Oracle 存储结构三

Oracle数据库服务器自动管理空间的方法

段空间的分配

空间以区间的形式分配给段，区间是一组连续的Oracle块。每个数据文件都有一个位图，来描述文件中块的状态，块可能是空闲的，也可能是区间中已分配给段的一部分。段被填满，需要扩展时，Oracle会搜索表空间文件的位图中的空闲空间，选择一个文件，修改位图，创建合适大小的一个新区间。接着，该区间就可以分配给段了。

段是对象的容器，但两者并不相同。没有段，对象也可以存在。如果先创建段，它至少有一个区间——但一些对象可以在没有段的情况下存在。

实例参数DEFERRED_SEGMENT_CREATION，它默认为TRUE，这个参数告诉Oracle不要创建段，除非对象实际包含一些数据。在创建表时，只创建描述表的数据字典机构。使用CREATE TABLE语句的SEGMENT CREATION子句可以控制这种行为，覆盖参数设置。

内部用户如SYS或SYSTEM创建对象时，会立即创建段。无论该参数设置是什么，尝试以SYS的身份使用SEGMENT CREATION DEFERRED子句，会返回一个错误。

自动管理段空间

表段在一个或多个区间中包含多个块。尝试把行插入表中时，Oracle必须做出决定：行应该放在哪个块中？这是由位图决定的，位图反映了段中的每个块有多满。

一些Oracle数据类型（主要是VARCHAR2）是变长度的。因此，执行UPDATE语句，以扩展VARCHAR2或填充以前是NULL的列时，行就会变大。于是需要块中更多的空间。

默认情况下，Oracle会保留一个块的10%空间，以扩展行。这是段的PCTFREE（percent free）设置，它在创建段时设置（但以后可以修改）。如果一个块的使用超出了段的PCTFREE设置，就由Automatic Segment Space Management（ASSM）位图归类为FULL，因此，即使该块实际上仍有一些空闲空间，也不能用于插入。所以，如果块中的行在其生命周期中平均增长不超过10%，就没有问题：行的新版本会有足够的空间可用。如果行的扩展比较显著，块中没有足够的空间容纳它，它就必须移到有足够空间的块中。这称为行迁移。行迁移有UPDATE语句导致。INSERT和DELETE从来不会导致行迁移。

迁移行时，会把行从它所在的块中删除，再把它插入有足够空间的另一个块。行的ROWID没有改变。ROWID仍指向原来的块，而该块现在仅存储了行的“转发地址”。转发地址是行移入的块的地址。

使用压缩节省空间

压缩有各种形式，其中一些需要独立的许可：Advanced Compression选项。

压缩类型在创建表时确定。压缩可以在创建后添加或删除，但这种变更不会影响已有的行。

积极监控和管理表空间的使用

数据库通过服务器报警系统自动监控表空间的使用。除了报警系统之外，Oracle维护着表空的使用历史。这存储在Automatic Workload Repository（AWR）中，所收集的信息作为AWR快照（有可管理的监控（MMON）进程创建）的一部分。可以在DBA_HIST_TBSPC_SPACE_USAGE视图中看到这些信息。

使用Segment Advisor

Segment Advisor（段顾问）尝试生成建议，以重新组织段，来回收空间。它会考虑AWR中的数据和对象的当前状态，，提供的建议基于对象的取样分析和历史信息，以预测未来的增长趋势。Segment Advisor默认为每晚运行为自动调度的任务。自动任务不会尝试分析每个段，而是选择满足如下标准的段：

• 表空间中超过空间使用阈值的段
• 最优活力的段
• 增长率最高的段

要查看自动任务的结果，可以使用DBMS_SPACE_ASA_RECOMMENDATIONS函数。这个函数返回一个包含最后一次运行结果的表。

使用段收缩功能从表和索引中回收浪费了的空间

如果删除了一行，其在块中占用的空间可在插入另一行时重用。不过，对表进行操作的性质可能造成表中大量空间的浪费。可用MOVE操作进行回收：在MOVE之后，所有块将连续地填满新近重插入的行。但在MOVE操作时，锁定表，并且必须重新生成所有索引。对于许多环境来说，不可能使用MOVE命令来重组表。SHRINK命令避免了这些问题。它可以在不影响最终用户的情况下运行。限制就是表的表空间必须创建为使用自动段空间管理。表空间中使用旧空闲列表结束管理端控件使用的表不能收缩，因为（与新的位图方法不同）空闲列表并不包括Oracle用于计算块实际有多满所需的信息。、

表收缩的底层实现是通过匹配的INSERT和DELETE操作，将块中的行从表的末尾重新定位表的开始。然后当所有可能的移动完成后，将表的高水位线降至最后使用的块，释放该点上的所有空间。有两个不同的阶段：压缩阶段通过生成撤销和重做数据的DML将行移入一系列小事务中，并使用行锁定。第二阶段是DDL命令。和任何DDL命令一样，这是个针对数据字典的事务：它几乎瞬时执行，但要求短暂的表锁定。最后一步常常称为“重新定位段的高水位线（HWM）”。

表收缩操作生成撤销和重做数据。索引得到维护，因为收缩实现为一组DML事务。在压缩期间没有表锁定，但在移动单独行时将锁定它们。

SHRINK SPACE命令的语法如下：

ALTER TABLE <TABLE NAME> SHRINK SPACE [COMPACT] [CASCADE];

使用关键字COMPACT执行第一阶段，但不是第二阶段：重新定位行，但并不从段中释放空间。使用它的原因是，尽管可以在正常运行时间进行压缩（在大型表上要花很长时间完成），但很可能DDL最终会因为与其他事务并发而挂起，还使库缓存中解析了的SQL无效。因此，有必要首先用COMPACT关键字收缩表，然后在维护时不使用COMPACT：其速度将是很快的，因为已经压缩过。CASCADE关键字指示Oracle也收缩依赖对象，如索引。

SHRINK SPACE COMPACT命令充足段的内容，但不返回空间给表空间。

在收缩表前，必须对表启用行移动：

ALTER TABLE <table name> ENABLE ROW MOVEMENT;

启用行移动时必要的，因为操作的性质以为着将改变ROWID。相同的行（主键不变）将在不同的物理位置，因此有一个不同的ROWID。这是Oracle所不允许的，除非启用了行移动。

表必须位于采用自动段空间管理功能和启用了行移动的表空间中，否则不能收缩。如果不满足这些条件，MOVE就是重组表的唯一方式。

管理可恢复空间的分配

许多操作会因为空间不够而失败。这通常显示为不能在段中添加另一个区间，有几个原因：数据文件已满；自动扩展的数据文件或临时文件在已满的磁盘上；撤销段在已满的撤销表空间中；需要临时空间的操作在使用已满的临时表空间；或者用户到达了表空间上的配额限制。

如果启用可恢复空间分配，当操作遇到（任何）空间问题而不是因为错误而失败（在许多情况下，回滚已做的工作）时，操作将暂停。对于用户来说，这将显示为会话挂起。当错误得到解决时，它将继续。所有挂起的会话（当前挂起和之前挂起的但现在再次运行的）列在视图DBA_RESUMABLE中。

要在会话级别启用可恢复空间分配：

ALTER SESSION ENABLE RESUMABLE [ TIMEOUT <seconds> ];

TIMEOUT选项用于指定语句将挂起多长时间。如果到达这个时间，但问题没有解决，那么将返回错误并且语句失败。

也可以通过设置一个实例参数，为所有会话启用可恢复空间。这是一个动态的参数。

alter system set resumable_timeout=60;