Oracle數(shù)據(jù)空間的使用、監(jiān)控和維護(hù)
Oracle提供了不少方法用于數(shù)據(jù)空間的使用、監(jiān)控和維護(hù)，同時也在各版本中陸續(xù)對這方面的功能進(jìn)行了增強，目的在于簡化這方面工作的復(fù)雜度，提高應(yīng)用的運行效率。
一、相關(guān)概念
數(shù)據(jù)庫的空間在邏輯上分為多個表空間，每個表空間則由系統(tǒng)中的一個或多個物理數(shù)據(jù)文件構(gòu)成；Oracle存儲數(shù)據(jù)的基本單位是塊，其大小在建庫時由DB_BLOCK_SIZE參數(shù)確定，一個或多個連續(xù)的塊構(gòu)成一個區(qū)片(EXTENT)，它作為數(shù)據(jù)對象存儲的基本單位來使用。在Oracle中，每個基本數(shù)據(jù)對象使用的空間稱為段(Segment)，段存放在唯一的表空間上，每個段實際上是一系列區(qū)片(更為準(zhǔn)確地是數(shù)據(jù)塊)的集合。每個簡單數(shù)據(jù)對象對應(yīng)一個段；對于分區(qū)對象如分區(qū)表、索引，則每個(子)分區(qū)對應(yīng)一個段，由各個(子)分區(qū)共同構(gòu)成一個完整的數(shù)據(jù)對象。因此，可以把表空間看作桶，里面放著許多段；一個段只能放在一個桶中，而不能跨越多個桶。
二、表空間的使用
表空間碎片的產(chǎn)生
由于同一個表空間中存放有多個數(shù)據(jù)段，各個數(shù)據(jù)段可以有不同的區(qū)片尺寸，不同段的區(qū)片可以交叉存放；當(dāng)這些段中的區(qū)片經(jīng)過分配(如創(chuàng)建表)、釋放(如刪除表)后，就可能使表空間中原本連續(xù)的空閑數(shù)據(jù)塊變成不連續(xù)，而區(qū)片必須由連續(xù)的數(shù)據(jù)塊構(gòu)成，這時，當(dāng)某一段需要分配新的區(qū)片時，就有可能出現(xiàn)雖然表空間空閑數(shù)據(jù)塊的總和大于所需區(qū)片的大小，但卻無法找到一串連續(xù)的塊來供此區(qū)片分配使用。這種情況就稱為表空間的ExtentFragmentation。我們經(jīng)常會遇到這種情況，明明從DBA_FREE_SPACE中計算表空間還有幾百MB，但其中的某一個表卻無法再擴展幾個MB的空間。
消除表空間碎片
Oracle在段的區(qū)片分配上為用戶提供了很大的靈活性，然而如果未能正確使用創(chuàng)建表空間和數(shù)據(jù)對象的各個可選擇參數(shù)，則在最后將不可避免的要面對區(qū)片碎片的問題。Oracle的BhaskarHimatsingka和JuanLoaiza,為此提出了SAFE(SimpleAlgorithmforFragmentationElimination.)配制規(guī)則，通過遵循這套規(guī)則，區(qū)片級碎片可以完全的避免。而實際上，Oracle8i引入的新特性：LocalManagedTablespace就是SAFE規(guī)則在OracleServer的內(nèi)置實現(xiàn)。SAFE原則概括起來包括：
1.對每個表空間上的段使用相同的區(qū)片尺寸；段參數(shù)INITIAL=NEXT，PCTINCREASE=0；可以通過使用CreateTablespace的‘MINIMUMEXTENT’子句來確保分配的區(qū)片是此參數(shù)的倍數(shù)；
2.僅在表空間級指定INITIAL、NEXT參數(shù)，在創(chuàng)建數(shù)據(jù)段時不要指定這些參數(shù)；
3.區(qū)片的大小根據(jù)段大小來確定，原則是均衡順序掃描的效率和空間的利用率，同時確保段的區(qū)片數(shù)目控制在1024之下；根據(jù)此原則，在進(jìn)行相應(yīng)測試之后，確定區(qū)片選取規(guī)則；
有此數(shù)據(jù)庫中可以只使用三種區(qū)片大小的表空間；在對象創(chuàng)建之前需對其大小進(jìn)行評估，并放到相應(yīng)的表空間中；
4.Oracle815引入了本地管理表空間，它在管理和性能上都優(yōu)于傳統(tǒng)的字典管理表空間，它已融合了規(guī)則1、2、3；要使用此特性，在CREATETABLESPACE語句中指定EXTENTMANAGEMENTLOCAL子句；
5.段的區(qū)片數(shù)目上限應(yīng)在4096之下，DML操作在此區(qū)片數(shù)目范圍內(nèi)不會有明顯的性能差異；但某些DDL操作的速度則與區(qū)片的數(shù)目關(guān)系較大；因此合理的區(qū)片數(shù)目應(yīng)保持在1024之下；對于持續(xù)不斷擴展的段，應(yīng)監(jiān)控區(qū)片數(shù)目，在必要時移至其它表空間；
6.對于特別大的數(shù)據(jù)段應(yīng)控制在4G-128G(Oracle7為5G-160G)之間，它們應(yīng)存放到單獨的表空間上，同時對于這些特大段應(yīng)考慮使用分區(qū)拉提高性能；
7.用戶的臨時表空間應(yīng)使用TEMPORARY類型；
8.當(dāng)系統(tǒng)的事務(wù)規(guī)模比較均衡時可以對回滾段使用OPTIMAL參數(shù)，否則應(yīng)避免制定OPTIMAL參數(shù)，而定期監(jiān)控回滾段的大小，并在必要時重建；
9.臨時段和回滾段絕對不要將用戶數(shù)據(jù)存放到SYSTEM表空間，它是專為永遠(yuǎn)不會Drop和Truncate的系統(tǒng)數(shù)據(jù)對象而設(shè)計的；
10.創(chuàng)建表空間時指定數(shù)據(jù)文件的大小應(yīng)=區(qū)片整數(shù)倍+1數(shù)據(jù)塊，對于LocalManagedTablespace則為區(qū)片整數(shù)倍+64K；
11.當(dāng)表空間使用統(tǒng)一的區(qū)片大小時，不要對其進(jìn)行空間整理，重整的結(jié)果不僅耗費精力而且可能會使性能變差；對于未使用統(tǒng)一的區(qū)片尺寸的表空間應(yīng)通過Export/Import重整；
12.8i提供了AlterTable…Move[Tablespace…]命令可用于快速重整表，AlterIndex…Rebuild…[Tablespace…]命令可用于快速重建索引。
有關(guān)使用單個區(qū)片的誤導(dǎo)
在許多關(guān)于碎片整理的文檔中建議在Export時使用Compress=Y選項，將表中的所有數(shù)據(jù)調(diào)整到一個區(qū)片中，期望在Import后獲得良好性能。由此讓許多人產(chǎn)生一個觀點，認(rèn)為當(dāng)表中數(shù)據(jù)全部存放到一個區(qū)片中時，可以獲得良好性能。實際上單區(qū)片段只在以下條件成立時，才具有優(yōu)越性。
數(shù)據(jù)主要以(全段)掃描方式訪問；
段所對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊在物理磁盤上連續(xù)存放，Oracle可以發(fā)布較大的順序磁盤讀操作；
通過對這兩條進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，一方面數(shù)據(jù)庫中大部分表是通過索引來訪問，另一方面現(xiàn)在的數(shù)據(jù)庫文件一般在物理上使用了RAID5或RAID0+1技術(shù)，數(shù)據(jù)以條帶化方式分布到多個物理磁盤上，邏輯上的單個區(qū)片和多區(qū)片在物理上并無本質(zhì)上的區(qū)別；另外，從Oracle的角度來看，管理幾百個區(qū)片的段是非常輕松的并不會有性能的下降。由此可見將整個段放到一個區(qū)片中并無明顯好處，而這種做法卻會導(dǎo)致表空間碎片的產(chǎn)生。
三、表數(shù)據(jù)段的使用
表空間的組織
Heap表的空間由一系列區(qū)片鏈接而成，每個數(shù)據(jù)塊除塊頭外其余部分可用于存放數(shù)據(jù)，在創(chuàng)建表時可以指定以下參數(shù)：
PCTFREE：塊中保留用于UPDATE操作的空間百分比，當(dāng)數(shù)據(jù)占用的空間達(dá)到此上限時，新的數(shù)據(jù)將不能再插入到此塊中；
PCTUSED：指定塊中數(shù)據(jù)使用空間的最低百分比；當(dāng)一個塊在達(dá)到PCTFREE，之后經(jīng)歷了一些DELETE操作，在其空間使用下降到PCTUSED后便可以重新被用于INSERT數(shù)據(jù)；這就是PCTFREE/PCTUSED參數(shù)的含義；
調(diào)整PCTFREE、PCTUSED參數(shù)的目標(biāo)一方面是提高性能，另一方面則主要是提高空間使用效率，避免出現(xiàn)塊中存在有許多未用的空間，但卻無法找到一個塊可以被用于插入新數(shù)據(jù)行的情況發(fā)生。
PCTFREE的使用
在Oracle中表的每一行數(shù)據(jù)由唯一的ROWID標(biāo)記；而Oracle支持的數(shù)據(jù)類型中有一些長度是可變的，如VARCHAR，當(dāng)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行UPDATE時，如果塊中的可用空間不能容納UPDATE后的數(shù)據(jù)行時，Oracle將會把此行移到其它數(shù)據(jù)塊，同時保留此數(shù)據(jù)行的ROWID不變，并在原有塊中建一指針指向行遷移后的位置。在這種情況下讀取一行數(shù)據(jù)將需要訪問2個數(shù)據(jù)塊，從而導(dǎo)致性能下降。PCTFREE保留的空間就是為確保更改后的數(shù)據(jù)行可以仍存放于原有數(shù)據(jù)塊中,避免行遷移的情況發(fā)生。
由此，如果PCTFREE設(shè)置不足時可能產(chǎn)生行遷移；而另一方面如果PCTFREE設(shè)置過高，將會造成空間浪費。因此正確設(shè)置PCTFREE需要對表中數(shù)據(jù)的使用進(jìn)行分析。對于數(shù)據(jù)長度不會變化或極少更新的情況，可以采用較小的PCTFREE；對于其它大多數(shù)情況應(yīng)采用稍大的PCTFREE(PCTFREE的缺省值是10，如果不好估計需預(yù)留的空間，可以使用15-25的范圍)，不要為節(jié)約塊中的空間而使用較小的PCTFREE值。
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