的全部對象大小。

 

SQL> select owner,sum(bytes)/1024/1024 as vol, sum(blocks) as totalblocks,sum(extents) as totalextents from dba_segments group by owner having wner='SYS';

 

OWNER            VOL TOTALBLOCKS TOTALEXTENTS

------------------------------ ---------- ----------- ------------

SYS                585.5      74944        3248

 

上面查詢，說明SYS的schema，所佔用空間585.5MB，包括74944個數據塊和3248個分區。

 

一個對象建立出來以後，在segment層次上是分配一個分區extent和八個數據塊block。

 

有一個問題須要注意，一般咱們的數據段是與數據對象相關。一個數據對象對應一個segment。可是，分區表的時候，一個分區要對應一個segment對象。還有就是，segment對象是能夠指定存儲在那個表空間裏，實現存儲劃分的基礎也就在於此。不一樣類型的segment劃分創建在不一樣的表空間裏，纔有可能存放在不一樣的文件中，最後分佈在不一樣的物理存儲。

 

分區實際上就是存在分開存儲的可能。通常一個對象是不會跨物理存儲進行存放的，分區表是對應的多個segment。因此，分區表分開存儲空間是可能的。

 

 

表空間tablespace

 

TableSpace是存儲結構中的最高層結構。創建一個表空間的時候，是須要指定存儲的文件。一個表空間能夠指定多個數據文件，多個文件能夠在不一樣的物理存儲上。也就是說，表空間是能夠跨物理存儲的。可是有一點就是，表空間下一級對象數據段的存儲，是不能指定存儲在那個文件裏的。因此，要想讓數據對象訪問IO負載均衡，須要指定不一樣的數據對象在不一樣的表空間裏。這也就是爲何將數據表和索引創建在不一樣的表空間的緣由。

 

表空間經過v$tablespace進行訪問。

 

SQL> desc v$tablespace;

Name                       Type        Nullable Default Comments

--------------------------- ------------ -------- ------- --------

TS#                        NUMBER      Y                       

NAME                       VARCHAR2(30) Y                       

INCLUDED_IN_DATABASE_BACKUP VARCHAR2(3) Y                       

BIGFILE                    VARCHAR2(3) Y                       

FLASHBACK_ON               VARCHAR2(3) Y                       

ENCRYPT_IN_BACKUP          VARCHAR2(3) Y                        

 

相對於前面的結構視圖，表空間視圖的結構要簡單的多，只是一些描述信息。其中兩個參數須要注意一下。

 

一個是bigfile，是一個標誌位，標誌表空間是否是所謂的大文件表空間。大文件表空間是在10g中推出的一個新特性，處於性能考慮，能夠設置表空間爲大文件表空間，存儲超過百T的數據，可是要求數據文件只能有一個。另外一個是flashback_on，表示表空間的閃回特性是否開啓。

 

 

要注意，數據表段區塊的概念集合，很容易與schema的結構相混淆。schema是一個組織概念，是來自於經典數據庫理論範疇。在oracle中，Schema就是一個組織概念，一個user對應的就是一個schema。schema是邏輯對象的集合組織，同表空間等概念不是一個層面的。

 

在一個schema裏，是能夠將對象創建在任何數據表空間內的，只有一個默認表空間的概念default tablespace。指定默認表空間是在建立用戶的時候指定的。

分清幾個核心概念和各自的區別關係，就能更好的理解Oracle運行的各類機制。