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Oracle数据块原理深入剖析-入门基础时间:2009-03-10 00:00来源:IT168 bitsCN编辑字体:大 中 小数据块(Oracle Data Blocks)，本文简称为“块”，是Oracle最小的存储单位，Oracle数据存放在“块”中。一个块占用一定的磁盘空间。特别注意的是，这里的“块”是Oracle的“数据块”，不是操作系统的“块”。 Oracle每次请求数据的时候，都是以块为单位。也就是说，Oracle每次请求的数据是块的整数倍。如果Oracle请求的数据量不到一块，Oracle也会读取整个块。所以说，“块”是Oracle读写数据的最小单位或者最基本的单位。块的标准大小由初始化参数DB_BLOCK_SIZE指定。具有标准大小的块称为标准块(Standard Block)。块的大小和标准块的大小不同的块叫非标准块(Nonstandard Block)。同一数据库中，Oracle9i及以上版本支持同一数据库中同时使用标准块和非标准块。Oracle允许指定5种非标准块(Nonstandard Block)。操作系统每次执行I/O的时候，是以操作系统的块为单位;Oracle每次执行I/O的时候，都是以Oracle的块为单位。Oracle数据块大小一般是操作系统块的整数倍。数据块的格式(Data Block Format)块中存放表的数据和索引的数据，无论存放哪种类型的数据，块的格式都是相同的，块由块头(header/Common and Variable),表目录(Table Directory),行目录(Row Directory),空余空间(Free Space)和行数据(Row Data)五部分组成，如下图所示。 块头(header/Common and Variable)：存放块的基本信息，如：块的物理地址，块所属的段的类型(是数据段还是索引段)。 表目录(Table Directory)：存放表的信息，即：如果一些表的数据被存放在这个块中，那么，这些表的相关信息将被存放在“表目录”中。行目录(Row Directory)：如果块中有行数据存在，则，这些行的信息将被记录在行目录中。这些信息包括行的地址等。行数据(Row Data)：是真正存放表数据和索引数据的地方。这部分空间是已被数据行占用的空间。空余空间(Free Space)：空余空间是一个块中未使用的区域，这片区域用于新行的插入和已经存在的行的更新。头部信息区(Overhead)：我们把块头(header/Common and Variable),表目录(Table Directory),行目录(Row Directory)这三部分合称为头部信息区(Overhead)。头部信息区不存放数据，它存放的整个块的信息。头部信息区的大小是可变的。一般来说，头部信息区的大小介于84字节(bytes)到107字节(bytes)之间。数据块中自由空间的使用当往数据库中插入(INSERT)数据的时候，块中的自由空间会减少;当对块中已经存在的行进行修改(UPDATE)的时候(使记录长度增加)，块中的自由空间也会减少。DELETE语句和UPDATE语句会使块中的自由空间增加。当使用DELETE语句删除块中的记录或者使用UPDATE语句把列的值更改成一个更小值的时候，Oracle会释放出一部分自由空间。释放出的自由空间并不一定是连续的。通常情况下，Oracle不会对块中不连续的自由空间进行合并。因为合并数据块中不连续的自由空间会影响数据库的性能。只有当用户进行数据插入(INSERT)或者更新(UPDATE)操作，却找不到连续的自由空间的时候，Oracle才会合并数据块中不连续的自由空间。对于块中的自由空间，Oracle提供两种管理方式：自动管理，手动管理行链接和行迁移(Row Chaining and Migrating)行链接(Row Chaining)：如果我们往数据库中插入(INSERT)一行数据，这行数据很大，以至于一个数据块存不下一整行，Oracle就会把一行数据分作几段存在几个数据块中，这个过程叫行链接(Row Chaining)。如下图所示： 如果一行数据是普通行，这行数据能够存放在一个数据块中;如果一行数据是链接行，这行数据存放在多个数据块中。行迁移(Row Migrating)：数据块中存在一条记录，用户执行UPDATE更新这条记录，这个UPDATE操作使这条记录变长，这时候，Oracle在这个数据块中进行查找，但是找不到能够容纳下这条记录的空间，无奈之下，Oracle只能把整行数据移到一个新的数据块。原来的数据块中保留一个“指针”，这个“指针”指向新的数据块。被移动的这条记录的ROWID保持不变。行迁移的原理如下图所示： 无论是行链接还是行迁移，都会影响数据库的性能。Oracle在读取这样的记录的时候，Oracle会扫描多个数据块，执行更多的I/O。块中自由空间的自动管理Oracle使用位图(bitmap)来管理和跟踪数据块，这种块的空间管理方式叫“自动管理”。自动管理有下面的好处：易于使用更好地利用空间可以对空间进行实时调整块中自由空间的手动管理用户可以通过PCTFREE, PCTUSED来调整块中空间的使用，这种管理方式叫手动管理。相对于自动管理，手动管理方式比较麻烦，不容易掌握，容易造成块中空间的浪费。PCTFREE参数用于指定块中必须保留的最小空闲空间百分例。之所以要预留这样的空间，是因为UPDATE时，需要这些空间。如果UPDATE时，没有空余空间，Oracle就会分配一个新的块，这会产生行迁移(Row Migrating)。PCTUSED也是用于设置一个百分比，当块中已使用的空间的比例小于这个百分比的时候，这个块才被标识为有效状态。只有有效的块才被允许插入数据。文章转载自网管网：/pdb/oracle/200904/160356.htmlORACLE块的分析（一）一直以来对“块”的概念总是含混不清，从字面意义理解，只知道这是ORACLE存放数据的最小单位，然而它的内部世界如何呢，本人打算从今天开始连载几篇文档，对它进行深度分析。 通过很多文档、资料，了解到了数据库基本结构鱼刺图： 基本上每个对象对应一个段（ Segment），只有分区对应多个段，这里的对象包括table，index，partition等等，段可以跨越多个数据文件。 每个段又有多个区（extent）来组成，这些区不能跨越多个数据文件，同时在系统使用过程中自动扩展。 最后是块（block），所有的数据都是存放在块中。为了适应操作系统，每个块在创建数据库的时候默认了一个大小，这个大小一般是8K，同时在9I及其以 后的版本中增加了不同大小的块参数，这将在以后的实验中体现。先说说这个8K大小的块，一般来说，为了使得oracle运行读写数据文件的时候有一个合理 的吞吐量，这里的块大小，都跟操作系统块大小设为整数倍，例如ntfs格式化的磁盘文件，每个物理块大小为4，这里oracle的块大小为8，即是代表每 读取一个oracle块，其实物理上也就是读取了两个操作系统块。 这里主要指的是数据文件存放在块设备上，在实际的生产环境中，大部分情况都是将数据库安装在裸设备（RAW）也叫做原始分区之上。关于RAW将在以后进行 讲解。 通过上面这段文字，我们可以了解到ORACLE基本的存储结构，下一篇将针对块的大小与存放数据大小来做实验。 （二）上一节了解到了ORACLE的存储结构，这节讲一讲块的大小与数据存放之间的关系。 大家都知道了在ORACLE环境中，所有的对象都是存放在块中，这个块大小与存放的记录之间到底存在怎样的关系呢？ 做一个实验看看： 创建一个表空间test create tablespace test datafile /oracle/oradata/test.dbf size 100m; 创建一个用户 create user test identified by test default tablespace test; 创建一个表 create table test.t1 (a1 number,a2 varchar2(100); 检查段，可以发现在这个视图中出现了名称为T的段，段类型为TABLE，这个段里面分配了1个区，其中包含8个块，大小为64K字节。 select segment_name,blocks,extents,bytes,segment_type,tablespace_name from dba_segments where owner=TEST; SEGMENT_NAME BLOCKS EXTENTS BYTES SEGMENT_TYPE TABLESPACE_NAME - - - - - -T 8 1 65536 TABLE TEST 检查区，可以发现在这个视图中出现了一个区，区号为0，包含8个块，大小为64K字节。 select segment_name,segment_type,extent_id,blocks,bytes from dba_extents where owner=TEST; SEGMENT_NAME SEGMENT_TYPE EXTENT_ID BLOCKS BYTES- - - - -T TABLE 0 8 65536 检查块，可以发现这里没有载入到内存的块，由此断定，在数据未写入的时候，内存中并没有存放数据的块。 select file#,block#,class#,status,xnc,objd from v$bh where ts#=12; 未选定行 插入10行数据，进行测试。 SQL declare2i number3;4begin5for i in 1.10 loop6execute immediate insert into test.t values (:x,:y) using i,i;7end loop;8end;9/ PL/SQL 过程已成功完成。 再次查看v$bh视图，检查内存中是否使用到了块。 select file#,block#,class#,status,xnc,objd from v$bh where ts#=12; FILE# BLOCK# CLASS# STATU XNC OBJD- - - - - - 1 28089 4 xcur 0 11038 1 28090 1 xcur 0 11038 哈哈，果然出现了数据，说明在数据插入的表的时候在内存中已经载入了分配的块，同时在这些块中写入了数据，这里占用了两个块，块号分别为28089，28090，其中我们可以根据CLASS#来判断出他们属于不同类型。 （三）这一节紧接着上一节来说。上一节通过实验，我们了解到，块的创建和读取流程，不过只是针对一个会话的，现在我们来看看在一个会话中插入数据之后，同时在另外一个会话查询数据，这样的情况会对块有什么影响。打开一个新的会话， 然后执行如下命令：查询表，由于插入数据的事务没有提交，这里在另外的会话中就看不到任何数据，深深体现了ORACLE的多版本一致性select * from test_gao.t; 未选定行 查询视图v$bh，看是否有了变化select file#,block#,class#,status,xnc,objd from v$bh where ts#=12; FILE# BLOCK# CLASS# STATU XNC OBJD- - - - - - 1 28089 4 xcur 0 11038 1 28090 1 cr 0 11038 1 28090 1 cr 0 11038 1 28090 1 xcur 0 11038 果然和上一节查询出来的结果不同，多了红色字体标识出来的两行，大家可以看到这两行的STATUS字段值为cr，什么是cr呢？它是Consistency Read（一致性读取）的缩写。从这里可以看出28090这个块被两个会话进行了操作。 在第一个会话中回滚事务会发生什么呢？看下面的操作：会话1：执行rollback SQL rollback;回退已完成。 再次查询v$bh视图，看看什么情况select file#,block#,class#,status,xnc,objd from v$bh where objd=11038; FILE# BLOCK# CLASS# STATU XNC OBJD- - - - - - 1 28089 4 xcur 0 11038 1 28090 1 cr 0 11038 1 28090 1 cr 0 11038 1 28090 1 xcur 0 11038 结果还是一样，说明在事务回滚之后，块还是处于一致读取的状态。（四）我们继续上一节的话题。 关闭数据库实例 SQL shutdown immediate 数据库已经关闭。已经卸载数据库。 重新打开数据库 SQLstartup ORACLE 例程已经启动。Total System Global Area253214492 bytesFixed Size 454428 bytesVariable Size 117440512 bytesDatabase Buffers 134217728 bytesRedo Buffers 1101824 bytes数据库装载完毕。数据库已经打开。 检查v$bh视图 select file#,block#,class#,status,xnc,objd from v$bh where objd=11038; 未选定行 说明在没有进行块中数据的相关操作的时候，并没有从物理文件中提取块到内存。 执行查询或者插入、更新的SQL语句 SQL insert into test.t values (200,200); 已创建 1 行。 再次检查v$bh视图 SQL select file#,block#,class#,status,xnc,objd from v$bh where objd=11038; FILE# BLOCK# CLASS# STATU XNC OBJD- - - - - - 1 28089 4 xcur 0 11038 1 28090 1 xcur 0 11038 总结：在没有进行物理I/O的时候,v$bh视图中不会出现相关的块信息，同时证明此视图中存放的乃是数据文件块放到内存中的“块”信息。 seg.JPG (22.43 KB)2008-6-17 18:46实例讲解Oracle 9i数据坏块的处理2009-3-17 作者： 编辑：齐瑞瑞 点击进入论坛关键词：Oracle数据处理笔者在一台生产用测试库上SELECT一个表时出现ORA-01578，一个块损坏，以前学习过块损坏怎么处理，到还真没遇到过，今天总算让我遇到了，还是一台生产用测试库，就不用很紧张了。数据库版本是，Oracle9i的RMAN有一个blockrecover命令，可以在线修复坏块，以下就是使用RMAN修复坏块的过程。SQL conn owi/owiConnected.SQL select * from dpa_history;select * from dpa_history*ERROR at line 1:ORA-01578: ORACLE data block corrupted (file # 15, block # 18)ORA-01110: data file 15: /d01/app/oracle/oradata/dpa/dpa01.dbf报ORA-01578数据块损坏，以下使用RMAN命令查询是否可以使用blockrecover命令恢复以及怎样恢复使用rman登录catalog数据库ora9rmanserver $ rman target sys/oracledpa catalog rman/rmanRecovery Manager: Release .0 - ProductionCopyright (c) 1995, 2002, Oracle Corporation. All rights reserved.connected to target database: DPA (DBID=843495022)connected to recovery catalog database查找最近datafile 15的全备份，今天下午刚做了一次RMAN的全备份RMAN list backup of datafile 15;List of Backup Sets=BS Key Type LV Size Device Type Elapsed Time Completion Time- - - - - - -643 Full 64K DISK 00:00:27 16-MAR-09 BP Key: 650 Status: AVAILABLE Tag: TAG20090316T154352Piece Name: /d02/fullbackup/20090316_data_24_1List of Datafiles in backup set 643File LV Type Ckp SCN Ckp Time Name- - - - - -15 Full 11856250905 16-MAR-09 /d01/app/oracle/oradata/dpa/dpa01.dbf查找SCN 11856250905 以后的archivelog是否有备份RMAN list backup of archivelog scn from 11856250905List of Backup Sets=BS Key Size Device Type Elapsed Time Completion Time- - - - -680 265K DISK 00:00:00 16-MAR-09 BP Key: 681 Status: AVAILABLE Tag: TAG20090316T154731Piece Name: /d02/fullbackup/20090316_arch_28List of Archived Logs in backup set 680Thrd Seq Low SCN Low Time Next SCN Next Time- - - - - -1 109 11856250805 16-MAR-09 11856251483 16-MAR-091 110 11856251483 16-MAR-09 11856251487 16-MAR-09查找sequence 110 以后的archivelog是否有备份RMAN list copy of archivelog from sequence 110;List of Archived Log CopiesKey Thrd Seq S Low Time Name- - - - - -694 1 111 A 16-MAR-09 /d02/arch/1_111.dbf695 1 112 A 16-MAR-09 /d02/arch/1_112.dbf查询online archive logSQL select sequence#,members,archived,status from v$log;SEQUENCE# MEMBERS ARC STATUS- - - -113 1 NO CURRENT111 1 YES INACTIVE112 1 YES INACTIVE从以上查询中可以看出datafile 15有一次最近的全备份，有全备份以来的所有archivelog，online redo log下面开始blockreocver，其实命令很简单RMAN blockrecover datafile 15 block 18;Starting blockrecover at 16-MAR-09allocated channel: ORA_DISK_1channel ORA_DISK_1: sid=16 devtype=DISKchannel ORA_DISK_1: restoring block(s)channel ORA_DISK_1: specifying block(s) to restore from backup setrestoring blocks of datafile 00015channel ORA_D