ORACLE内核解密之表空间管理

一、ORACLE表空间管理

1、本地表空间管理tablespace(LMT)

LMT是通过把EXTENT MANAGEMENT LOCAL子句添加到tablespace的定义句法而实现的。和原来由字典管理的tablespace(DMT)不同，LMT会将扩展管理自动化，并保持Oracle DBA不会被用来指定管理扩展大小的NEXT存储参数。这个原则唯一的例外是在NEXT和MINEXTENTS一起用在表格创建的时候。

2、自动区段空间管理(ASSM)

ASSM的tablespace是通过将SEGMENT SPACE MANAGEMENT AUTO子句添加到tablespace的定义句法里而实现的。通过使用位图freelist取代传统单向的链接列表freelist，ASSM的tablespace会将freelist的管理自动化，并取消为独立的表格和索引指定PCTUSED、FREELISTS和FREELIST GROUPS存储参数的能力。

现在ORACLE基本都是ASSM表空间管理，下面我们讨论ASMM表空间管理。

二、自动区段空间管理

1、ASSM结构

ASSM整体结构是由三层位图快和数据块组成。第一层位图块L3块，一块L3块存放多个L2块地址，一个L2块地址存放多个L1块地址，结构示意图如下：

ORACLE一般通过以下几步将数据插入数据库中块的：

第一步：查找数据字典（DBA_SEGMENTS)定位段头(L3)的位置

第二步：在段头中找到L2的位置

第三步：在L2块中根据进程PID号，做HASH运算得到一个随机数A，然后根据随机数找到对应A的L1块地址信息

第四步：根据对应的L1块信息，再次根据进程PID号，做HASH运算得到一个随机数B，然后根据B找到对应数据库块M地址信息

第五步：向第M块插入数据

以上步骤中L3块一般只有一个，一个L3块中有多个L2块一般只有当一个L2用完才会选择第二个L2块，此处不是随机选择，在L2中选择L1时通过HASH算法就是随机选择了，在L1中选择数据块也是通过HASH算法，所以此处也是随机选择，如果一个L2块中有50个L1块地址信息，一个L1中有50数据块地址信息，那么久可以支持同时2500个进程PID同时插入，这就是ORALCE数据所说的支持高并发的原理。

2、ASSM案例

我们建立一个表空间管理方式为ASSM的表空间为50M区大小为1M

 
CREATE TABLESPACE LIUXIAOBIN0724 DATAFILE 'F:\360Downloads\ORACLE\LIUXIAOBIN0724_01.DBF' SIZE 50M REUSE UNIFORM SIZE 1M;

CREATE TABLE LUXIAOBIN0724(ID INT,NAME VARCHAR2(20)) TABLESPACE LIUXIAOBIN0724;

查看区占用情况

SELECT EXTENT_ID, --区ID
       FILE_ID, --文件ID
       BLOCK_ID, --第一个块ID
       BLOCKS --块数
  FROM DBA_EXTENTS
 WHERE SEGMENT_NAME = 'LUXIAOBIN0724' --表名
 ORDER BY EXTENT_ID

我们分别DUMP块128,129,130,131看看块类型（L1,L2,L3)

ALTER SYSTEM DUMP DATAFILE 'F:\360Downloads\ORACLE\LIUXIAOBIN0724_01.DBF' block 128;
ALTER SYSTEM DUMP DATAFILE 'F:\360Downloads\ORACLE\LIUXIAOBIN0724_01.DBF' block 129;
ALTER SYSTEM DUMP DATAFILE 'F:\360Downloads\ORACLE\LIUXIAOBIN0724_01.DBF' block 130;
ALTER SYSTEM DUMP DATAFILE 'F:\360Downloads\ORACLE\LIUXIAOBIN0724_01.DBF' block 131;

根据DUMP文件可知128和129号块为L1

根据DUMP文件可知130号块为L2块131块为段头块L3

此时向表中插入数据：

INSERT INTO LUXIAOBIN0724 VALUES(1,'BBBBBB');

COMMIT;

SELECT * FROM LUXIAOBIN0724;

查看数据插入的那个块

SELECT DBMS_ROWID.ROWID_RELATIVE_FNO(ROWID) FILEID, --文件ID
DBMS_ROWID.ROWID_BLOCK_NUMBER(ROWID) BLOCK_ID,--块id
DBMS_ROWID.ROWID_ROW_NUMBER(ROWID) ROW_ID,--行ID
ID
FROM LUXIAOBIN0724;

换一个会话插入一行数据；

INSERT INTO LUXIAOBIN0724 VALUES(2,'CCCCCC');

COMMIT;

查看不同会话插入的块情况：

再次用第一个会话插入一条数据并查看插入的块情况；

根据实验我们知道，同一个会话插入的是同一个块，不同会话插入的是不同的，所以ASSM在在同一个会话大量插入数据时可能导致BUFFER BUSY WAITS,

大家可以思考我们搞数据库的常常会遇到一个问题：比如一个应用刚上班的时候，系统经常出现BUFFER BUSY WAITS,到下午了系统使用的人更多了反而不会出现BUFFER BUSY WAITS.这个问题在上面的实验大家深入实验可以找到答案。

我先做结论，大家有兴趣的可以继续深入实验：ASSM的L1中数据块的多少是根据表大小来定的，表越大，L1中数据块越多，越多的话随机插入不同数据块的可能性越大，反之同时插入一个块的可能性就越大，就容易出现BUFFER BUSY WAITS，普通插入数据的时候是在高水位现之下，找空闲数据块插入，高水位线位于L1块最后一个块位置，L1中HASH算法只在高水位线之下找空闲块，所以要高并发，需要提高高水位线，和L1中数据块数。