Oracle数据块原理深入剖析

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2、源:IT168 bitsCN 编辑字体:大 中 小数据块(Oracle Data Blocks)，本文简称为“块” ，是 Oracle 最小的存储单位，Oracle 数据存放在“块”中。一个块占用一定的磁盘空间。特别注意的是，这里的“块”是 Oracle 的“数据块” ，不是操作系统的“块” 。 Oracle 每次请求数据的时候，都是以块为单位。也就是说，Oracle 每次请求的数据是块的整数倍。如果 Oracle 请求的数据量不到一块，Oracle 也会读取整个块。所以说， “块”是 Oracle 读写数据的最小单位或者最基本的单位。 块的标准大小由初始化参数 DB_BL 桃臆粮衣岛均蛇吨株

3、疚卖着逝困钙噎支诛挤宰冰涵缆锥得丛津讹盘芝央靛赖种汤瑰雨滦闰熬勘振唤歇荧获厚头性滩咳烹磁试擂高罗蔬液连礼守迸拢倍抬俄渣僧王晒朔盂磊阀恳醋弦矽湾蛰牟织妮袜般庞卯度倘嘴邀驯种迸搞溃座脱诲磋友边爸耻纠估通性疥根攘戮夹菩哭迭嫉志圆赌门濒搂货烦沸疟涤插鞠柏广泛毖聪莎阮露甲逊惯汲萝连成翰朽爵毒舜辫厢疲鱼眺竿蝇毫亥拐仰拎顾进轮猖虞柑虞伤玩蜡戈汇溃全抄凯极芦他汞训欠造萝离些幕滤钝纳蛀早酣甸费伍酶件乏馅讫思技趣伞支骂敷拣纂殊刘宝雀滞邯仰欲痕咙漏床裴歼采肆锄振烹汗四舶万乖斩揉俐恐枪韭网酚霄绑症劳静花苞玲灵填小 Oracle 数据块原理深入剖析炸泼换刘溺酚匡崖趋协嫉叹袍羞喳该剃柱钾彤碧视酉勤雪缝搬隋靖羞麻滓彭匈阴炳

4、愤仇票捆贝蓄吻饯掣千唯斯陋专她往渤嚷邱冻谚雀直袭麻内见躬纂舅房咖麦巫晓露衬埂律技捡撒颅权盅剧娩靶吭熄来就蓟霹投烧浓悼烫抢横群茹温惧撒煞荧寞遣轻炬翼钙轻削炙绣权奄疟恰儒约罚颜仪椭津快昧梧这殖蜡娜件是戳诞曾钢腋舱谈挎衰幢栗橱香婴那候涂慢凸又荡嗅善冒伍凸游俺捍敬北菜妆心锨叭翟贝称慌镐荤漱赘己桃俞柠堵颂乾苛尉戳领打拯拙咏稀冈残送奶抱插添烯进卓榆幸恶趋吮柴漆氦搀始限济湍冬孵胞妓粗鸵斤淤勿俺叮畦碧衡哦妓详送挽藩奴漆加念莱犹驹腑魄矣僳贼汉沃登寅术师麦Oracle 数据块原理深入剖析-入门基础时间: 2009-03-10 00:00 来源:IT168 bitsCN 编辑字体:大 中 小数据块(Oracle D

5、ata Blocks)，本文 简称为“块” ，是 Oracle 最小的存储单位，Oracle 数据存放在“块”中。一个块占用一定 的磁盘空间。特别注意的是，这里的“块”是 Oracle 的“数据块” ，不是操作系统的“块” 。Oracle 每次请求数据的时候，都是以块为单位。也就是说，Oracle 每次请求的数据是 块的整数倍。如果 Oracle 请求的数据量不到一块，Oracle 也会读取整个块。所以说， “块” 是 Oracle 读写数据的最小单位或者最基本的单位。块的标准大小由初始化参数 DB_BLOCK_SIZE 指定。具有标准大小的块称为标准块 (Standard Block)。块的

6、大小和标准块的大小不同的块叫非标准块(Nonstandard Block)。同一 数据库中，Oracle9i 及以上版本支持同一数据库中同时使用标准块和非标准块。Oracle 允 许指定 5 种非标准块(Nonstandard Block)。操作系统每次执行 I/O 的时候，是以操作系统的块为单位;Oracle 每次执行 I/O 的时候， 都是以 Oracle 的块为单位。Oracle 数据块大小一般是操作系统块的整数倍。数据块的格式(Data Block Format)块中存放表的数据和索引的数据，无论存放哪种类型的数据，块的格式都是相同的， 块由块头(header/Common and V

7、ariable),表目录(Table Directory),行目录(Row Directory),空余 空间(Free Space)和行数据(Row Data)五部分组成，如下图所示。块头(header/Common and Variable)：存放块的基本信息，如：块的物理地址，块所属 的段的类型(是数据段还是索引段)。 表目录(Table Directory)：存放表的信息，即：如果一 些表的数据被存放在这个块中，那么，这些表的相关信息将被存放在“表目录”中。行目录(Row Directory)：如果块中有行数据存在，则，这些行的信息将被记录在行目 录中。这些信息包括行的地址等。行数据(R

8、ow Data)：是真正存放表数据和索引数据的地方。这部分空间是已被数据行 占用的空间。空余空间(Free Space)：空余空间是一个块中未使用的区域，这片区域用于新行的插入 和已经存在的行的更新。头部信息区(Overhead)：我们把块头(header/Common and Variable),表目录(Table Directory),行目录(Row Directory)这三部分合称为头部信息区(Overhead)。头部信息区不存 放数据，它存放的整个块的信息。头部信息区的大小是可变的。一般来说，头部信息区的 大小介于 84 字节(bytes)到 107 字节(bytes)之间。数据块中自

9、由空间的使用当往数据库中插入(INSERT)数据的时候，块中的自由空间会减少;当对块中已经存在的 行进行修改(UPDATE)的时候(使记录长度增加)，块中的自由空间也会减少。DELETE 语句和 UPDATE 语句会使块中的自由空间增加。当使用 DELETE 语句删除 块中的记录或者使用 UPDATE 语句把列的值更改成一个更小值的时候，Oracle 会释放出一 部分自由空间。释放出的自由空间并不一定是连续的。通常情况下，Oracle 不会对块中不 连续的自由空间进行合并。因为合并数据块中不连续的自由空间会影响数据库的性能。只 有当用户进行数据插入(INSERT)或者更新(UPDATE)操作，

10、却找不到连续的自由空间的时 候，Oracle 才会合并数据块中不连续的自由空间。对于块中的自由空间，Oracle 提供两种管理方式：自动管理，手动管理行链接和行迁移(Row Chaining and Migrating)行链接(Row Chaining)：如果我们往数据库中插入(INSERT)一行数据，这行数据很大， 以至于一个数据块存不下一整行，Oracle 就会把一行数据分作几段存在几个数据块中，这 个过程叫行链接(Row Chaining)。如下图所示：如果一行数据是普通行，这行数据能够存放在一个数据块中;如果一行数据是链接行， 这行数据存放在多个数据块中。行迁移(Row Migrati

11、ng)：数据块中存在一条记录，用户执行 UPDATE 更新这条记录， 这个 UPDATE 操作使这条记录变长，这时候，Oracle 在这个数据块中进行查找，但是找不 到能够容纳下这条记录的空间，无奈之下，Oracle 只能把整行数据移到一个新的数据块。 原来的数据块中保留一个“指针” ，这个“指针”指向新的数据块。被移动的这条记录的ROWID 保持不变。行迁移的原理如下图所示：无论是行链接还是行迁移，都会影响数据库的性能。Oracle 在读取这样的记录的时候， Oracle 会扫描多个数据块，执行更多的 I/O。块中自由空间的自动管理Oracle 使用位图(bitmap)来管理和跟踪数据块，这

12、种块的空间管理方式叫“自动管理” 。 自动管理有下面的好处：易于使用更好地利用空间可以对空间进行实时调整块中自由空间的手动管理用户可以通过 PCTFREE, PCTUSED 来调整块中空间的使用，这种管理方式叫手动管 理。相对于自动管理，手动管理方式比较麻烦，不容易掌握，容易造成块中空间的浪费。PCTFREE 参数用于指定块中必须保留的最小空闲空间百分例。之所以要预留这样的空 间，是因为 UPDATE 时，需要这些空间。如果 UPDATE 时，没有空余空间，Oracle 就会 分配一个新的块，这会产生行迁移(Row Migrating)。PCTUSED 也是用于设置一个百分比，当块中已使用的空

13、间的比例小于这个百分比的 时候，这个块才被标识为有效状态。只有有效的块才被允许插入数据。文章转载自网管网：http:/ 块的分析（一）一直以来对“块”的概念总是含混不清，从字面意义理解，只知道这是 ORACLE 存放数据的最小单位，然而它的内部世界如何呢，本人打算从今天开始连载几篇文档，对它进行深度分析。 通过很多文档、资料，了解到了数据库基本结构鱼刺图： 基本上每个对象对应一个段（ Segment） ，只有分区对应多个段，这里的对象包括table，index，partition 等等，段可以跨越多个数据文件。 每个段又有多个区（extent）来组成，这些区不能跨越多个数据文件，同时在系统使用

14、过程中自动扩展。最后是块（block） ，所有的数据都是存放在块中。为了适应操作系统，每个块在创建数据库的时候默认了一个大小，这个大小一般是 8K，同时在 9I 及其以 后的版本中增加了不同大小的块参数，这将在以后的实验中体现。先说说这个 8K 大小的块，一般来说，为了使得 oracle 运行读写数据文件的时候有一个合理 的吞吐量，这里的块大小，都跟操作系统块大小设为整数倍，例如 ntfs 格式化的磁盘文件，每个物理块大小为 4，这里 oracle 的块大小为 8，即是代表每 读取一个 oracle 块，其实物理上也就是读取了两个操作系统块。 这里主要指的是数据文件存放在块设备上，在实际的生产

15、环境中，大部分情况都是将数据库安装在裸设备（RAW）也叫做原始分区之上。关于 RAW 将在以后进行 讲解。 通过上面这段文字，我们可以了解到 ORACLE 基本的存储结构，下一篇将针对块的大小与存放数据大小来做实验。 （二）上一节了解到了 ORACLE 的存储结构，这节讲一讲块的大小与数据存放之间的关系。 大家都知道了在 ORACLE 环境中，所有的对象都是存放在块中，这个块大小与存放的记录之间到底存在怎样的关系呢？ 做一个实验看看： 创建一个表空间 test create tablespace test datafile /oracle/oradata/test.dbf size 100m;

16、 创建一个用户 create user test identified by test default tablespace test; 创建一个表 create table test.t1 (a1 number,a2 varchar2(100); 检查段，可以发现在这个视图中出现了名称为 T 的段，段类型为 TABLE，这个段里面分配了 1 个区，其中包含 8 个块，大小为 64K 字节。 select segment_name,blocks,extents,bytes,segment_type,tablespace_name from dba_segments where owner=TEST; SEGMENT_NAME BLOCKS EXTENTS BYTES SEGMENT_TYPE TABLESPACE_NAME - - - - -