[ORACLE] oracle 存储结构

1. 表空间和数据文件
2. 管理表空间

表空间和数据文件

1.ORACLE的存储模型

　　1.1  存储模型

 　　1.2 段

　　　　一个表空间可以包括多个段，而且也可以由多个数据文件组成。也就是说，一个段可以分布在多个数据文件中，而任一数据文件可以包含多个段的全部或一部分。任何一个段可以仅存在于一个表空间中，但表空间可以将其均匀分布于构成表空间的所有文件中。段由多个区组成，这些区可以是连续的，也可以是不连续的。当用户在数据库中创建各种具有实际存储结构的对象时（保存有数据的对象），比如表、索引等，Oracle将为这些对象创建“段”。 一般一个对象只拥有一个段。在创建段时，可以为它指定PCTFREE、PCTUSED等参数来控制其中的块的存储空间管理方式，也可以为它指定INITIAL、NEXT、PCTINCREASE等存储参数，以指定其中区的分配方式。如果没有为段指定这些参数，段将自动继承表空间的相应参数。

　　　　smallfile 表空间可以有多个数据文件，但bigfile表空间只能又一个数据文件

　　　　段管理的类型：手动和自动（位图管理），无法将首款段空间管理转换为自动段空间管理，查看段空间管理类型：

select tablespace_name,segment_space_management from dba_tablespaces;

　　1.3块

　　　　1.3.1 块的介绍：

　　　　DB_BLOCK_SIZE，OS块小于ORACLE块，数据块容量应该设为操作系统块容量的整数倍（同时小于数据块容量的最大限制），以便减少不必要的I/O操作。Oracle数据块是Oracle可以使用和分配的最小存储单位。需要注意的是，块大小的设置是在数据库创建时候设置的，一旦设置好是不可更改的。类似于我们磁盘的存储格式，FAT16、FAT32、NTFS.... ，要想改变存储格式只能数数据全部格式化掉。

　　　 1.3.2 块的组成

　　　　　　　　　　块的头部信息区：块头：包含块的一般属性信息 如块的物理地址、块所属的段的类型

　　　　　　　　　　　　　　　　　　表目录：如果块中存储的数据是表数据， 则在表目录中保存块中所包含的表的相关信息

　　　　　　　　　　　　　　　　　　行目录：行记录的相关信息 如ROWID

　　　　　　　　　　块的存储区：主要包含空闲空间和已经使用的空间。Oracle主要是通过下面的两个参数对这部分空间进行管理的

　　　　　　　　　　PCTFREE参数：指定块中必须保留的最小空闲空间比例。当块中的空闲存储空间减少到PCTFREE所设置的比例后，Oracle将块标记为不可用状态，新的数据行将不能被加入到这个块。

　　　　　　　　　　PCTUSED参数：制定一个百分比，当块中已经使用的存储空间降低到这个百分比只下时，这个块才被重新标记为可用状态。
　　      　　　 　　 请注意：以上两个参数既可以在表空间级别进行设置，也可以在段级别进行设置。段级别的设置优先级更高。

　　　　1.3.3  High-Water Mark

　　　　对一一个新建立的表，表中包含很多数据块，water mark 原始指向表中的第一个数据块。water mark随着插入的数据“向前”移动。当把插入的数据删除掉一些，water mark 并不会“向后”移动。也就是water mark 的位置表示历史的最高水位。那么我们要想插入一些数据时，oralce是按什么样的规则输选择插入位置呢？首先会先查找灰色的，灰色部分表示就已经插入数据的块，但这些块并不是已经被完全占满了，有些或多或少的都会留下一些空间，关于留空间的规则，后面细说。如果插入一个很小的数据，灰色被占的数据块中可以完全插入的，就会被插在这一部分。　如果数据比较大，查找了所有被占用块都无法插入，那么将会选择“曾经”插入过数据的空白块进行插入，也就是上图浅灰色部分。如果数据非常大，曾经插入数据的空白块都无法插入，那么只好动用从未被插入过数据的空白块进行插入。当然water mark 也就会“向前”移动。

　　　　但是如果我们在表上使用了 truncate命令，则该表的 HWM 会被重新置为0.

　　　　全表扫描通常要读出直到 HWM 标记的所有的属于该表数据库块，即使该表中没有任何数据。即使HWM以下有空闲的数据库块，键入在插入数据时使用了append关键字，则在插入时使用HWM以上的数据块，此时HWM会自动增大

ANALYZE TABLE <tablename> ESTIMATE/COMPUTE STATISTICS;
SELECT blocks, empty_blocks, num_rows FROM user_tables WHERE table_name = <tablename>;
---说明：BLOCKS 列代表该表中曾经使用过得数据库块的数目，即水线。EMPTY_BLOCKS 代表分配给该表，但是在水线以上的数据库块，即从来没有使用的数据

 　　　　每个数据块，是否允许插入数据的规则:块头（数据块的头）不在百分比的范围内，当剩余空间大于20%的时候，那这个块就是纳入freelist中，当我要插入一条数据时，freelist是会扫描这个块的，检查其它是否可以存放要插入的数据。当小于20%的这间时，说明这个块已经满了，会从freelist中去掉，插入数据时不作为扫描的对象。一个小于20%空闲的块会从freelist上摘除，那么一个块在什么情况下会被重新挂到freelist上呢？对于一个已经从freelist上摘除的块，可以能由于删除更新操作，其空间会得到释放，当占用空间小于40%时，也就是空闲空间大于60%时，这个块被有认为是空间的块又会被重现挂到freelist上。

 　　1.4 区间：

是一个数据文件中一组连续编号的ORACLE块。这些区间可能位于构成表空间的任何或所有数据文件中。可以根据段的维度（区间根据每个段连续编号，从零开始）或数据文件的维度（每个区间在一个文件中，从某个ORACLE块编号开头）确定。是Oracle在进行存储空间的分配和回收的最小单位。

　　本地区间管理的重要选项 uniform size,如果知道段大小使用uniform size; ORACLE 建议autoallocate

　　字典管理转换为本地管理 

execute dbms_space_admin.tablespace_migration_to_local('tablesapcename')

 　　1.5 段，区间，块和行

　　　　DBA_SEGMENTS

　　　　段的类型：TABLE／INDEX／TYPE2 UNDO/ROLLBACK/TABLE PARTITION/INDEX PARTITION/LOBSEGMENT/LOBINDEX/LOB PARTITION/CLUSTER/NESTED TABLE

　　　　　　　　CLUSTER:将多个表反规范化为一个段

　　　　　　　　TABLE　PARTITION：将表分为多个分区，分区将成为一个个的段，而表本身完全不是段：仅以分区的总和的形式存在。堆表的每个表分区在本身的表段中，成为堆表结构。这些段可能使用不同的表空间，这意味着可以将一个表分布到多个表空间中。

select tablespace_name,file_id,extent_id,block_id,blocks,bytes from dba_extents where owner='SAPR3' and segment_name="T"

alter table TT allocate extent;
alter table TT allocate extent storage (datafile 'filenmae';

select tablespace_name,file_name from dba_data_files where file_id=4;

#DBA_TABLES 也可以查表空间，但只适用于非分区的表，不适用于每个分区都有自己的段而且可能位于不同表空间的分区表。分区允许将一个表分布到多个表空间中。

　　1.6 文件存储技术

　　　　本地文件系统

　　　　群集文件系统 OCFS (Oracle cluster file system)

　　　　原始设备

　　　　ASM: 只存储数据库文件，不能存储二进制文件。始终将ORACLE主目录保存在常规文件系统中。

select name,block_size*file_size_blks bytes from v$controlfile;
select member,bytes from v$log join v$logfile using (group#);

select name,bytes from v$datafile
union all 
select name,bytes from v$tempfile;

2.管理表空间

　　2.1 创建表空间

　　　　Allocated Size / Space Used / Allocated space used / Allocated free space / status / datafiles / type / extend management / segment management

　　　　Status：Read and Write / Read only / offline

　　　　type : 永久表空间/临时表空间/UNDO

　　　　extent management :LOCAL

　　　　segment management : AUTO 

　　　　Compression: Disabled  / enabled on direct-path INSERT operation only / Enable on all operations

　　　　logging:YEs/ NO

SQL> col name for A10
SQL> set linesize 500
SQL> select t.tablespace_name name,d.allocated,u.used,f.free, t.status,d.cnt, contents,t.extent_management extan,t.SEGMENT_SPACE_MANAGEMENT segman
from dba_tablespaces t,
(select sum(bytes) allocated,count(file_id) cnt from dba_data_files where tablespace_name='TEST') d,
(select sum (bytes) free from dba_free_space where tablespace_name='TEST') f,
(select sum(bytes) used from dba_segments where tablespace_name='TEST') u
where t.tablespace_name='TEST';  

NAME        ALLOCATED        USED       FREE STATUS         CNT CONTENTS           EXTAN      SEGMAN
---------- ---------- ---------- ---------- --------- ---------- --------------------- ---------- ------
TEST        104857600    97058816    6750208 ONLINE           1 PERMANENT           LOCAL      AUTO

create smallfile tablespace "test"
datafile '/opt/oracle/oradata/test91.dbf'
size 100M autoextend on next 10M maxsize 200M
logging
extent management LOCAL autoallocate 
segment SPACE management AUTO
DEFAULT NOCOMPRESS;

　　　　数据文件 v$datafile and dba_data_files

　　　　临时文件v$tempfile and dba_temp_files

　　　　v$tablespace 了解是否为bigfile ,v$temfile and v$datafile 查看文件大小；dba_data_files and dba_temp_files 查看区间管理和段空间管理

　　2.2 更改表空间

alter tablespace tablespacename rename to tablespacenewname;

alter tablespace tablespacename offline|online|read only|read write  #只读表空间可以删除

alter database datafile 'filename' resize n[M|GT];
alter tablespace tablespacename add datafile 'filename' autoextend on next 50M maxsize 2G 
ALTER TABLESPACE TEST ADD DATAFILE '/oracle/D4C/oradata/D4CDB/test02.dbf' SIZE 50M AUTOEXTEND ON NEXT 5M MAXSIZE 2000M;

drop tablespace tablespacename [including content【and datafiles】]

　　2.3 OMF Oracle-managed Files

DB_CREATE_FILE_DEST   　　　　　　#指定所有数据文件默认位置 
DB_CREATE_ONLINE_LOG_DEST_1　　 #指定联机重做日志文件的默认位置
DB_CREATE_ONLINE_LOG_DEST_2
DB_CREATE_ONLINE_LOG_DEST_3
DB_CREATE_ONLINE_LOG_DEST_4
DB_CREATE_ONLINE_LOG_DEST_5
DB_RECOVERY_FILE_DEST    

　　2.4警报阈值

　　　　　　应用于所有表空间的数据库范围的默认设置：

　　　　　　>85% 警告警报

　　　　　　>97% 严重警报

　　2.5 相关视图

　　　　databse mount 时，可以查看 ‘v$datafile’ & ‘v$tablespace‘ 此时dba_data_files and dba_tabspaces 还没有加载