Oracle的数据存储结构

Oracle的数据存储结构
表空间（tablespace）  oracle中最大的逻辑存储单位
数据文件（data file）表空间物理存储载体
段（segment） oracle中所占用空间的对象总称。
区（extent） 段的组成单位
数据块（data block）区的组成单位，是oracle存储和数据操作的最小单位。


数据块（block）


数据块组成：
块头（管理信息：数据块的地址、表目录、行目录、ITL SLOP(trsanction 事务管理)）、数据。

ROWID组成
Object number– file number – block number– row number

DBMS_ROWID包


通过ROWID访问数据是最快的

数据块的存储属性
PCTFREE: 但数据块的数据达到PCTFREE这个值时，将不允许继续插入数据
PCTUSED: 当数据块中数据占用空间小于PCTUSED时，数据块会被再次使用，继续可以插数据

行迁移和行链接
--行链接(Row Chaining)：数据块放不下行的内容，会将部分存入另一个数据块并和第一个数据块产生链接（一般发生在insert）
--行迁移：数据块放不下行内容，将内容存入另一数据块，并在第一个块中存放指向他的指针。（一般发生在update）
注意：ROWID不会发生变化

数据块空闲空间的合并
① 可以手工对数据块进行空闲空间合并，oracle在一般情况下汇总进行空闲空间合并
- 当一个插入或者更新操作的行在一个数据块中有足够的空闲空间
- 并且这个空闲空间是碎片状态，无法满足一行数据的使用
② Oracle不总是自动整理碎片（合并空闲空间）的原因是，这会导致一定的系统资源开销。

索引数据块的整理
Alter index COALESCE – 合并同一个支的数据块
Alter index REBUILD – 重构整个索引段

区（extent）
Extent定义
Extent是有一组连续的数据块组成，多个extent构成一个段（segment），当创建时，oracle会为它分配一个初始extent
一个段的extents可以分布在不同的数据块。
查询一张表段-extent-数据块的信息

段
段定义
在oracle中，凡是分配了空间的对象，都称之为段。
- 表、表分区
- 索引、索引分区
- 大对象（LOB）
段分类
- 数据段
- 临时段
- 回滚段
临时段（临时表空间）
- 排序、hash、merge…（需要中间的数据处理区域）
  . 创建索引、order by、hash join、merge join
- 只有在内存空间不足时，oracle才会在临时表空间上创建段
- 临时表由于不产生redo，能够提供数据操作的性能（回收、扩展效率更高）
   临时表

   On commit设定
   Delete rows    事务提交删除表
   Preserve rows  会话结束提交
段数据的压缩
oracle允许对段进行压缩
优点
- 减少存储空间
- 减少处理的数据块
. 减少内存占用
. 提高I/O速度
. 提供查询效率
缺点
- 因为要额外对数据做处理，在数据插入时，会消耗更多的资源和时间
段压缩的级别
- 表级（索引）


- 表空间级

- 分区
- 子分区
段的存储管理
- MSSM
. 手工设定对象的存储参数
PCTFREE, PCTUSED, FREELISTS…..

- ASSM
. oracle自动设定对象的存储参数
只可以手工设定PCTFREE参数，其他参数由自动设定
创建段管理 MSSM

优点：
- 给予DBA更大的空间管理余地
- 对于一些数据块操作非常敏感的场景依然有用
缺点：
- 设置参数多
- 参数设定值困难
- 需要更高的水平
自动段管理 ASSM
通过位图方式管理空间


优点：
- 简化管理
- 增大并发度
- RAC环境下能改善并发性能（不需要各个实例间相互访问大量的freelist）
劣势：
- FTS（全表扫描）
- 大数据的加载，会导致性能下降
- 影响索引的集群因子
表空间
物理上表空间有：Data Files、Temp Files
大文件表空间
- 普通的数据文件、受到数据块的限制
. 每个数据文件最多包含2^22-1个数据块
- 大数据文件、可以使用2^32个数据块

优势
- 减少数据库的数据文件个数
- 方便文件的管理，不需要人工干预表空间的大小
- 减少数据库对文件图同步的开销

表空间的管理方式
- 本地管理表空间
. 依赖于段管理

- 字典管理表空间
表空间中的存储的信息记录在Oracle数据字段（system）表空间中，凡是DML操作，都需要访问SYSTEM表空间和相关的视图

表空间的存储属性
- 数据管理方式
. local
. dictionary  11G不在使用
- 段管理
. ASSM
. MSSM
- extent管理
. AUTOALLCATE
. UNIFORM
表空间的默认属性
   

表空间的extent的管理方式
AUTOALLOCATE
- 由Oracle自动决定新分配的extent的大小
UNIFORM
- 统一extent尺寸


表空间属性 --- 段属性
- 段对象的存储属性可以直接从所在的表空间集成过来
- 也可以单独设定自己的属性
Oracle的读操作
逻辑读（logical reads）
- 从内存中读取数据块
.  current reads(DB block gets)
.  consistent reads
物理读（physical reads）
- 从磁盘读取数据块到内存

单块读和多块读
① 每次从磁盘读取一个数据块称为单块读
- 对应的对待事件 db file sequential read
② 每次从磁盘读取多个数据块称为多块读
- 对应的等待事件 db file scattered read
- 每次读取的数据块有参数DB_FILE_MULTIBLOCK_READ_COUNT确定
LRU(Least Recently used)列表
- Lru使用中部插入算法，数据从中部插入列表
- Lur列表分为热段和冷段
- 中部插入点为冷端的头部，也就是热端的尾部。
   备注：数据库的多版本，一致性读构造数据库的多版本。
   多数据块在LRU支持下读：多块读完立刻扔到冷端的最右端。