Oracle中block、extent、segment的关系

1、block：是Oracle中存储数据块的最小单位，所以数据最终都是存储在block中。它也被称为逻辑blocks或是页（pages）。每个操作系统都有自己的block size。而这里的block是Oracle自己的，不同于OS的blocks。可以通过设置DB_BLOCK_SIZE设置Oracle的block为OS的block的几倍，从而减少不必要的I/O。不管block中存放的数据是表、索引还是cluster data，block的结构都是一致：
  @ block header: 这里主要存储一些数据块的基本信息，如数据块地址，块类型(table data, index等)，以及一些事务信息。为了加强理解，我们dump一下block看看：
SQL> select dbms_rowid.rowid_relative_fno(rowid) as fno, dbms_rowid.rowid_block_number(rowid) from t1 where b=1;
       FNO DBMS_ROWID.ROWID_BLOCK_NUMBER(ROWID)
———- ————————————
         4                                  388
SQL> alter system dump datafile 4 block 388;
在dump file中，我们看到
Block header dump:  0×01000184
Object id on Block? Y
seg/obj: 0xcd17  csc: 0×00.8d80b  itc: 2  flg: E  typ: 1 – DATA
     brn: 0  bdba: 0×1000181 ver: 0×01 opc: 0
     inc: 0  exflg: 0
# 以下是一些比较重要的事务信息，每当一个事务开始时，都要获得一个ITL entry， 否则将会出现ITL 等待。
Itl           Xid                  Uba         Flag  Lck        Scn/Fsc
0×01   0×0002.005.0000010b  0×00800024.0128.32  –U-   66  fsc 0×0000.0008d8f3
0×02   0×0000.000.00000000  0×00000000.0000.00  —-    0  fsc 0×0000.00000000
data_block_dump,data header at 0xceb6864
  @ table directory 记录该块中 table rows 的信息，如下所示：
===============
tsiz: 0×1f98
hsiz: 0×96
pbl: 0×0ceb6864
bdba: 0×01000184
     76543210
flag=——–
ntab=1  // no. of tables, 除了cluster 以外，一般情况都为一
nrow=66 // 该block 上 rows 的数目
frre=-1
fsbo=0×96
fseo=0×402
avsp=0×36c
tosp=0×36c
  @ row directroy 记录该块中记录的每一条记录的地址信息。如下所示：
0×12:pri[0]     offs=0×402
0×14:pri[1]     offs=0×46d
0×16:pri[2]     offs=0×4d8
…
…
0×92:pri[64]    offs=0×1ec2
0×94:pri[65]    offs=0×1f2d
        最终的记录条数应该和table directory 中的nrows相等。这部分空间一旦被分配，将不可能收回，只能在有新行insert时被重用。
**  overhead：在block中，上述的header、table directory和row directory被合称为overhead。
  @ row data 记录表中的实际数据。
  @ free space 该部分主要用于update，insert等操作。 同时ITL entry 也可以在该部分获得。
附注：
## 在data block中的free space的使用与优化：当数据被delete或update时，可能引起block产生free space对此：①如果有insert语句与相应释放block space的语句在同一个transaction中，则insert可以使用刚刚释放的block space；②如果insert语句与相应的释放block space的语句不在同一个transaction中，则释放的block space只有在事务被commit之后才能被使用。Oracle当发生以下两种情况会进行free space的合并：insert或update操作视图使用一个有足够free space的block；free space存在大量碎片，无法进行数据的insert等。
## row的链接与迁移：当一条记录row的数据太大时，可能无法放在一个block中，这种情况下Oracle往往会使用chain（链接）的方法；此外，当one row被update后，数据量增大，当前的block已经不能完全容纳时，Oracle会把该row数据整个迁移（migrates）到其他的数据块中，但在原来row的位置上保存一个指针，链接到新的地址上，大量的迁移、链接将会降低DB的I/O性能。

 

 

2、extent：extent 是每次分配给一个对象的逻辑最小单位，是由一定数量连续的block组成。一个或多个extent又组成了一个segment。
  @ Extent的分配：对于本地管理表空间，DB会先确定能够分配extent的候选datafile，随后查询该datafile的bitmap，确定是否有所需大小的连续空闲blocks，直到找到满足的datafile。如果使用dictionary managed tablespace，则是去查询数据字典，而不是datafile头部的bitmap信息。另外，由于某些原因，如果想手工非配extent时，可以使用alter table table_name allocate extent。
  @ Extent的收回： 当一个extent被分配给了某个object，除非这个obj被drop，否则extent将不会被其他obj所使用。除非 trauncate … drop storage.或者alter table … dealocate unused.（以上两种方法都不适用于index）。另外，对于rollback segments，如果指定了optimal参数，oracle会自己dealocate一些extent。
        在dictionary managed tablespace中，如果所请求的ext 大于各个free extents 大小，这是oracle将聚合临近的extent，形成一个更大的extent。在local managed tablespace中，则无此限制。 一旦extent 被分配和回收，相应的文件头bitmap或者数据字典都会被更新。

 

3、segment：它是extents的集合，它包含了在表空间中所包含的具体逻辑存储机构的所有extents。例如一个未分区的table，index, cluster被成为一个段，一个被分区的index，table的一个partition 被成为一个段。对于temporary segment，主要用于排序等操作，只有当DB的内存无法存放相应的排序操作并无法找到其他更好的解决办法时，才会在临时表空间中创建temporary segment。以下语句都可能要创建temporary segment。
CREATE INDEX
SELECT ... ORDER BY
SELECT DISTINCT ...
SELECT ... GROUP BY
SELECT . . . UNION
SELECT ... INTERSECT
SELECT ... MINUS