第五章-表空间和数据文件

表空间和数据文件

5.1表空间的创建

n         创建表空间

SQL> create tablespace eygle

Datafile ‘/data2/ora10g/oradata/eygle/eygle01.dbf’

Size 100M autoextend on next 10m maxsize 2048

Extent management local uniform size 128k

Segment space management auto

/

创建之后的表空间属性可以通过dba_tablespaces视图来查询得到。

n         为应用创建用户

创建用户，此时可以同时为用户指定缺省的永久表空间和临时表空间：

SQL> create user eygle  identified by eyglee

Default tablespace eygle

Temporary tablespace temp;

创建用户的相关信息可以通过dba_users视图查询得到。

n         进行相应的权限的授予

SQL> grant connect,resource to eygle;

SQL> revoke unlimited tablespace from eygle;

SQL> alter user eygle quota unlimited on eygle;

5.2表空间管理技术

Oracle主要的空间管理方式有两种，一种时8i以前的字典管理表空间（DMT）一种就是8i以后的本地管理表空间（LMT）技术。由于区间（Extent）是oracle创建对象时最新分配单元，所以表空间的管理实际上就是针对区间的管理

5.2.1字典管理表空间

5.2.2本地管理表空间

本地化管理的表空间的主要创建语法如下：

CREATE TABLESPACE tablespace_name

DATAFILE ‘datafile_path_name’

[EXTENT MANAGEMENT { LOCAL

{AUTOALLOCATE | UNIFORM [SIZE_INTETER [K|M]]}]

其中关键字EXTENT MANAGEMENT  LOCAL 指定这是一个本地化管理的表空间。

需要注意的是，在创建本地管理表空间时，还可以选择更具体的空间分配方式：是选择自动分配（AUTOALLOCATE）还是同一尺寸（UNIFORM）。若为自动分配，则表明让oracle来决定区块的使用方法，缺省地oracle会安装递增算法来分配空间;如果选择同一尺寸，则还可以详细指定每个区间的大小。

如果不指定uniform size 的大小，oracle默认为每个区分配1MB;

这里介绍一个重要视图DAB_EXTENTS:

这个视图记录了对象分配的区间，通过查询这个视图可以看到哪些对象分配了多少空间，以及区间具体位于的文件等信息。

 

5.3段空间管理技术

在oracle数据库内部，对象空间是以段segment的形式存在和管理的，通过不同的段类型oracle将段区分开来，在oracle 9i中，主要的段类型有：

SQL> select distinct(segment_type) from dba_segments;

当一个段被创建时，区间extent就被分配，随着后续的不断使用，一个段的空间可以以区为单位不断扩展。

Oracle的段空间管理方式有两种，一种时手工段空间管理（MSSM），由于这种方式使用自由列表来管理段空间，所以也被称为自由列表管理方式FLM，另一种是9i带来的全新的自动段空间管理ASSM。

5.3.1手工段空间管理

这个段空间管理在9i之前是通过手工段空间管理技术实现的，这种技术的具体实现方式是通过在段头分配自由列表来管理block的使用，简单一点，可以把自由列表想象成一个数据表，oracle依赖一系列的算法通过向自由列表中加入或移出block来实现段空间管理。

5.3.2自动段空间管理

在9i中，oracle引入了自动端空间管理ASSM技术，在ASSM中，原有的freelist被位图取代，通过位图能够迅速有效地管理存储扩展和剩余区块，由此能够改善段存储管理的本质。

有了ASSM之后，oracle宣称显著提高了DML并非操作的性能，因为位图数组的不同部分可以被同时使用，这样就消除了寻找剩余空间的串行化。根据oracle的测试结果，使用位图数组会显著地消除所有段头的竞争，还能获得超快的并发插入性能。

删除前面创建的测试表空间：

SQL>drop tablespace eygle including contents and datafiles;

重建创建一个ASSM管理的表空间：

SQL> CREATE TABLESPACE eygle

DATAFILE ‘/opt/oracle/oradata/eygle/eygle01.dbf’ SIZE 10M

EXTENT MANAGEMENT LOCAL UNIFORM SIZE 128K

SEGMENT SPACE MANAGEMENT AUTO

/

5.4ORACLE的存储结构

5.4.1表空间信息记录DBA_TABLESPACES

DBA_TABLESPACES视图记录了数据库的表空间信息，表空间时数据库的一个逻辑概念，一个表空间可以由多个物理的数据文件组成。这个视图记录了表空间的数据块的大小，segment，Extent管理方式等重要信息。

5.4.2数据文件信息记录（DBA_DATA_FILES）

我们说DBA_TABLESPACES记录的时表空间的逻辑信息，而DBA_DATA_FILES视图则记录的时物理数据文件的信息，这些信息包括文件的名称，大小，所属表空间等信息。

5.4.3数据段信息（DBA_SEGMENTS）

段时oracle中数据对象的存在形式，可以通过DBA_SEGMENTS查询数据库中段的信息，这些信息包括对象名称，类型，所属表空间，空间使用等信息。

高水位标记HWM。简单的说，HWM就是指在一个segment中已使用和未使用过的block的分界线，HWM之上的空间在格式化之前不能被使用；

如果经过评估HWM的问题已经影响到性能很存储，那么可以采用很多种措施来解决HWM的问题

n         MOVE对象

通过move操作移动对象，可以降低HWM，但是move之后，索引需要重建，而且move的过程会影响在线应用，所以这种方法使用有限。

n         导出导入与truncate结合

如果删除的是表中的所有记录，那么使用truncate可以降低HWM。

n         RENAME+INSERT结合

n         在线重定义

n         Shrink

5.4.4区间信息（DBA_EXTENTS）

DBA_EXTENTS视图记录了segment中区的分配情况，可以通过查询这个视图获得数据库中每个区的分配情况：

作为DBA经常会面对的一个问题是，调整数据文件的大小，通常调整文件大小的命令如下：

Alter database datafile ‘’ resize [size];

5.4.5度量信息（DBA_THRESHOLDS）

在oracle 10g中如何设置自动空间告警，对于不同度量的阀值，可以通过DBA_THRESHOLDS视图来查看

5.4.6突出告警信息（DBA_OUTSTANDING_ALERTS）

Oracle 10g通过DBA_OUTSTANDING_ALERTS 视图记录了数据库活动警报信息，这些信息直到警告清除或复位才从这个视图消失。

5.4.7告警历史信息（DBA_ALERT_HISTORY）

历史告警信息记录在DBA_OUTSTANDING_ALERTS中，可以通过这个视图查询数据库中曾经发生的告警情况。

5.5使用DB CONTROL进行空间管理

5.6SYSTEM表空间

5.6.1SYSTEM表空间及root dba

在系统表空间文件头存在一个重要的数据结果root dba。它仅在SYSTEM表空间的文件头存在，用于定位数据库引导的bootstrap$信息。

5.6.2oracle中独一无二的cache对象

Cache对象的名称来自于文件号和数据块号。这个对象在oracle数据库中的含义非同一般，在数据库启动的bootstrap过程中，这个对象之前的所有对象都需要用来bootstrap：

5.6.3oracle数据库的引导

Oracle首先通过direct path read 方式从每个数据文件头读取了第一个block的信息，然后通过db file sequential read 的单块读方式分别读取了数据文件1的第417个block和第377个block。

417上存放的正是1.417号对象，通过1.417对象进而找到bootstrap$对象，也就是block377，找到了block377。Oracle进而读取其内容，在内存中创建了这个对象，再接下来，oracle通过递归查询，从bootstrap$中获取其他对象的创建语句进而创建这个对象。在读取了1.417号对象之前的所有对象后，oracle将可以正常打开数据库。

在oracle10g中，oracle将root dba 直接指向了bootstrap$对象，从而消除了oracle数据库中这个唯一的cache对象。

5.7SYSAUX表空间

SYSAUX表空间是在10g开始被引入，用来做SYSTEM表空间的辅助表空间。

5.7.1SYSAUX表空间及其组件

在V$SYSAUX_OCCUPANTS视图可以用来查看这些组件信息：

SYSAUX表空间作为SYSTEM的辅助表空间，具有如下限制：

n         不能删除

SQL> Drop tablespace SYSAUX including contents and datafile;

n         不能重命名

SQL> Alter tablespace SYSAUX rename to OPT_TBS;

n         不能置为read only

SQL> Alter tablespace SYSAUX read only

5.7.2SYSAUX空间组件的转移

如转换LOGMNER空间到USERS表空间

SQL> exec SYS.DBMS_LOGMNR_D.SET_TABLESPACE(‘USERS’)

5.7.3SYSAUX的作用和意义

5.8Bigfile 和 Smallfile 表空间技术

从10g开始，oracle 推出了大文件空间支持，相对地，也就有了小文件表空间。大文件表空间只能包含一个文件，但是文件最大可以达到4G个数据块大小。

5.9ROWID与RDBA的转换

对于大文件表空间其相对文件号，那么文件号和相对文件号有什么区别呢？

5.9.1Oracle的ROWID及数据库限制

众所周知，数据存放在数据文件中，因为其存储，数据的一系列属性就随之确定，这些属性包括记录存储所在的数据文件(file#)、所属的数据库对象（obj#）、所在的数据块号（block_no#）以及表中的行号等，将这些属性合并起来就构成了ORACLE的ROWID。

Orace的ROWID又可以分为两种：物理ROWID和逻辑ROWID。索引组织表使用逻辑ROWID，其他类型的表使用物理ROWID。

5.9.2bigfile表空间的ROWID

Oracle 8i以来的ROWID格式为：

000000.FF.BBBBBB.RRR

Oracle 10g引入了bigfile表空间，大文件表空间可以容纳更多的数据块，这是因为ROWID算法发生了改变，由于大文件表空间只能包含一个文件，所以ROWID不再需要rfile#，大文件表空间的ROWID格式限制为：

00000.LLLLLL.RRR

其中L代表新的BLOCK号，现在有32位用于代表block号，所以对大文件表空间，现在最大能够容纳4G个block。如果block_size为32k，大文件表空间最大容易可以达到4G*32KB=128TB.

5.9.3使用dbms_rowid包获得ROWID的详细信息

5.10使用OMF管理数据文件

OMF特性可以将DBA从直接的操作系统交互中脱离出来，以前当DBA从数据库中删除一个表空间后，数据文件可能仍然在操作系统上存在，这样DBA可以就需要去操作系统上删除文件来删除文件来释放空间，这个手工操作非常危险，于是在9i中有了OMF。

以下各类文件都可以使用OMF管理：

Permanent tablespaces , temporary tablespaces ,controlfile redo log file .archive log files ,flashback logs, block change tracking file ,RMAN backups.

使用OMF需要配置两个初始化参数：DB_CREATE_ONLINE_LOG_DEST_n和DB_CREATE_FILE_DEST

n         DB_CREATE_ONLINE_LOG_DEST_n

这个参数定义默认联机重做日志和控制文件的文件系统目录位置，该目录必须是已经存在的目录，并且oracle必须对该目录有读写权限。在创建OMF形式的联机重做日志和控制文件时，如果没有给出具体文件路径，oracle将在此目录位置创建联机重做日志和控制文件。对于多路复用的联机重做日志和控制文件，n可以是从1-5的值

n         DB_CREATE_FILE_DEST

这个参数定义默认的文件系统目录位置，该目录必须是已经存在的目录，并且oracle必须对该目录具有读写权限。当定义了这个参数之后，oracle会将数据文件创建在这个目录当中，如果未定义DB_CREATE_ONLINE_LOG_DEST_n参数，联机重做日志和控制文件也用它作为默认的文件系统目录。

这两个参数都是动态参数，可以通过ALTER SESSION或者ALTER SYSTEM命令动态修改。数据库可以同时使用oracle管理的文件和非oracle管理的文件，两者可以并存。

SQL>alter system set db_create_file_dest=’/opt/oracle/oradata/’

可是在9i中，这个特性的使用并不广泛，因为一旦指定了db_create_file_dest，那么所有的数据文件将这个目录下创建，这就意味着基于I/O存储的优化被大大局限，如果规划不当则可能会导致I/O上的竞争。

直到10g的ASM引入之后，OMF的作用进一步体现，在ASM下，oracle结果了以前有操作系统负责的存储管理，现在可以将存储分为不同的磁盘组分配给ASM使用,ASM负责在底层进行I/O的均衡、负责的分担、存储的优化，至此OMF可以将放心的使用。

5.11ASM自动存储管理

5.11.1ASM实例

ASM实例是10g新增的实例类型，INSTANCE_TYPE是随之新增的一个初始化参数，这个参数有2个可选项：RDBMS和ASM，其中RDBMS代表的是数据库实例，而ASM则代表ASM实例，以下是10g ASM实例的输出：

SQL> show parameter instance_type

ASM实例的启动需要一个参数文件，这个参数文件的默认位置和数据库实例的参数文件位置相同，在$ORACLE_HOME/dbs目录下可以找到这个文件spfile+ASM.ora.

这个参数文件定义了实例类型、磁盘组名称等信息，通过这些信息，ASM实例可以加载磁盘组，完成磁盘管理的工作。

5.11.2ASM磁盘组

ASM可以被看成是建立在裸设备或块设备之上，为oracle数据文件创建的特别系统。ASM其实是oracle的磁盘管理器，在同一个主机上，ASM实例可以为多个数据库实例提供磁盘组。在linux上，oracle提供相应的工具进行磁盘划分和管理：

在创建磁盘组时冗余选项有以下3个可选项：

n         High：高度冗余，oracle可以通过ASM实现3路镜像，需要3个failure groups。

n         Normal：正常冗余，通过ASM实现2路镜像，需要两个failure groups。

n         External：外部冗余，也就是通过ASM之外的技术实现冗余，oracle不做镜像处理。

通常都是通过外部手段实现磁盘冗余（通过存储划分Raid5、Raid10等）。

回顾一下之前ASM的参数文件，其中有这样两个重要参数：

*.asm_diskgroups=’ORADG’

*.asm_diskstring=’ORCL:VOL*’

其中asm_diskstring参数用于定义实例启动时搜索可用的ASM磁盘的路径。

5.11.3手工创建ASM实例及磁盘组

5.11.4ASM磁盘组的动态扩展能力

5.11.5oracle 10gR2关于ASM的几个增强

5.11.6ASM的元数据

5.11.7通过EM管理ASM