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Oracle 物理存储与逻辑管理

article 2025/9/9 21:58:44

1. 表空间（Tablespace）

定义：
表空间是Oracle中最高级别的逻辑存储容器，由一个或多个物理数据文件（Datafile）组成。所有数据库对象（如表、索引）的逻辑存储均属于某个表空间。

类型与作用

类型	功能
系统表空间	- 包含数据字典（如`SYSTEM`表空间）和系统元数据。 - `SYSAUX`是辅助系统表空间，存放非核心组件数据（如AWR报告）。
用户表空间	- 存储用户创建的数据库对象（如表、索引）。 - 例如`USERS`表空间默认存储用户数据。
临时表空间	- 用于排序、哈希连接等临时操作（如`TEMP`）。 - 数据在会话结束后自动清理。
撤销表空间（UNDO）	- 存储事务回滚信息，支持事务一致性、读一致性和回滚操作。
大文件表空间	- 仅包含一个超大文件（最大可达128TB），简化存储管理。

管理操作

创建表空间：

CREATE TABLESPACE users_data
DATAFILE '/u01/oradata/users01.dbf' SIZE 100M
AUTOEXTEND ON NEXT 10M MAXSIZE UNLIMITED;

扩展表空间

通过增加数据文件或扩展现有文件：

ALTER TABLESPACE users_data ADD DATAFILE '/u01/oradata/users02.dbf' SIZE 200M;

2. 段（Segment）

定义：
段是特定数据库对象（如表、索引）占用的存储空间的逻辑集合。每个段由一个或多个区（Extent）组成。

类型与示例

类型	描述
数据段	存储表或簇的数据（如`TABLE`）。
索引段	存储索引数据（如`INDEX`）。
临时段	临时操作（排序、临时表）使用的空间，由临时表空间管理。
回滚段	存储撤销信息（旧版本数据），由撤销表空间统一管理（替代传统手动回滚段）。

查看段信息

SELECT segment_name, segment_type, tablespace_name
FROM dba_segments
WHERE owner = 'SCOTT';

3. 区（Extent）

定义：
区是Oracle分配存储空间的最小逻辑单元，由一组连续的数据块组成。段在扩展时会分配新的区。

特点

连续分配：区内的数据块物理连续，提高I/O效率。
自动扩展：当段需要更多空间时，Oracle自动分配新区。
管理方式：
- 字典管理表空间（已淘汰）：通过数据字典表管理区分配。
- 本地管理表空间（默认）：通过位图（Bitmap）在数据文件头部管理区分配，更高效。

4. 数据块（Data Block）

定义：
数据块是Oracle中最小的I/O单元，也是存储数据的物理基础。块大小由参数DB_BLOCK_SIZE定义（通常为8KB），可在创建数据库时指定。

块结构

组成部分	描述
块头（Header）	包含块元数据（如块地址、事务槽）。
表目录	记录该块所属的表或索引。
行目录	存储块内每行的位置信息。
空闲空间	未使用的空间，用于插入新数据或更新现有数据。
行数据	实际存储的数据行。

块管理优化

PCTFREE：指定块中保留的空闲空间比例（默认为10%），用于未来更新。
PCTUSED（仅适用于手动段管理）：当块使用率低于此值时，块可重新插入数据（已废弃，ASSM自动管理）。

5. 存储层次关系

表空间 → 段 → 区 → 数据块
例如：
1. 用户表EMP存储在USERS表空间中。
2. EMP表对应一个数据段，该段由多个区组成。
3. 每个区包含若干连续的数据块。
4. 数据块实际存储表中的行数据。

6. 实际应用示例

创建表并指定表空间

CREATE TABLE scott.employee (
emp_id NUMBER,
name VARCHAR2(50)
)
TABLESPACE users_data;

监控存储分配

-- 查看表空间使用情况
SELECT tablespace_name, sum(bytes)/1024/1024 AS "Size(MB)"
FROM dba_data_files
GROUP BY tablespace_name;

-- 查看段的空间占用
SELECT segment_name, bytes/1024/1024 AS "Size(MB)"
FROM dba_segments
WHERE owner = 'SCOTT';