Oracle數(shù)據(jù)塊原理的深入剖析

1、Oraclle數(shù)據(jù)塊塊原理深入入剖析-入入門基礎(chǔ)時時間:2009-03-110 000:00來來源:ITT168 bitssCN編輯輯字體:大 中 小數(shù)據(jù)據(jù)塊(Orraclee Datta Bllockss)，本文文簡稱為“塊”，是Orraclee最小的存存儲單位，OOraclle數(shù)據(jù)存存放在“塊”中。一個個塊占用一一定的磁盤盤空間。特特別注意的的是，這里里的“塊”是Oraacle的的“數(shù)據(jù)塊”，不是操操作系統(tǒng)的的“塊”。 Oraacle每每次請求數(shù)數(shù)據(jù)的時候候，都是以以塊為單位位。也就是是說，Orraclee每次請求求的數(shù)據(jù)是是塊的整數(shù)數(shù)倍。如果果Oraccle請求求的數(shù)據(jù)量量不到一塊塊，O

2、raacle也也會讀取整整個塊。所所以說，“塊”是Oraacle讀讀寫數(shù)據(jù)的的最小單位位或者最基基本的單位位。塊的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)大小由由初始化參參數(shù)DB_BLOCCK_SIIZE指定定。具有標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)大小的的塊稱為標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)塊(SStanddard Blocck)。塊塊的大小和和標(biāo)準(zhǔn)塊的的大小不同同的塊叫非非標(biāo)準(zhǔn)塊(Nonsstanddard Blocck)。同同一數(shù)據(jù)庫庫中，Orraclee9i及以以上版本支支持同一數(shù)數(shù)據(jù)庫中同同時使用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)塊和非非標(biāo)準(zhǔn)塊。Oraccle允許許指定5種種非標(biāo)準(zhǔn)塊塊(Nonnstanndardd Bloock)。操作系系統(tǒng)每次執(zhí)執(zhí)行I/OO的時候，是是以操作系系統(tǒng)的塊為為單位

3、;OOraclle每次執(zhí)執(zhí)行I/OO的時候，都都是以O(shè)rraclee的塊為單單位。Oraacle數(shù)數(shù)據(jù)塊大小小一般是操操作系統(tǒng)塊塊的整數(shù)倍倍。數(shù)據(jù)塊塊的格式(Dataa Bloock FFormaat)塊中存存放表的數(shù)數(shù)據(jù)和索引引的數(shù)據(jù)，無無論存放哪哪種類型的的數(shù)據(jù)，塊塊的格式都都是相同的的，塊由塊塊頭(heeaderr/Commmon and Variiablee),表目目錄(Taable Direectorry),行行目錄(RRow DDirecctoryy),空余余空間(FFree Spacce)和行行數(shù)據(jù)(RRow DData)五部分組組成，如下圖圖所示。 塊頭(headder/CCo

4、mmoon annd Vaariabble)：存放塊的的基本信息息，如：塊塊的物理地地址，塊所所屬的段的的類型(是是數(shù)據(jù)段還還是索引段段)。 表表目錄(TTablee Dirrectoory)：存放表的的信息，即即：如果一一些表的數(shù)數(shù)據(jù)被存放放在這個塊塊中，那么么，這些表表的相關(guān)信信息將被存存放在“表目錄”中。行目錄錄(Roww Dirrectoory)：如果塊中中有行數(shù)據(jù)據(jù)存在，則則，這些行行的信息將將被記錄在在行目錄中中。這些信信息包括行行的地址等等。行數(shù)據(jù)據(jù)(Roww Datta)：是是真正存放放表數(shù)據(jù)和和索引數(shù)據(jù)據(jù)的地方。這部分空空間是已被被數(shù)據(jù)行占占用的空間間?？沼嗫湛臻g(Frree

5、 SSpacee)：空余余空間是一一個塊中未未使用的區(qū)區(qū)域，這片片區(qū)域用于于新行的插插入和已經(jīng)經(jīng)存在的行行的更新。頭部信信息區(qū)(OOverhhead)：我們把把塊頭(hheadeer/Coommonn andd Varriablle),表表目錄(TTablee Dirrectoory),行目錄(Row Direectorry)這三三部分合稱稱為頭部信信息區(qū)(OOverhhead)。頭部信信息區(qū)不存存放數(shù)據(jù)，它它存放的整整個塊的信信息。頭部部信息區(qū)的的大小是可可變的。一一般來說，頭頭部信息區(qū)區(qū)的大小介介于84字字節(jié)(byytes)到1077字節(jié)(bbytess)之間。數(shù)據(jù)塊塊中自由空空間的使用用

6、當(dāng)往數(shù)數(shù)據(jù)庫中插插入(INNSERTT)數(shù)據(jù)的的時候，塊塊中的自由由空間會減減少;當(dāng)對對塊中已經(jīng)經(jīng)存在的行行進行修改改(UPDDATE)的時候(使記錄長長度增加)，塊中的的自由空間間也會減少少。DELLETE語語句和UPPDATEE語句會使使塊中的自自由空間增增加。當(dāng)使使用DELLETE語語句刪除塊塊中的記錄錄或者使用用UPDAATE語句句把列的值值更改成一一個更小值值的時候，OOraclle會釋放放出一部分分自由空間間。釋放出出的自由空空間并不一一定是連續(xù)續(xù)的。通常常情況下，OOraclle不會對對塊中不連連續(xù)的自由由空間進行行合并。因因為合并數(shù)數(shù)據(jù)塊中不不連續(xù)的自自由空間會會影響數(shù)據(jù)據(jù)庫的

7、性能能。只有當(dāng)當(dāng)用戶進行行數(shù)據(jù)插入入(INSSERT)或者更新新(UPDDATE)操作，卻卻找不到連連續(xù)的自由由空間的時時候，Orraclee才會合并并數(shù)據(jù)塊中中不連續(xù)的的自由空間間。對于塊塊中的自由由空間，OOraclle提供兩兩種管理方方式：自動動管理，手手動管理行鏈接接和行遷移移(Roww Chaaininng annd Miigratting)行鏈接接(Roww Chaaininng)：如如果我們往往數(shù)據(jù)庫中中插入(IINSERRT)一行行數(shù)據(jù)，這這行數(shù)據(jù)很很大，以至至于一個數(shù)數(shù)據(jù)塊存不不下一整行行，Oraacle就就會把一行行數(shù)據(jù)分作作幾段存在在幾個數(shù)據(jù)據(jù)塊中，這這個過程叫叫行鏈接(

8、Row Chaiiningg)。如下下圖所示： 如果一一行數(shù)據(jù)是是普通行，這這行數(shù)據(jù)能能夠存放在在一個數(shù)據(jù)據(jù)塊中;如如果一行數(shù)數(shù)據(jù)是鏈接接行，這行行數(shù)據(jù)存放放在多個數(shù)數(shù)據(jù)塊中。行遷移移(Roww Miggratiing)：數(shù)據(jù)塊中中存在一條條記錄，用用戶執(zhí)行UUPDATTE更新這這條記錄，這這個UPDDATE操操作使這條條記錄變長長，這時候候，Oraacle在在這個數(shù)據(jù)據(jù)塊中進行行查找，但但是找不到到能夠容納納下這條記記錄的空間間，無奈之之下，Orraclee只能把整整行數(shù)據(jù)移移到一個新新的數(shù)據(jù)塊塊。原來的的數(shù)據(jù)塊中中保留一個個“指針”，這個“指針”指向新的的數(shù)據(jù)塊。被移動的的這條記錄錄的RO

9、WWID保持持不變。行行遷移的原原理如下圖圖所示： 無論是是行鏈接還還是行遷移移，都會影影響數(shù)據(jù)庫庫的性能。Oraccle在讀讀取這樣的的記錄的時時候，Orraclee會掃描多多個數(shù)據(jù)塊塊，執(zhí)行更更多的I/O。塊中自自由空間的的自動管理理Oraacle使使用位圖(bitmmap)來來管理和跟跟蹤數(shù)據(jù)塊塊，這種塊塊的空間管管理方式叫叫“自動管理理”。自動管管理有下面面的好處：易于于使用更好好地利用空空間可以以對空間進進行實時調(diào)調(diào)整塊中自自由空間的的手動管理理用戶可可以通過PPCTFRREE, PCTUUSED來來調(diào)整塊中中空間的使使用，這種種管理方式式叫手動管管理。相對對于自動管管理，手動動管理

10、方式式比較麻煩煩，不容易易掌握，容容易造成塊塊中空間的的浪費。PCTTFREEE參數(shù)用于于指定塊中中必須保留留的最小空空閑空間百百分例。之之所以要預(yù)預(yù)留這樣的的空間，是是因為UPPDATEE時，需要要這些空間間。如果UUPDATTE時，沒沒有空余空空間，Orraclee就會分配配一個新的的塊，這會會產(chǎn)生行遷遷移(Roow Miigratting)。PCTTUSEDD也是用于于設(shè)置一個個百分比，當(dāng)當(dāng)塊中已使使用的空間間的比例小小于這個百百分比的時時候，這個個塊才被標(biāo)標(biāo)識為有效效狀態(tài)。只只有有效的的塊才被允允許插入數(shù)數(shù)據(jù)。文章轉(zhuǎn)載自自網(wǎng)管網(wǎng)： HYPERLINK ORACLLE塊的分分析（一）一直

11、直以來對“塊”的概念總總是含混不不清，從字字面意義理理解，只知知道這是OORACLLE存放數(shù)數(shù)據(jù)的最小小單位，然然而它的內(nèi)內(nèi)部世界如如何呢，本本人打算從從今天開始始連載幾篇篇文檔，對對它進行深深度分析。 通過很多多文檔、資資料，了解解到了數(shù)據(jù)據(jù)庫基本結(jié)結(jié)構(gòu)魚刺圖圖： 基本上每每個對象對對應(yīng)一個段段（ Segmment），只只有分區(qū)對對應(yīng)多個段段，這里的的對象包括括tablle，inndex，ppartiitionn等等，段段可以跨越越多個數(shù)據(jù)據(jù)文件。 每個段又又有多個區(qū)區(qū)（exttent）來來組成，這這些區(qū)不能能跨越多個個數(shù)據(jù)文件件，同時在在系統(tǒng)使用用過程中自自動擴展。 最后是塊塊（blooc

12、k），所所有的數(shù)據(jù)據(jù)都是存放放在塊中。為了適應(yīng)應(yīng)操作系統(tǒng)統(tǒng)，每個塊塊在創(chuàng)建數(shù)數(shù)據(jù)庫的時時候默認(rèn)了了一個大小小，這個大大小一般是是8K，同同時在9II及其以 后的版本本中增加了了不同大小小的塊參數(shù)數(shù)，這將在在以后的實實驗中體現(xiàn)現(xiàn)。先說說說這個8KK大小的塊塊，一般來來說，為了了使得orraclee運行讀寫寫數(shù)據(jù)文件件的時候有有一個合理理 的吞吐量量，這里的的塊大小，都都跟操作系系統(tǒng)塊大小小設(shè)為整數(shù)數(shù)倍，例如如ntfss格式化的的磁盤文件件，每個物物理塊大小小為4，這這里oraacle的的塊大小為為8，即是是代表每 讀取一個個oraccle塊，其其實物理上上也就是讀讀取了兩個個操作系統(tǒng)統(tǒng)塊。 這里

13、主要要指的是數(shù)數(shù)據(jù)文件存存放在塊設(shè)設(shè)備上，在在實際的生生產(chǎn)環(huán)境中中，大部分分情況都是是將數(shù)據(jù)庫庫安裝在裸裸設(shè)備（RRAW）也也叫做原始始分區(qū)之上上。關(guān)于RRAW將在在以后進行行 講解。 通過上上面這段文文字，我們們可以了解解到ORAACLE基基本的存儲儲結(jié)構(gòu)，下下一篇將針針對塊的大大小與存放放數(shù)據(jù)大小小來做實驗驗。 （二）上一一節(jié)了解到到了ORAACLE的的存儲結(jié)構(gòu)構(gòu)，這節(jié)講講一講塊的的大小與數(shù)數(shù)據(jù)存放之之間的關(guān)系系。 大家都知知道了在OORACLLE環(huán)境中中，所有的的對象都是是存放在塊塊中，這個個塊大小與與存放的記記錄之間到到底存在怎怎樣的關(guān)系系呢？ 做一個實實驗看看： 創(chuàng)建一個個表空間tt

14、est creaate ttableespacce teest ddataffile /orraclee/oraadataa/tesst.dbbf ssize 100mm; 創(chuàng)建建一個用戶戶 creaate uuser testt ideentiffied by ttest defaault tabllespaace ttest; 創(chuàng)建一一個表 creaate ttablee tesst.t11 (a11 nummber,a2 vvarchhar2(100); 檢檢查段，可可以發(fā)現(xiàn)在在這個視圖圖中出現(xiàn)了了名稱為TT的段，段段類型為TTABLEE，這個段段里面分配配了1個區(qū)區(qū)，其中包包含8個塊塊

15、，大小為為64K字字節(jié)。 seleect ssegmeent_nname,bloccks,eextennts,bbytess,seggmentt_typpe,taablesspacee_namme frrom ddba_ssegmeents wherre owwner=TESST; SEGMMENT_NAMEE BLOOCKS EEXTENNTS BYTEES SEEGMENNT_TYYPE TABBLESPPACE_NAMEE - - - - - -T 8 1 655336 TAABLE TESST 檢查查區(qū)，可以以發(fā)現(xiàn)在這這個視圖中中出現(xiàn)了一一個區(qū)，區(qū)區(qū)號為0，包包含8個塊塊，大小為為64

16、K字字節(jié)。 seleect ssegmeent_nname,segmment_typee,exttent_id,bblockks,byytes fromm dbaa_exttentss wheere oownerr=TEEST; SEGGMENTT_NAMME SEEGMENNT_TYYPE EXXTENTT_ID BLOCCKS BYTEES- - - - -TT TAABLE 0 8 655336 檢查塊塊，可以發(fā)發(fā)現(xiàn)這里沒沒有載入到到內(nèi)存的塊塊，由此斷斷定，在數(shù)數(shù)據(jù)未寫入入的時候，內(nèi)內(nèi)存中并沒沒有存放數(shù)數(shù)據(jù)的塊。 seleect fromm v$bbh whhere ts#=12; 未選

17、定行行 插入100行數(shù)據(jù)，進進行測試。 SQL decclaree2i nnumbeer33;4begiin55foor i in 11.100 looop66exxecutte immmediiate inssert intoo tesst.t valuues (:x,:y) usinng i,i;7eend lloop;8endd;99/ PL/SSQL 過過程已成功功完成。 再次查看看v$bhh視圖，檢檢查內(nèi)存中中是否使用用到了塊。 seleect fromm v$bbh whhere ts#=12; FILLE# BBLOCKK# CLLASS# STAATU XNNC OBJDD-

18、- - - - - 1 280889 44 xcuur 0 1110388 1 280990 11 xcuur 0 1110388 哈哈，果果然出現(xiàn)了了數(shù)據(jù)，說說明在數(shù)據(jù)據(jù)插入的表表的時候在在內(nèi)存中已已經(jīng)載入了了分配的塊塊，同時在在這些塊中中寫入了數(shù)數(shù)據(jù)，這里里占用了兩兩個塊，塊塊號分別為為280889，288090，其其中我們可可以根據(jù)CCLASSS#來判斷斷出他們屬屬于不同類類型。 （三）這一一節(jié)緊接著著上一節(jié)來來說。上一一節(jié)通過實實驗，我們們了解到，塊塊的創(chuàng)建和和讀取流程程，不過只只是針對一一個會話的的，現(xiàn)在我我們來看看看在一個會會話中插入入數(shù)據(jù)之后后，同時在在另外一個個會話查詢詢數(shù)據(jù)，

19、這這樣的情況況會對塊有有什么影響響。打開一一個新的會會話， 然后執(zhí)行行如下命令令：查詢表表，由于插插入數(shù)據(jù)的的事務(wù)沒有有提交，這這里在另外外的會話中中就看不到到任何數(shù)據(jù)據(jù)，深深體體現(xiàn)了ORRACLEE的多版本本一致性sselecct * fromm tesst_gaao.t; 未選定定行 查詢視圖圖v$bhh，看是否否有了變化化seleect fromm v$bbh whhere ts#=12; FILLE# BBLOCKK# CLLASS# STAATU XNNC OBJDD- - - - - - 1 280889 44 xcuur 0 1110388 1 280990 11 cr 0 11

20、10388 1 280990 11 cr 0 1110388 1 280990 11 xcuur 0 1110388 果然和和上一節(jié)查查詢出來的的結(jié)果不同同，多了紅紅色字體標(biāo)標(biāo)識出來的的兩行，大大家可以看看到這兩行行的STAATUS字字段值為ccr，什么么是cr呢呢？它是CConsiistenncy Readd（一致性性讀?。┑牡目s寫。從從這里可以以看出288090這這個塊被兩兩個會話進進行了操作作。 在第一個個會話中回回滾事務(wù)會會發(fā)生什么么呢？看下下面的操作作：會話11：執(zhí)行rrollbback SQL rolllbacck;回退退已完成。 再次查詢詢v$bhh視圖，看看看什么情情況ssel

21、ecct ffrom v$bhh wheere oobjd=110338; FFILE# BLOOCK# CLASSS# SSTATUU XNC OBBJD- - - - - - 11 288089 4 xxcur 0 110038 11 288090 1 ccr 0 110038 11 288090 1 ccr 0 110038 11 288090 1 xxcur 0 110038 結(jié)結(jié)果還是一一樣，說明明在事務(wù)回回滾之后，塊塊還是處于于一致讀取取的狀態(tài)。（四）我們們繼續(xù)上一一節(jié)的話題題。 關(guān)閉數(shù)據(jù)據(jù)庫實例 SQL shuutdowwn immmediiate 數(shù)據(jù)庫已已經(jīng)關(guān)閉。已經(jīng)卸載載數(shù)

22、據(jù)庫。 重新打開開數(shù)據(jù)庫 SQLstarrtup ORACCLE 例例程已經(jīng)啟啟動。Tootal Systtem GGlobaal Arrea25322144992 byytesFFixedd Sizze 4544428 bbytessVariiablee Sizze 11174400512 byteesDattabasse Buufferrs 113421177288 byttesReedo BBuffeers 111018224 byytes數(shù)數(shù)據(jù)庫裝載載完畢。數(shù)數(shù)據(jù)庫已經(jīng)經(jīng)打開。 檢查v$bh視圖圖 seleect fromm v$bbh whhere objdd=110038; 未選定

23、行行 說明在沒沒有進行塊塊中數(shù)據(jù)的的相關(guān)操作作的時候，并并沒有從物物理文件中中提取塊到到內(nèi)存。 執(zhí)行查詢詢或者插入入、更新的的SQL語語句 SQL inssert intoo tesst.t valuues (200,200); 已創(chuàng)創(chuàng)建 1 行。 再次檢查查v$bhh視圖 SQL sellect froom v$bh wwheree objjd=111038; FIILE# BLOCCK# CCLASSS# STTATU XXNC OBJJD- - - - - - 1 280089 4 xccur 0 110338 1 280090 1 xccur 0 110338 總結(jié)結(jié)：在沒有有進行物理

24、理I/O的的時候,vv$bh視視圖中不會會出現(xiàn)相關(guān)關(guān)的塊信息息，同時證證明此視圖圖中存放的的乃是數(shù)據(jù)據(jù)文件塊放放到內(nèi)存中中的“塊”信息。 HYPERLINK t _blank seg.JJPG (22.443 KBB)2008-6-177 18:46實例講解OOraclle 9ii數(shù)據(jù)壞塊塊的處理2009-3-177 作者： 編輯：齊瑞瑞 HYPERLINK t _blank 點擊進入入論壇關(guān)鍵詞： HYPERLINK t _blank OOraclle HYPERLINK t _blank 數(shù)據(jù) HYPERLINK t _blank 處理筆者在一臺臺生產(chǎn)用測測試庫上SSELECCT一個表表時

25、出現(xiàn)OORA-0015788，一個塊塊損壞，以以前學(xué)習(xí)過過塊損壞怎怎么處理，到到還真沒遇遇到過，今今天總算讓讓我遇到了了，還是一一臺生產(chǎn)用用測試庫，就就不用很緊緊張了。數(shù)據(jù)庫版本本是9.22.0.44，Oraacle99i的RMMAN有一一個bloockreecoveer命令，可可以在線修修復(fù)壞塊，以以下就是使使用RMAAN修復(fù)壞壞塊的過程程。SQL connn owii/owiiConnnecteed.SQQL sselecct * fromm dpaa_hisstoryy;sellect * frrom ddpa_hhistoory*ERROOR att linne 1:ORA-01577

26、8: OORACLLE daata bblockk corrruptted (filee # 115, bblockk # 118)ORRA-011110: datta : /d001/appp/orraclee/oraadataa/dpaa/dpaa01.ddbf報ORA-015778數(shù)據(jù)塊塊損壞，以以下使用RRMAN命命令查詢是是否可以使使用bloockreecoveer命令恢恢復(fù)以及怎怎樣恢復(fù)使用rmaan登錄ccatallog數(shù)據(jù)據(jù)庫ora99rmaanserrver $ rmann tarrget sys/oraccleddpa ccatallog rrman/rmannRecovv

27、ery Manaager: Relleasee 9.22.0.88.0 - ProoducttionCopyrrightt (c) 19995, 22002, Oraacle Corpporattion. Alll riightss resserveed.conneectedd to targget ddatabbase: DPAA (DBBID=884349950222)connnectted tto reecoveery ccatallog ddatabbase查找最近ddata的的全備份，今今天下午剛剛做了一次次RMANN的全備份份RMAN lisst baackupp of dataa

28、;List of BBackuup Seets=BS Keey TType LV SSize Deevicee Typpe Ellapseed Tiime CComplletioon Tiime- - - - - - -6433 Fulll 64KK DISKK 00:000:277 16-MAR-09 BP KKey: 650 Sttatuss: AVVAILAABLE Taag: TTAG2000903316T11543552Pieece NName: /d002/fuullbaackupp/2000903116_daata_224_1LList of DDataffiless in ba

29、ckkup sset 6643 TType Ckp SCN CCkp TTime Namme- - - - - -115 FFull 1185562500905 16-MMAR-009 /dd01/aapp/ooraclle/orradatta/dppa/dppa01.dbf查找SCNN 11885625509055 以后的的archhivellog是否否有備份RMAN lisst baackupp of archhivellog sscn ffrom 1185562500905LList of BBackuup Seets=BS Key Sizze Deviice TType Elappse

30、d Timee Commplettion Timee- - - - -6680 2265K DIISK 000:00:00 116-MAAR-099 BPP Keyy: 6881 Stattus: AVAIILABLLE Tag: TAGG2009903166T1544731PPiecee Namme: /d02/fulllbackkup/2200900316_archh_28LList of AArchiived Logss in backkup sset 6680Thhrd SSeq LLow SSCN Loow Tiime Nextt SCNN NNext Timee- - - - -

31、-1 1109 11185662508805 116-MAAR-099 11885625514833 16-MAR-091 1110 11185662514483 116-MAAR-099 11885625514877 16-MAR-09查找seqquencce 1110 以后后的arcchiveelog是是否有備份份RMAN lisst coopy oof arrchivvelogg froom seequennce 1110;List of AArchiived Log CopiiesKeey Thhrd SSeq SS Loww Timme NName- - - - - -694 1 1

32、111 A 116-MAAR-099 /d002/arrch/11_1111.dbff695 1 1122 A 116-MAAR-099 /d002/arrch/11_1122.dbff查詢onlline archhive logSQL seleect ssequeence#,memmberss,arcchiveed,sttatuss froom v$log;SEQUEENCE# MEMBBERS ARC STATTUS- - - -113 1 NNO CCURREENT1111 11 YESS INAACTIVVE1122 1 YES INACCTIVEE從以上查詢詢中可以看看出datta有

33、一次次最近的全全備份，有有全備份以以來的所有有archhivellog，oonlinne reedo llog下面面開始bllockrreocvver，其其實命令很很簡單RMAN bloockreecoveer daata bblockk 18;Startting blocckreccoverr at 16-MMAR-009alllocatted cchannnel: ORA_DISKK_1chhanneel ORRA_DIISK_11: siid=166 devvtypee=DISSKchannnel OORA_DDISK_1: rrestooringg bloock(ss)chaannell ORAA_DISSK_1: speecifyying blocck(s) to resttore fromm bacckup setrrestooringg bloo