Oracle數(shù)據(jù)塊原理的深入剖析

1、Oracle數(shù)據(jù)塊原理深入剖析-入門基礎(chǔ)時間:2009-033-10 000:00來來源:IT1168 biitsCN編編輯字體:大 中 小小數(shù)據(jù)塊(Oraclle Datta Bloocks)，本本文簡稱為“塊”，是Oraacle最小小的存儲單位位，Oraccle數(shù)據(jù)存存放在“塊”中。一個塊塊占用一定的的磁盤空間。特別注意的的是，這里的的“塊”是Oraccle的“數(shù)據(jù)塊”，不是操作作系統(tǒng)的“塊”。 Oraclle每次請求求數(shù)據(jù)的時候候，都是以塊塊為單位。也也就是說，OOraclee每次請求的的數(shù)據(jù)是塊的的整數(shù)倍。如如果Oraccle請求的的數(shù)據(jù)量不到到一塊，Orracle也也會讀取整個個塊。

2、所以說說，“塊”是Oraccle讀寫數(shù)數(shù)據(jù)的最小單單位或者最基基本的單位。塊的標準大大小由初始化化參數(shù)DB_BLOCKK_SIZEE指定。具有有標準大小的的塊稱為標準準塊(Staandardd Blocck)。塊的的大小和標準準塊的大小不不同的塊叫非非標準塊(NNonstaandardd Blocck)。同一一數(shù)據(jù)庫中，OOraclee9i及以上上版本支持同同一數(shù)據(jù)庫中中同時使用標標準塊和非標標準塊。Orracle允允許指定5種種非標準塊(Nonsttandarrd Bloock)。操作系統(tǒng)每每次執(zhí)行I/O的時候，是是以操作系統(tǒng)統(tǒng)的塊為單位位;Oraccle每次執(zhí)執(zhí)行I/O的的時候，都是是以O(shè)

3、raccle的塊為為單位。Oraclle數(shù)據(jù)塊大大小一般是操操作系統(tǒng)塊的的整數(shù)倍。數(shù)據(jù)塊的格格式(Datta Bloock Foormat)塊中存放表表的數(shù)據(jù)和索索引的數(shù)據(jù)，無無論存放哪種種類型的數(shù)據(jù)據(jù)，塊的格式式都是相同的的，塊由塊頭頭(headder/Coommon and VVariabble),表表目錄(Taable DDirecttory),行目錄(RRow Diirectoory),空空余空間(FFree SSpace)和行數(shù)據(jù)(Row DData)五五部分組成，如下圖所示示。塊頭(heeader/Commoon andd Variiable)：存放塊的的基本信息，如如：塊的物理理

4、地址，塊所所屬的段的類類型(是數(shù)據(jù)據(jù)段還是索引引段)。 表表目錄(Taable DDirecttory)：存放表的信信息，即：如如果一些表的的數(shù)據(jù)被存放放在這個塊中中，那么，這這些表的相關(guān)關(guān)信息將被存存放在“表目錄”中。行目錄(RRow Diirectoory)：如如果塊中有行行數(shù)據(jù)存在，則則，這些行的的信息將被記記錄在行目錄錄中。這些信信息包括行的的地址等。行數(shù)據(jù)(RRow Daata)：是是真正存放表表數(shù)據(jù)和索引引數(shù)據(jù)的地方方。這部分空空間是已被數(shù)數(shù)據(jù)行占用的的空間。空余空間(Free Spacee)：空余空空間是一個塊塊中未使用的的區(qū)域，這片片區(qū)域用于新新行的插入和和已經(jīng)存在的的行的更新

5、。頭部信息區(qū)區(qū)(Overrhead)：我們把塊塊頭(heaader/CCommonn and Variaable),表目錄(TTable Direcctory),行目錄(Row DDirecttory)這這三部分合稱稱為頭部信息息區(qū)(Oveerheadd)。頭部信信息區(qū)不存放放數(shù)據(jù)，它存存放的整個塊塊的信息。頭頭部信息區(qū)的的大小是可變變的。一般來來說，頭部信信息區(qū)的大小小介于84字字節(jié)(byttes)到1107字節(jié)(bytess)之間。數(shù)據(jù)塊中自自由空間的使使用當往數(shù)據(jù)庫庫中插入(IINSERTT)數(shù)據(jù)的時時候，塊中的的自由空間會會減少;當對對塊中已經(jīng)存存在的行進行行修改(UPPDATE)的時

6、候(使使記錄長度增增加)，塊中中的自由空間間也會減少。DELETTE語句和UUPDATEE語句會使塊塊中的自由空空間增加。當當使用DELLETE語句句刪除塊中的的記錄或者使使用UPDAATE語句把把列的值更改改成一個更小小值的時候，OOraclee會釋放出一一部分自由空空間。釋放出出的自由空間間并不一定是是連續(xù)的。通通常情況下，OOraclee不會對塊中中不連續(xù)的自自由空間進行行合并。因為為合并數(shù)據(jù)塊塊中不連續(xù)的的自由空間會會影響數(shù)據(jù)庫庫的性能。只只有當用戶進進行數(shù)據(jù)插入入(INSEERT)或者者更新(UPPDATE)操作，卻找找不到連續(xù)的的自由空間的的時候，Orracle才才會合并數(shù)據(jù)據(jù)塊中

7、不連續(xù)續(xù)的自由空間間。對于塊中的的自由空間，OOraclee提供兩種管管理方式：自自動管理，手手動管理行鏈接和行行遷移(Roow Chaainingg and Migraating)行鏈接(RRow Chhaininng)：如果果我們往數(shù)據(jù)據(jù)庫中插入(INSERRT)一行數(shù)數(shù)據(jù)，這行數(shù)數(shù)據(jù)很大，以以至于一個數(shù)數(shù)據(jù)塊存不下下一整行，OOraclee就會把一行行數(shù)據(jù)分作幾幾段存在幾個個數(shù)據(jù)塊中，這這個過程叫行行鏈接(Roow Chaainingg)。如下圖圖所示：如果一行數(shù)數(shù)據(jù)是普通行行，這行數(shù)據(jù)據(jù)能夠存放在在一個數(shù)據(jù)塊塊中;如果一一行數(shù)據(jù)是鏈鏈接行，這行行數(shù)據(jù)存放在在多個數(shù)據(jù)塊塊中。行遷移(RR

8、ow Miigratiing)：數(shù)數(shù)據(jù)塊中存在在一條記錄，用用戶執(zhí)行UPPDATE更更新這條記錄錄，這個UPPDATE操操作使這條記記錄變長，這這時候，Orracle在在這個數(shù)據(jù)塊塊中進行查找找，但是找不不到能夠容納納下這條記錄錄的空間，無無奈之下，OOraclee只能把整行行數(shù)據(jù)移到一一個新的數(shù)據(jù)據(jù)塊。原來的的數(shù)據(jù)塊中保保留一個“指針”，這個“指針”指向新的數(shù)數(shù)據(jù)塊。被移移動的這條記記錄的ROWWID保持不不變。行遷移移的原理如下下圖所示：無論是行鏈鏈接還是行遷遷移，都會影影響數(shù)據(jù)庫的的性能。Orracle在在讀取這樣的的記錄的時候候，Oraccle會掃描描多個數(shù)據(jù)塊塊，執(zhí)行更多多的I/O。

9、塊中自由空空間的自動管管理Oraclle使用位圖圖(bitmmap)來管管理和跟蹤數(shù)數(shù)據(jù)塊，這種種塊的空間管管理方式叫“自動管理”。自動管理理有下面的好好處：易于使用更好地利用空空間可以對空間進進行實時調(diào)整整塊中自由空空間的手動管管理用戶可以通通過PCTFFREE, PCTUSSED來調(diào)整整塊中空間的的使用，這種種管理方式叫叫手動管理。相對于自動動管理，手動動管理方式比比較麻煩，不不容易掌握，容容易造成塊中中空間的浪費費。PCTFRREE參數(shù)用用于指定塊中中必須保留的的最小空閑空空間百分例。之所以要預(yù)預(yù)留這樣的空空間，是因為為UPDATTE時，需要要這些空間。如果UPDDATE時，沒沒有空余空

10、間間，Oraccle就會分分配一個新的的塊，這會產(chǎn)產(chǎn)生行遷移(Row MMigratting)。PCTUSSED也是用用于設(shè)置一個個百分比，當當塊中已使用用的空間的比比例小于這個個百分比的時時候，這個塊塊才被標識為為有效狀態(tài)。只有有效的的塊才被允許許插入數(shù)據(jù)。文章轉(zhuǎn)載自網(wǎng)管管網(wǎng)： HYPERLINK ORACLE塊塊的分析（一一）一直以來來對“塊”的概念總是是含混不清，從從字面意義理理解，只知道道這是ORAACLE存放放數(shù)據(jù)的最小小單位，然而而它的內(nèi)部世世界如何呢，本本人打算從今今天開始連載載幾篇文檔，對對它進行深度度分析。通過過很多文檔、資料，了解解到了數(shù)據(jù)庫庫基本結(jié)構(gòu)魚魚刺圖：基本本上每個

11、對象象對應(yīng)一個段段（Segmment），只只有分區(qū)對應(yīng)應(yīng)多個段，這這里的對象包包括tablle，inddex，paartitiion等等，段段可以跨越多多個數(shù)據(jù)文件件。每個段又又有多個區(qū)（eextentt）來組成，這這些區(qū)不能跨跨越多個數(shù)據(jù)據(jù)文件，同時時在系統(tǒng)使用用過程中自動動擴展。最后后是塊（bllock），所所有的數(shù)據(jù)都都是存放在塊塊中。為了適適應(yīng)操作系統(tǒng)統(tǒng)，每個塊在在創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫庫的時候默認認了一個大小小，這個大小小一般是8KK，同時在99I及其以后后的版本中增增加了不同大大小的塊參數(shù)數(shù)，這將在以以后的實驗中中體現(xiàn)。先說說說這個8KK大小的塊，一一般來說，為為了使得orracle運運行讀寫

12、數(shù)據(jù)據(jù)文件的時候候有一個合理理的吞吐量，這這里的塊大小小，都跟操作作系統(tǒng)塊大小小設(shè)為整數(shù)倍倍，例如nttfs格式化化的磁盤文件件，每個物理理塊大小為44，這里orracle的的塊大小為88，即是代表表每讀取一個個oraclle塊，其實實物理上也就就是讀取了兩兩個操作系統(tǒng)統(tǒng)塊。這里主主要指的是數(shù)數(shù)據(jù)文件存放放在塊設(shè)備上上，在實際的的生產(chǎn)環(huán)境中中，大部分情情況都是將數(shù)數(shù)據(jù)庫安裝在在裸設(shè)備（RRAW）也叫叫做原始分區(qū)區(qū)之上。關(guān)于于RAW將在在以后進行 講解。 通過上面面這段文字，我我們可以了解解到ORACCLE基本的的存儲結(jié)構(gòu)，下下一篇將針對對塊的大小與與存放數(shù)據(jù)大大小來做實驗驗。（二）上一節(jié)節(jié)了解

13、到了OORACLEE的存儲結(jié)構(gòu)構(gòu)，這節(jié)講一一講塊的大小小與數(shù)據(jù)存放放之間的關(guān)系系。大家都知知道了在ORRACLE環(huán)環(huán)境中，所有有的對象都是是存放在塊中中，這個塊大大小與存放的的記錄之間到到底存在怎樣樣的關(guān)系呢？做一個實驗驗看看：創(chuàng)建建一個表空間間test creatte tabblespaace teest daatafille /ooraclee/oraddata/ttest.ddbf ssize 1100m; 創(chuàng)建一個用用戶 creatte useer tesst ideentifiied byy testt defaault ttablesspace test; 創(chuàng)建一個個表 creat

14、te tabble teest.t11 (a1 numbeer,a2 varchhar2(1100); 檢查段，可可以發(fā)現(xiàn)在這這個視圖中出出現(xiàn)了名稱為為T的段，段段類型為TAABLE，這這個段里面分分配了1個區(qū)區(qū)，其中包含含8個塊，大大小為64KK字節(jié)。 selecct seggment_name,blockks,exttents,bytess,segmment_ttype,ttablesspace_name from dba_ssegmennts whhere oowner=TESTT; SEEGMENTT_NAMEE BLOCKKS EXTENNTS BYYTES SSEGMENNT_TY

15、PPE TAABLESPPACE_NNAME - - - - - -T 8 1 655366 TABLLE TEST 檢查區(qū)，可可以發(fā)現(xiàn)在這這個視圖中出出現(xiàn)了一個區(qū)區(qū)，區(qū)號為00，包含8個個塊，大小為為64K字節(jié)節(jié)。 selecct seggment_name,segmeent_tyype,exxtent_id,bllocks,bytess fromm dba_extennts whhere oowner=TESTT; SEEGMENTT_NAMEE SEGMMENT_TTYPE EXTEENT_IDD BLOCKKS BYTTES- - - - -TT TABLEE 0 88 655336

16、檢檢查塊，可以以發(fā)現(xiàn)這里沒沒有載入到內(nèi)內(nèi)存的塊，由由此斷定，在在數(shù)據(jù)未寫入入的時候，內(nèi)內(nèi)存中并沒有有存放數(shù)據(jù)的的塊。 selecct frrom v$bh whhere tts#=122; 未選定定行插入100行數(shù)據(jù)，進進行測試。 SQL declaare22i nnumberr3;4begiin5for i in 1.100 loopp6execuute immmediaate iinsertt intoo testt.t vaalues (:x,:y) uusing i,i;7eend looop;8ennd;99/ PPL/SQLL 過程已成成功完成。再再次查看v$bh視圖，檢檢查內(nèi)存中

17、是是否使用到了了塊。 selecct frrom v$bh whhere tts#=122; FILLE# BLOOCK# CLLASS# STATUU XNNC OBBJD- - - - - - 1 288089 4 xcur 0 110038 1 288090 1 xcur 0 110038 哈哈哈，果然出現(xiàn)現(xiàn)了數(shù)據(jù)，說說明在數(shù)據(jù)插插入的表的時時候在內(nèi)存中中已經(jīng)載入了了分配的塊，同同時在這些塊塊中寫入了數(shù)數(shù)據(jù)，這里占占用了兩個塊塊，塊號分別別為280889，280090，其中中我們可以根根據(jù)CLASSS#來判斷斷出他們屬于于不同類型。（三）這一節(jié)節(jié)緊接著上一一節(jié)來說。上上一節(jié)通過實實驗，我

18、們了了解到，塊的的創(chuàng)建和讀取取流程，不過過只是針對一一個會話的，現(xiàn)現(xiàn)在我們來看看看在一個會會話中插入數(shù)數(shù)據(jù)之后，同同時在另外一一個會話查詢詢數(shù)據(jù)，這樣樣的情況會對對塊有什么影影響。打開一一個新的會話話，然后執(zhí)行行如下命令：查詢表，由由于插入數(shù)據(jù)據(jù)的事務(wù)沒有有提交，這里里在另外的會會話中就看不不到任何數(shù)據(jù)據(jù)，深深體現(xiàn)現(xiàn)了ORACCLE的多版版本一致性sselectt * frrom teest_gaao.t; 未選定行查詢詢視圖v$bbh，看是否否有了變化sselectt froom v$bbh wheere tss#=12; FILEE# BLOCCK# CLAASS# SSTATU XNCC

19、 OBJJD- - - - - - 1 280089 4 xxcur 00 110338 1 280090 1 ccr 00 110338 1 280090 1 ccr 00 110338 1 280090 1 xxcur 00 110338 果然和和上一節(jié)查詢詢出來的結(jié)果果不同，多了了紅色字體標標識出來的兩兩行，大家可可以看到這兩兩行的STAATUS字段段值為cr，什什么是cr呢呢？它是CoonsisttencyRRead（一一致性讀?。┑牡目s寫。從這這里可以看出出280900這個塊被兩兩個會話進行行了操作。在在第一個會話話中回滾事務(wù)務(wù)會發(fā)生什么么呢？看下面面的操作：會會話1：執(zhí)行行roll

20、bback SQL rollbback;回回退已完成。再次查詢vv$bh視圖圖，看看什么么情況sselectt froom v$bbh wheere obbjd=111038; FFILE# BBLOCK# CLASSS# STAATU XNC OBJD- - - - - - 1 280899 4 xcuur 0 111038 1 280900 1 cr 0 111038 1 280900 1 cr 0 111038 1 280900 1 xcuur 0 111038 結(jié)果還是一一樣，說明在在事務(wù)回滾之之后，塊還是是處于一致讀讀取的狀態(tài)。（四）我們繼繼續(xù)上一節(jié)的的話題。關(guān)閉閉數(shù)據(jù)庫實例例 SQ

21、L shutddown iimmediiate 數(shù)數(shù)據(jù)庫已經(jīng)關(guān)關(guān)閉。已經(jīng)卸卸載數(shù)據(jù)庫。重新打開數(shù)數(shù)據(jù)庫 SQLsstartuup ORAACLE 例例程已經(jīng)啟動動。Totaal Sysstem GGloball Areaa byytesFiixed SSize byytesVaariablle Sizze bytessDatabbase BBufferrs byttesReddo Bufffers bytees數(shù)據(jù)庫裝裝載完畢。數(shù)數(shù)據(jù)庫已經(jīng)打打開。檢查vv$bh視圖圖 selecct frrom v$bh whhere oobjd=111038; 未選定行行說明在沒有有進行塊中數(shù)數(shù)據(jù)的相關(guān)操操

22、作的時候，并并沒有從物理理文件中提取取塊到內(nèi)存。執(zhí)行查詢或或者插入、更更新的SQLL語句 SQL inserrt intto tesst.t vvaluess (2000,200); 已創(chuàng)建建 1 行。再次檢查vv$bh視圖圖 SQL selecct frrom v$bh whhere oobjd=111038; FILEE# BLOCCK# CLAASS# SSTATU XNCC OBJJD- - - - - - 1 280089 4 xxcur 00 110338 1 280090 1 xxcur 00 110338 總結(jié)：在沒有進行行物理I/OO的時候,vv$bh視圖圖中不會出現(xiàn)現(xiàn)相關(guān)的

23、塊信信息，同時證證明此視圖中中存放的乃是是數(shù)據(jù)文件塊塊放到內(nèi)存中中的“塊”信息。 HYPERLINK t _blank seg.JPGG (22.43 KBB)2008-6-17 188:46實例講解Oraacle 99i數(shù)據(jù)壞塊塊的處理2009-3-17 作者： 編輯：齊齊瑞瑞 HYPERLINK t _blank 點擊進入入論壇關(guān)鍵詞： HYPERLINK t _blank Oraacle HYPERLINK t _blank 數(shù)據(jù) HYPERLINK t _blank 處理筆者在一臺生產(chǎn)產(chǎn)用測試庫上上SELECCT一個表時時出現(xiàn)ORAA-015778，一個塊塊損壞，以前前學習過塊損損壞怎

24、么處理理，到還真沒沒遇到過，今今天總算讓我我遇到了，還還是一臺生產(chǎn)產(chǎn)用測試庫，就就不用很緊張張了。數(shù)據(jù)庫版本是99.2.0.4，Oraacle9ii的RMANN有一個bllockreecoverr命令，可以以在線修復(fù)壞壞塊，以下就就是使用RMMAN修復(fù)壞壞塊的過程。SQL coonn owwi/owiiConneected.SQL selecct * ffrom ddpa_hiistoryy;seleect * from dpa_hhistorry*ERRORR at lline 11:ORA-015788: ORAACLE ddata bblock corruupted (filee # 1

25、55, bloock # 18)ORRA-011110: ddata : /d001/appp/oraccle/orradataa/dpa/dpa011.dbf報ORA-011578數(shù)據(jù)據(jù)塊損壞，以以下使用RMMAN命令查查詢是否可以以使用bloockreccover命命令恢復(fù)以及及怎樣恢復(fù)使用rman登登錄cataalog數(shù)據(jù)據(jù)庫ora9rrmanseerver $ rrman ttargett sys/oraclledpaa cataalog rrman/rrmanRecoverry Mannager: Releease 99.2.0.8.0 - ProdductioonCopyriggh

26、t (cc) 19995, 20002, OOraclee Corpporatiion. All rrightss reseerved.connectted too targget daatabasse: DPPA (DBBID=)cconneccted tto reccoveryy cataalog ddatabaase查找最近datta的全備份份，今天下午午剛做了一次次RMAN的的全備份RMAN llist bbackupp of ddata;List off Backkup Seets=BS Key Typee LV SSize Devicce Typpe Elaapsed Time C

27、omplletionn Timee- - - - - - -6433 Full 644K DDISK 00:000:27 116-MARR-09 BBP Keyy: 6500 Sttatus: AVAIILABLEE Taag: TAAGTPieece Naame: /d02/ffullbaackup/_dataa_24_11List of Daatafilles inn backkup seet 6433 Typee Ckp SCN Ckpp Timee Namme- - - - - -115 Fulll 166-MAR-09 /dd01/appp/oraacle/ooradatta/dpa

28、a/dpa001.dbff查找SCN 以后的arrchiveelog是否否有備份RMAN llist bbackupp of aarchivvelog scn ffrom LList oof Bacckup SSets=BS Key Size Deviice Tyype Ellapsedd Timee Comppletioon Timme- - - - -680 2665K DDISK 00:000:00 116-MARR-09 BBP Keyy: 6811 Sttatus: AVAIILABLEE Taag: TAAGTPieece Naame: /d02/ffullbaackup/_arc

29、hh_28Liist off Archhived Logs in baackup set 6680Thrrd Seqq Low SSCN Low Time Nextt SCN Nexxt Timme- - - - - -1 109 116-MARR-09 16-MAAR-0911 1110 166-MAR-09 116-MARR-09查找sequeence 1110 以后后的archhiveloog是否有備備份RMAN llist ccopy oof arcchivellog frrom seequencce 1100;List off Archhived Log CCopiessKey Th

30、hrd Seeq S Loow Timme Naame- - - - - -6694 1 1111 A 16-MAR-009 /d002/arcch/1_1111.dbbf695 11 1112 A 116-MARR-09 /d02/aarch/11_112.dbf查詢onlinne arcchive logSQL seelect sequeence#,membeers,arrchiveed,staatus ffrom vv$log;SEQUENCCE# MEMBBERS AARC STTATUS- - - -113 11 NO CURREENT1111 1 YESS INACCTIVE111

31、2 1 YYES INNACTIVVE從以上查詢中可可以看出daata有一次次最近的全備備份，有全備備份以來的所所有archhiveloog，onlline rredo llog下面開開始blocckreoccver，其其實命令很簡簡單RMAN bblockrrecoveer datta bloock 188;Startinng bloockreccover at 166-MAR-09alllocateed chaannel: ORA_DISK_1channnel OORA_DIISK_1: sid=16 deevtypee=DISKKchannell ORA_DISK_1: reestoriing bllock(ss)channnel OORA_DIISK_1: speccifyinng blo