Oracle存储空间管理及应用方案.docx

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Oracle存储空间管理及应用方案

Oracle存储空间管理及应用

摘要：

本文详细介绍了Oracle存储架构及其存储体系的管理和应用，包括表空间、回滚段、临时表等，还对其在管理和应用时常见的错误进行了分析探讨

主题词：

Oracle技术表空间数据文件回滚段临时表错误

一、引言

数据库空间的有效使用和维护不仅是数据库管理的重要工作，也是大多数开发人员所关心的内容，它直接关系到数据库性能的发挥。

Oracle提供了不少方法用于数据空间的使用、监控和维护，同时也在各版本中陆续对这方面的功能进行了增强，目的在于简化这方面工作的复杂度，提高应用的运行效率。

本文希望通过系统地介绍这方面的有关概念，让大家能更好地规划使用数据空间，正确使用Oracle提供的有关功能特性，提高应用的执行效率。

二、Oracle数据库的存储体系及有关概念

2.1Oracle数据库的逻辑结构

从应用者的角度来考察数据库的组成。

自下向上，数据库的逻辑结构共有6层：

2.2Oracle数据库的存储结构

数据库的存储结构指逻辑结构在物理上的实现，共有3层

其中：

 数据文件：

用于存放所有的数据，以DBF为扩展名。

日志文件：

记录了对数据库进行的所有操作，以LOG为扩展名。

控制文件：

记录了数据库所有文件的控制信息，以CTL为扩展名。

综上，Oracle数据库的数据存储空间在逻辑上分为多个表空间，每个表空间由系统中的一个或多个物理数据文件构成；Oracle存储数据的基本单位是块，其大小在建库时由DB_BLOCK_SIZE参数确定，一个或多个连续的块构成一个区间（EXTENT），它作为数据对象存储的基本单位来使用。

在Oracle中，每个基本数据对象使用的空间称为段（SEGMENT），段存放在唯一的表空间上，每个段实际上是一系列区片（更为准确地是数据块）的集合。

每个简单数据对象对应一个段；对于分区对象如分区表、索引，则每个（子）分区对应一个段，由各个（子）分区共同构成一个完整的数据对象。

名词解释：

表空间（Tablespace）：

为数据库提供使用空间的逻辑结构，其对应物理结构是数据文件，一个表空

间可以包含多个数据文件。

表空间可分为System表空间、非System表空间和回滚段表空间，其中，System表空间是安装数据库时自动建立的，它包含数据库的全部数据字典，存储过程、包、函数和触发器的定义以及系统回滚段。

除此之外，还能包含用户数据。

段（Segment）:

数据库一种逻辑结构，如表段，索引段，回滚段等，段存在于表空间中，并对应一定的存储空间，共有四种类型的段：

Ø表/数据（Table/Data）：

保存表数据

Ø索引（Index）：

保存索引数据

Ø回滚（Rollback）：

保存回滚数据，用于回滚一次事务处理，以及保持读操作一致性

Ø临时（Temporary）：

用于满足排序的需要，比如查询和索引创建中的ORDERBY从句

区间（Extent）:

段的存储可以分成一个或多个区间，每个区间占用一定数量的数据块（block）

块（Block）:

数据库最小的存储单位，由Block参数（db_block_size）指定

三、表空间及数据文件

3.1表空间简介

通常，有以下几种类型的表空间（除数据表空间需用户自己创建外，其它6种表空间在数据库创建时均会默认建立1个）：

3.1.1系统表空间（SYSTEM）

系统表空间是每个Oracle数据库都必须具备的部分，是安装数据库时自动建立的。

它包含数据库的全部数据字典，存储过程、包、函数和触发器的定义以及系统回滚段等管理数据库自身所需的信息。

一般来说，应该尽量避免在SYSTEM表中存储非SYSTEM用户的对象。

因为这样会带来数据库维护和管理的很多问题。

一旦SYSTEM表空间损坏了，只能重新生成数据库。

3.1.2临时表空间（TEMP）

临时表空间并不包含真正的数据，临时表空间中存储数据库中动态生成的对象，如排序操作或表连接时的临时数据等；临时表空间也是Oracle用于存储其所有临时表的所在。

在一些非常繁忙的数据库中，可能会存在多个临时表空间。

3.1.3工具表空间（TOOLS）

工具表空间用于保存数据库工具软件所需的数据库对象，如像OracleReports这样的工具软件在工作时就有自己的一组专用表。

OracleReports把这些表存放在数据库中。

大多数DBA都将支持工具运行所需的表存放在这个表空间中。

3.1.4用户表空间（USERS）

用户表空间用于存放用户的私有信息，用户的专用数据库对象。

3.1.5回滚表空间（RBS）

Oracle数据库需要在一个地方保存恢复（Undo）信息。

回滚表空间中存放数据库对象的回滚段，在出现失败和临时终止事务时，可以用回滚段使数据库对象退回到旧值。

3.1.6数据和索引表空间

数据表空间用来存放用户的应用数据，索引表空间用来存放应用数据对象的索引。

索引可以帮助Oracle迅速找到表中存放的数据。

3.2表空间的管理和使用

3.2.1创建表空间

创建表空间的脚本示例如下：

createtablespacets_namedatafile--创建名为ts-name的表空间

'c:

\oracle\oradata\file1.dbf'size100m,--表空间的文件1，大小为100M

'c:

\oracle\oradata\file2.dbf'size100m--表空间的文件2，大小为100M

minimumextent550k--最小区间大小为550K

[logging/nologging]--记录日志/不记录日志

defaultstorage（initial500k--初始大小为500K

next500k--下一个区大小为500K

maxextents500--最大区间数为500个

pctinccease0）--增量为0

[online/offline]--联机/脱机

[permanent/temporary]--永久/临时

【巡检实例】

--创建数据表空间

--数据文件e:

\oracle\oradata\qin\xjgl_data01.dbf，初始尺寸1G，可自动扩展，最大为5G

--存储属性：

初始大小10M,下一个大小10M,增量为0，最大数量为500

createtablespacexjgl_datadatafile'e:

\oracle\oradata\qin\xjgl_data01.dbf'size1000M

autoextendonnext500mmaxsize5000m

defaultstorage（initial10Mnext10Mmaxextents500pctincrease0）;

--创建索引表空间（最好跟数据表空间建在不同的磁盘上）

--数据文件：

e:

\oracle\oradata\qin\xjgl_idx01.dbf，初始尺寸500G，可自动扩展，最大为2G

--存储属性：

初始大小5M,下一个大小5M,增量为0，最大数量为400

createtablespacexjgl_idxdatafile'e:

\oracle\oradata\qin\xjgl_idx01.dbf'size500M

autoextendonnext250mmaxsize2000m

defaultstorage（initial5Mnext5Mmaxextents400pctincrease0）;

--创建LOB段表空间

--数据文件：

e:

\oracle\oradata\qin\xjgl_idx01.dbf，初始尺寸500G，可自动扩展，最大为1G

--存储属性：

初始大小5M,下一个大小5M,增量为0，最大数量为100

createtablespacexjgl_data_lobsdatafile'e:

\oracle\oradata\qin\xjgl_data_lobs01.dbf'size500M

autoextendonnext250mmaxsize1000m

defaultstorage（initial10Mnext10Mmaxextents100pctincrease0）;

3.2.2改变表空间尺寸

为表空间增加新的数据文件其脚本如下所示:

altertablespacexjgl_dataadddatafile'e:

\oracle\oradata\qin\xjgl_data02.dbf'size200m

调整数据文件尺寸其脚本如下所示:

alterdatabasedatafile'e:

\oracle\oradata\qin\xjgl_data01.dbf'resize400m

允许（或禁止）数据文件的自动扩展其脚本如下所示

alterdatabasedatafile'e:

\oracle\oradata\qin\xjgl_data02.dbf'

autoextendonnext10mmaxsize500m;

改变数据文件的可用性其脚本如下所示

alterdatabasedatafile'e:

\oracle\oradata\qin\xjgl_data02.dbf'online[offline]

Ø以上调整通过OracleDBAStudio进行也可

Ø调整数据文件尺寸时，如果是减小，不能减小到小于已用到空间数量

3.2.3改变表空间状态和存储设置

表空间联机其脚本如下所示:

ALTERTABLESPACE"xjgl_data"ONLINE

表空间脱机其脚本如下所示:

ALTERTABLESPACE"xjgl_data"OFFLINENORMAL[TEMPORARY/IMMEDIATE/FORRECOVER]

设置表空间为只读

ALTERTABLESPACE"xjgl_data"READONLY

修改表空间的存储设置

ALTERTABLESPACE"xjgl_data"DEFAULTSTORAGE（…）

整理空间碎片

可通过先将某表空间用export导出，再用import将其导入实现

删除表空间

DROPTABLESPACE“xjgl_data”[includingcontents];

注：

1）表空间非空时，加上includingcontents关键字才可将其删除

2）删除表空间并不是删除正在使用的数据文件，必须使用操作系统删除数据数据文件

3.2.4表空间迁移

可通过下列步骤实现（只适用于非系统表空间。

不能用于回滚段、临时段的表空间）

1）置表空间状态为脱机

altertablespacexjgl_dataoffline;

2）使用操作系统命令来移动文件

$movee:

\oracle\oradata\qin\xjgl_data01.dbfe:

\

3）使用altertablespace来更改数据库中的文件名

alterdatabaserenamefile'e:

\oracle\oradata\qin\xjgl_data01.dbf'to'e:

\xjgl_data01.dbf';

4）重新置表空间状态为联机

altertablespacexjgl_dataonline;

3.3管理数据文件

数据文件是构成表空间和数据库的物理文件，存放在操作系统中。

数据文件管理使用时应注意以下几点：

1）初始化参数DB_FILES（默认为1024）设置一个实例可以建立的最大数据文件数。

当数据文件的个数达到初始化参数DB_FILES的值时，必须修改DB_FILES的值并重新启动数据库使修改生效。

2）归档模式下数据文件可以单独OFFLINE，而非归档模式数据文件不能正常OFFLINE。

3）数据文件的重命名和移植操作有两种方法实现。

对于单个非SYSTEM表空间的数据文件的转移或重命名可以在数据库打开的情况下完成，对于多个表空间或SYSTEM表空间的数据文件的转移或重命名，只能在数据库的MOUNT模式下进行。

4）Oracle没有办法删除已经加载到数据库的数据文件。

只能通过删除表空间的方式将表空间和它包含的全部数据文件删除，不能只删除一个单独的数据文件。

ALTERDATABASEDATAFILE……OFFLINEDROP语句只能使数据文件不再使用，并没有从数据库上真正删除掉数据文件。

5）初始化参数DB_BLOCK_CHECKSUM设置Oracle是否对BLOCK进行校验。

不管是否设置这个值，SYSTEM表空间都会进行校验。

如果设置为TRUE，那么DBWn进程会对每个写回磁盘的BLOCK进行校验计算，结果存放到BLOCK的头部。

Oracle下次读取该块时，会根据这个校验结果验证是否存在磁盘错误

3.4应用开发时的若干注意事项

1）在多磁盘系统，为提高数据库的性能，数据表空间和索引表空间应分别存储，回滚段（RBS）表空间和数据表空间分别存储，系统表（SYSTEM）空间与数据库中其它表空间分别存储。

2）创建表及其它对象时，要为其分配一个表空间，如果未指定表空间，则使用当前系统用户确省的表空间。

一般可以按如下步骤进行

A.用createuser命令建立用户并给其分配默认表空间和临时表空间，如

createuserXJGL_SAidentifiedbyxjgldefaulttablespacexjgl_datatemporarytablespacetemp;

B.给用户授权

grantconnect,resourcetoXJGL_SA;

C.更改以新建的用户（XJGL_SA）登陆

connectxjgl_sa/xjgl;

D.创建表及其它对象

这样建表时若不指定表空间，对象将会默认创建到xjgl_data表空间上

3）若表中存在大型对象LOB数据字段段，为提高数据库检索性能，一般都需要为LOB数据指定专用的表空间，并指定nocache参数（表示不这些LOB数据将不会存贮在内存中，以便在查询时获得最快的访问速度）

4）在建立索引时，如果不指定相应的索引表空间名，那么，该索引就会建立在数据表空间中。

这是程序员经常忽略的一个问题。

应该在建索引时，明确的指明相应的索引表空间（使用usingindextablespace子句）。

如

CREATETABLETEST

（NAMEVARCHAR2（30）PRIMARYKEY

USINGINDEX

TABLESPACExjgl_idx

PCTFREE0STORAGE（…）

AGENUMBER）;

5）创建触发器、存储过程、函数和包时都不能为其指定存储空间，它们都会被存储到系统（SYSTEM）表空间中

四、回滚段及临时表的使用

4.1回滚段

4.1.1回滚段概述

回滚段用于存放数据修改之前的值（包括数据修改之前的位置和值）。

回滚段头部包含正在使用的该回滚段事务的信息。

一个事务只能使用一个回滚段来存放它的回滚信息，而一个回滚段可以存放多个事务的回滚信息。

4.1.2回滚段的作用

事务回滚：

当事务修改表中数据的时候，该数据修改前的值（即前影像）会存放在回滚段中，当用户回滚事务（ROLLBACK）时，ORACLE将会利用回滚段中的数据前影像来将修改的数据恢复到原来的值。

事务恢复：

当事务正在处理的时候，例程失败，回滚段的信息保存在重做日志文件中，ORACLE将在下次打开数据库时利用回滚来恢复未提交的数据。

读一致性：

当一个会话正在修改数据时，其他的会话将看不到该会话未提交的修改。

而且，当一个语句正在执行时，该语句将看不到从该语句开始执行后的未提交的修改（语句级读一致性）。

当一个长时间的查询正在执行时，若其他会话改变了该查询要查询的某个数据块，ORACLE将利用回滚段的数据前影像来构造一个读一致性视图。

4.1.3回滚段的种类

系统回滚段：

当数据库创建后，将自动创建一个系统回滚段，该回滚段只用于存放系统表空间中对象的前影像。

非系统回滚段：

拥有多个表空间的数据库至少应该有一个非系统回滚段，用于存放非系统表空间中对象的数据前影像。

非系统回滚段又分为私有回滚段和公有回滚段，私有回滚段应在参数文件的ROLLBACKSEGMENTS参数中列出，以便例程启动时自动使其在线（ONLINE）。

公有回滚段在例程启动时自动在线。

DEFERED（延迟）回滚段：

该回滚段在表空间离线（OFFLINE）时由系统自动创建，当表空间再次在线（ONLINE）时由系统自动删除，用于存放表空间离线时产生的回滚信息。

4.1.4回滚段的使用

分配回滚段：

当事务开始时，ORACLE将为该事务分配回滚段，并将拥有最少事务的回滚段分配给该事务。

事务可以用以下语句申请指定的回滚段：

SETTRANSTRACTIONUSEROLLBACKSEGMENTrollback_segment

事务将以顺序，循环的方式使用回滚段的区（EXTENTS），当当前区用满后移到下一个区。

几个事务可以写在回滚段的同一个区，但每个回滚段的块只能包含一个事务的信息。

回滚段的扩展（EXTEND）：

当当前回滚段区的所有块用完而事务还需要更多的回滚空间时，回滚段的指针将移到下一个区。

当最后一个区用完，指针将移到第一个区的前面。

回滚段指针移到下一个区的前提是下一个区没有活动的事务，同时指针不能跨区。

当下一个区正在使用时，事务将为回滚段分配一个新的区，这种分配称为回滚段的扩展。

回滚段将一直扩展到该回滚段区的个数到达回滚段的参数MAXEXTENTS的值时为止

回滚段的回收:

OPTIMAL（最佳大小）参数指明回滚段空闲时收缩到的位置，指明回滚段的OPTIMAL参数可以减少回滚段空间的浪费。

4.1.5回滚段常用操作

创建回滚段

CREATE[PUBLIC]ROLLBACKSEGMENTrollback_segment

[TABLESPACEtablespace]

[STORAGE（[INITIALinteger[K|M]][NEXTinteger[K|M]]

[MINEXTENTSinteger]

[MAXTENTS{integer|UNLIMITED}]

[OPTIMAL{integer[K|M]|NULL}]）]

注：

Ø回滚段可以在创建时指明PRIVATE或PUBLIC，一旦创建将不能修改。

ØMINEXTENTS必须大于等于2

ØPCTINCREASE必须是0

ØOPTIMAL如果要指定，必须大于等于回滚段的初始大小（由MINEXTENTS指定）

建议：

Ø一般情况下，INITIAL=NEXT

Ø设置OPTIMAL参数来节约空间的使用

Ø不要设置MAXEXTENTS为UNLIMITED

Ø回滚段应创建在一个特定的回滚段表空间内

使回滚段在线

当回滚段创建后，回滚段是离线的，不能被数据库使用，为了使回滚段被事务利用，必须将回滚段在线。

可以用以下命令使回滚段在线：

ALTERROLLBACKSEGMENTrollback_segmentONLINE;

为了使回滚段在数据库启动时自动在线，可以在数据库的参数文件中列出回滚段的名字。

例如在参数文件中加入以下一行

ROLLBACK_SEGMENT=（rbs01,rbs02）

修改回滚段的存储参数

可以使用ALTERROLLBACKSEGMENT命令修改回滚段的存储参数（包括OPTIMAL，MAXEXTENTS）。

ALTERROLLBACKSEGMENTrollback_segment

[STORAGE（[NEXTinteger[K|M]]

[MINEXTENTSinteger]

[MAXEXTENTS{integer|UNLIMITED}]

[OPTIMAL{integer[K|M]|NULL}]）]

回收回滚段的空间

如果指定了回滚段的OPTIMAL参数，ORACLE将自动回收回滚段到OPTIMAL指定的位置。

用户也可以手动回收回滚段的空间。

语法：

ALTERROLLBACKSEGMENTrollback_segmentSHRINK[TOinteger[K|M]];

如果不指明TOinteger的数值，ORACLE将试图回收到OPTIMAL的位置。

使回滚段离线

为了达到以下两个目的需要回滚段离线：

Ø阻止新的事务使用该回滚段；

Ø该回滚段必须删除。

ALTERROLLBACKSEGMENTrollback_segmentOFFLINE;

如果有事务正在使用该回滚段，运行该命令后，回滚段的状态将是PENDINGOFFLINE。

事务结束后，状态将改为OFFLINE，可以通过V$ROLLSTAT查询回滚段的状态。

删除回滚段

当回滚段不再需要或要重建以改变INITIAL，NEXT或MINEXTENTS参数时，可以将其删除。

DROPROLLBACKSEGMENTrollback_segment;

查询回滚段的信息

所用数据字典：

DBA_ROLLBACK_SEGS

可以查询的信息：

回滚段的标识（SEGMENT_ID）、名称（SEGMENT_NAME）、所在表空间（TABLESPACE_NAME）、类型（OWNER）、状态（STATUS）。

如：

SQL>SELECTsegment_name,tablespace_name,owner,statusFROMdba_rollback_segs;

回滚段的统计信息

所用数据字典：

V$ROLLNAME,V$ROLLSTAT如：

SQL>SELECTn.name,s.extents,s.rssize,s.optsize,s.hwmsize,s.xacts,s.statusFROMv$rollnamen,

v$rollstatsWHEREn.usn=s.usn;

查看回滚段的当前活动事务

所用数据字典：

V$SESSION,V$TRANSACTION。

如

SQL>SELECTs.username,t.xidusn,t.ubafil,t.ubablk,t.used_ublk

FROMv$sessions,v$transactiont

WHEREs.saddr=t.ses_addr;

回滚段的数量规划

对于OLTP系统，存在大量的小事务处理，一般建议：

数量多的小回滚段；每四个事务一个回滚段；每个回滚段不要超过十个事务。

对于批处理，一般建议：

数量少的大回滚段；每个事务一个回滚段。

4.2临时表的使用

4.2.1临时表的基本概念

Oracle临时表用来保存事务或会话期间的中间结果。

在临时表中保存的数据只有对当前会话是可见的，任何会话都不能看到其他会话的数据，即使在当前会话提交数据以后也是不可见的。

一个会话从来不阻塞另一个会话使用临时表。

即使锁定临时表，一个会话也不会阻塞其他会话使用临时表。

临时表将从用户临时表空间中分配空间，或者如果从有定义权的程序中访问，将使用程序所有者的临时表空间。

全局临时表实际上只是表本身的模板，不包含数据。

创建临时表的行为不包括