Oracle 数据块

 行业动态     |      2024-07-17 22:56

  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

  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(Row 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。

  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,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。

  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 Migrating):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。

  Oracle使用位图(bitmap)来管理和跟踪数据块,这种块的空间管理方式叫自动管理。自动管理有下面的好处:

  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。

  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。

  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。

  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?

  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。

  检查区,可以发现在这个视图中出现了一个区,区号为0,包含8个块,大小为64K字节。

  检查块,可以发现这里没有载入到内存的块,由此断定,在数据未写入的时候,内存中并没有存放数据的块。

  哈哈,果然出现了数据,说明在数据插入的表的时候在内存中已经载入了分配的块,同时在这些块中写入了数据,这里占用了两个块,块号分别为28089,28090,其中我们可以根据CLASS#来判断出他们属于不同类型。

  上一节通过实验,我们了解到,块的创建和读取流程,不过只是针对一个会话的,现在我们来看看在一个会话中插入数据之后,同时在另外一个会话查询数据,这样的情况会对块有什么影响。

  查询表,由于插入数据的事务没有提交,这里在另外的会话中就看不到任何数据,深深体现了ORACLE的多版本一致性

  果然和上一节查询出来的结果不同,多了红色字体标识出来的两行,大家可以看到这两行的STATUS字段值为cr,什么是cr呢?它是Consistency Read(一致性读取)的缩写。从这里可以看出28090这个块被两个会话进行了操作。

  说明在没有进行块中数据的相关操作的时候,并没有从物理文件中提取块到内存。

  总结:在没有进行物理I/O的时候,v$bh视图中不会出现相关的块信息,同时证明此视图中存放的乃是数据文件块放到内存中的块信息。

  SELECT一个表时出现ORA-01578,一个块损坏,以前学习过块损坏怎么处理,到还真没遇到过,今天总算让我遇到了,还是一台生产用测试库,就不用很紧张了。

  ORA-01578数据块损坏,以下使用RMAN命令查询是否可以使用blockrecover命令恢复以及怎样恢复