Oracle基本数据类型存储格式浅析（四）——ROWID类型（一）

Oracle基本数据类型存储格式浅析（四）——ROWID类型（一）  

2012-10-15 09:47:18|  分类： linux下Oracle 10 |  标签： |字号大中小 

Oracle的ROWID用来唯一标识表中的一条记录，是这条数据在数据库中存放的物理地址。

Oracle的ROWID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。其中物理ROWID在Oracle的8版本中进行了扩展，Oracle7及以下版本使用约束ROWID，Oracle8及以上版本使用扩展ROWID。本文描述物理扩展ROWID，由于约束ROWID仅仅是为了兼容早期版本，因此不做讨论。

SQL> create table test_rowid (id number, row_id rowid);

表已创建。

SQL> insert into test_rowid values (1, null);

已创建 1 行。

SQL> update test_rowid set row_id = rowid where id = 1;

已更新 1 行。

SQL> commit;

提交完成。

SQL> select rowid, row_id from test_rowid;

ROWID ROW_ID
------------------ ------------------
AAABnRAAGAAAACWAAA AAABnRAAGAAAACWAAA

Oracle的物理扩展ROWID有18位，每位采用64位编码，分别用A~Z、a~z、0~9、+、/共64个字符表示。A表示0，B表示1，……Z表示25，a表示26，……z表示51，0表示52，……，9表示61，+表示62，/表示63。

ROWID具体划分可以分为4部分。

1.OOOOOO：前6位表示DATA OBJECT NUMBER，将起转化位数字后匹配DBA_OBJECTS中的DATA_OBJECT_ID，可以确定表信息。

如上面例子中的DATA OBJECT NUMBER是AAABnR，转化位数字是1×64×64 ＋39×64 ＋ 17。

SQL> select owner, object_name from dba_objects
2 where data_object_id = 1*64*64 + 39*64 + 17;

OWNER OBJECT_NAME
------------------------------ -----------------------------
YANGTK TEST_ROWID

2.FFF：第7到9位表示相对表空间的数据文件号。

上面的例子中是AAG，表示数据文件6。

SQL> select file_name, tablespace_name from dba_data_files where relative_fno = 6;

FILE_NAME TABLESPACE_NAME
--------------------------------------------- ---------------
E:ORACLEORADATATESTYANGTK01.DBF YANGTK

3.BBBBBB：第10到15位表示这条记录在数据文件中的第几个BLOCK中。

上面的例子是AAAACW，转化位数字是2×64＋22，表示这条记录在数据文件中的第150个BLOCK。

4.RRR：最后3位表示这条记录是BLOCK中的第几条记录。

上面的例子是AAA，表示第0条记录（总是从0开始计数）。

SQL> alter system dump datafile 6 block 150;

系统已更改。

SQL> select row_id, dump(row_id, 16) dump_rowid from test_rowid;

ROW_ID DUMP_ROWID
------------------ -------------------------------------------------
AAABnRAAGAAAACWAAA Typ=69 Len=10: 0,0,19,d1,1,80,0,96,0,0

找到对应的dump文件，可以发现类型的信息

*** 2004-12-21 17:58:26.000
*** SESSION ID:(13.91) 2004-12-21 17:58:26.000
Start dump data blocks tsn: 6 file#: 6 minblk 150 maxblk 150
buffer tsn: 6 rdba: 0x01800096 (6/150)
scn: 0x0000.2e389c16 seq: 0x01 flg: 0x06 tail: 0x9c160601
frmt: 0x02 chkval: 0xc97d type: 0x06=trans data
Block header dump: 0x01800096
Object id on Block? Y
seg/obj: 0x19d1 csc: 0x00.2e389c0f itc: 2 flg: O typ: 1 - DATA
fsl: 0 fnx: 0x0 ver: 0x01

Itl Xid Uba Flag Lck Scn/Fsc
0x01 0x0003.009.00000057 0x0080004b.0042.56 --U- 1 fsc 0x0000.2e389c16
0x02 0x0000.000.00000000 0x00000000.0000.00 ---- 0 fsc 0x0000.00000000

data_block_dump,data header at 0x651105c
===============
tsiz: 0x3fa0
hsiz: 0x14
pbl: 0x0651105c
bdba: 0x01800096
76543210
flag=--------
ntab=1
nrow=1
frre=-1
fsbo=0x14
fseo=0x3f89
avsp=0x3f7b
tosp=0x3f7b
0xe:pti[0] nrow=1 offs=0
0x12:pri[0] offs=0x3f89
block_row_dump:
tab 0, row 0, @0x3f89
tl: 17 fb: --H-FL-- lb: 0x1 cc: 2
col 0: [ 2] c1 02
col 1: [10] 00 00 19 d1 01 80 00 96 00 00
end_of_block_dump
End dump data blocks tsn: 6 file#: 6 minblk 150 maxblk 150

有时需要查看表的DUMP信息，但是很难准确定位表中数据开始于哪个BLOCK，根据ROWID中包含的信息就可以方便的找到起始BLOCK。

下面简单描述一下ROWID类型是如何存储的。

SQL> select row_id, dump(row_id, 16) dump_rowid from test_rowid;

ROW_ID DUMP_ROWID
------------------ -------------------------------------------------
AAABnRAAGAAAACWAAA Typ=69 Len=10: 0,0,19,d1,1,80,0,96,0,0

前4位表示ROWID的前6位，也就是DATA_OBJECT_ID信息。数据以数值的格式保存。

SQL> select to_number('19d1', 'xxxxxx') from dual;

TO_NUMBER('19D1','XXXXXX')
--------------------------
6609

SQL> select 1*64*64 + 39*64 + 17 from dual;

1*64*64+39*64+17
----------------
6609

这里存在一个问题，根据ROWID的取值范围，OBJECT_DATA_ID最大的值是64的6次方，而根据DUMP，oracle只用了4位保存，因此取值范围是256的4次方。

SQL> set numwid 12
SQL> select power(64, 6), power(256, 4), power(64, 6)/power(256, 4) from dual;

POWER(64,6) POWER(256,4) POWER(64,6)/POWER(256,4)
------------ ------------ ------------------------
68719476736 4294967296 16

可见，OBJECT_DATA_ID的最大值是4294967296，当超过这个值时会出现重复的情况。（当然，现实中不大可能）。

后面4位比较特殊，是数据文件号和BLOCK数的“和”值构成。

数据文件的数值乘64后保存在5、6位上。

SQL> select to_number('0180', 'xxxx') from dual;

TO_NUMBER('0180','XXXX')
------------------------
384

SQL> select 6*64 from dual;

6*64
------------
384

同时，6位BLOCK的值，也保存在这4位上，并与数据文件转存结果相加。仍然是以数字格式存放。

SQL> select to_number('96', 'xxx') from dual;

TO_NUMBER('96','XXX')
---------------------
150

SQL> select 2*64 + 22 from dual;

2*64+22
----------
150

由于采用两位保存数据文件的值，且最小单位是64，因此，ROWID中可以保存的数据文件数是1024，超过1024会造成ROWID的重复。

SQL> select 256*256/64 from dual;

256*256/64
----------
1024

由于BLOCK的值和数据文件共用这4位，因此BLOCK的第3位最大值应小于64，这样才能保证ROWID的不重复。因此BLOCK值的最大值应该是4194304。

SQL> select 64*256*256 from dual;

64*256*256
----------
4194304

最后两位保存BLOCK中记录的值。这个值的最大值是65536。

SQL> select 256*256 from dual;

256*256
----------
65536

下面看一个例子，Oracle是如何将相对文件号和BLOCK号“共享”第5、6字节的。

SQL> select blocks from user_segments where segment_name = 'TEST1';

BLOCKS
----------
86016

SQL> select max(rowid), dump(max(rowid)) dump_rowid from test1;

MAX(ROWID) DUMP_ROWID
------------------ -------------------------------------------
AAABy+AAJAAAU5EAAM Typ=69 Len=10: 0,0,28,190,2,65,78,68,0,12

SQL> select dbms_rowid.rowid_relative_fno('AAABy+AAJAAAU5EAAM') fno,
2 dbms_rowid.rowid_block_number('AAABy+AAJAAAU5EAAM') block_num from dual;

FNO BLOCK_NUM
---------- ----------
9 85572

SQL> select 9*64, 2*256+65 from dual;

9*64 2*256+65
---------- ----------
576 577

SQL> select 1*256*256 + 78*256 + 68 from dual;

1*256*256+78*256+68
-------------------
85572

可以看到，5、6为的值除以64得到的商是相对文件号，余数是BLOCK号的高位，乘以65536后加上低两位才是BLOCK号。

 

 

 

Oracle的文档上没有介绍逻辑ROWID的编码规则，而且通过DUMP的结果也很难反推出编码规则。因此，本文只简单讨论一下逻辑ROWID的存储。

下面来看例子。

SQL> create table test_index (id number primary key, name varchar2(20)) organization index;

表已创建。

SQL> insert into test_index values (1, 'a');

已创建 1 行。

SQL> commit;

提交完成。

SQL> col dump_rowid format a60
SQL> select rowid, dump(rowid) dump_rowid from test_index;

ROWID DUMP_ROWID
--------------------------- ----------------------------------------
*BAFAB4wCwQL+ Typ=208 Len=10: 2,4,1,64,7,140,2,193,2,254

逻辑ROWID的DUMP结果前两位都是2和4，最后一位都是254，（我还没有发现其他的情况），由于逻辑ROWID和主键的值有关，所以长度是不定的，因此应该是用来表示开始和结束的。

第3、4位和物理ROWID一样，表示的是相对表空间的数据文件号乘以64的值。

第5、6位表示这条记录在数据文件的第几个BLOCK中。

从第7位开始到DUMP结果的倒数第二位，表示主键的值。首先是主键中第一个字段的长度，这里是2，然后是主键的值，由于是NUMBER类型，因此193，2表示数值1。如果是多个字段组成的主键，第一个字段之后是第二个字段的长度，然后是第二个字段的值……。

SQL> select (1*256 + 64)/64 from dual;

(1*256+64)/64
-------------
5

SQL> select 7*256 + 140 from dual;

7*256+140
----------
1932

SQL> alter system dump datafile 5 block 1932;

系统已更改。

找到相应的dump文件，可以发现刚才插入的记录。

Dump file f:oracleadmintest4udumptest4_ora_3828.trc
Thu Dec 23 00:17:53 2004
ORACLE V9.2.0.4.0 - Production vsnsta=0
vsnsql=12 vsnxtr=3
Windows 2000 Version 5.1 Service Pack 1, CPU type 586
Oracle9i Enterprise Edition Release 9.2.0.4.0 - Production
With the Partitioning, Oracle Label Security, OLAP and Oracle Data Mining options
JServer Release 9.2.0.4.0 - Production
Windows 2000 Version 5.1 Service Pack 1, CPU type 586
Instance name: test4

Redo thread mounted by this instance: 1

Oracle process number: 9

Windows thread id: 3828, image: ORACLE.EXE

*** 2004-12-23 00:17:53.361
*** SESSION ID:(8.82) 2004-12-23 00:17:53.301
Start dump data blocks tsn: 5 file#: 5 minblk 1932 maxblk 1932
buffer tsn: 5 rdba: 0x0140078c (5/1932)
scn: 0x0000.00e9f122 seq: 0x01 flg: 0x02 tail: 0xf1220601
frmt: 0x02 chkval: 0x0000 type: 0x06=trans data
Block header dump: 0x0140078c
Object id on Block? Y
seg/obj: 0x1e48 csc: 0x00.e9f113 itc: 2 flg: E typ: 2 - INDEX
brn: 0 bdba: 0x1400789 ver: 0x01
inc: 0 exflg: 0

Itl Xid Uba Flag Lck Scn/Fsc
0x01 0x0000.000.00000000 0x00000000.0000.00 ---- 0 fsc 0x0000.00000000
0x02 0x0005.008.000000e7 0x00800226.005c.24 --U- 1 fsc 0x0000.00e9f122

Leaf block dump
===============
header address 71963236=0x44a1264
kdxcolev 0
KDXCOLEV Flags = - - -
kdxcolok 0
kdxcoopc 0x90: opcode=0: iot flags=I-- is converted=Y
kdxconco 1
kdxcosdc 0
kdxconro 1
kdxcofbo 38=0x26
kdxcofeo 8026=0x1f5a
kdxcoavs 7988
kdxlespl 0
kdxlende 0
kdxlenxt 0=0x0
kdxleprv 0=0x0
kdxledsz 0
kdxlebksz 8036
row#0[8026] flag: K----, lock: 2
col 0; len 2; (2): c1 02
tl: 5 fb: --H-FL-- lb: 0x0 cc: 1
col 0: [ 1]
Dump of memory from 0x044A31C7 to 0x044A31C8
44A31C0 61010100 [...a]
----- end of leaf block dump -----
End dump data blocks tsn: 5 file#: 5 minblk 1932 maxblk 1932

可以看到，根据DUMP结果的3、4、5、6位可以定位记录的物理位置。

需要注意的是，索引组织表以主键的顺序存储数据，因此插入、更新和删除数据都可能造成一条记录的物理位置发生变化，这时通过ROWID中的DATAFILE和BLOCK的信息可能就无法正确定位到记录的物理位置。当根据逻辑ROWID访问索引组织表时，首先会根据DATAFILE和BLOCK信息去找到相应的BLOCK，检查数据是否在这个BLOCK中，如果不在，就通过逻辑ROWID中的主键信息去通过索引扫描，找到这条记录。这就是Oracle文档在提到的physical guess。

下面看一个由字符串和日期组成联合主键的例子。

SQL> create table test_index2 (id char(4), time date,
2 constraint pk_test_index2 primary key (id, time)) organization index;

表已创建。

SQL> insert into test_index2 values ('1', sysdate);

已创建 1 行。

SQL> col dump_rowid format a75
SQL> select rowid, dump(rowid) dump_rowid from test_index2;

ROWID DUMP_ROWID
---------------------------- ------------------------------------------------------------------
*BAFAB5QEMSAgIAd4aAwXASMT/g Typ=208 Len=20: 2,4,1,64,7,148,4,49,32,32,32,7,120,104,12,23,1,35,19,254

可以看出，第7位是字段id的长度4，然后是字符串1和三个空格的ASCII码，这是字符串的存储格式，后面跟着的7是字段time长度，后面七位是日期的存储格式。在逻辑ROWID中，数值、字符和日期类型的存储格式都和它们本身的存储格式一致，这里不在赘述。

一般情况下，使用一位来表示长度，但是如果长度超过了127（16进制DUMP的结果是7F），则长度开始用两位表示。第一位以8开头，这个8只是标识位，表明长度字段现在由两位来表示。例如长度128表示位8080，而支持的最大值3800表示为8ED8。

 

http://yangtingkun.itpub.net/post/468/11363