oracle高水位线详解.docx
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oracle高水位线详解.docx
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oracle高水位线详解
一.ORACLE的逻辑存储管理
ORACLE在逻辑存储上分4个粒度:
表空间,段,区和块.
1.1块
是粒度最小的存储单位,现在标准的块大小是8K,ORACLE每一次I/O操作也是按块来操作的,也就是说当ORACLE从数据文件读数据时,是读取多少个块,而不是多少行. 每一个Block里可以包含多个row.
1.2区
由一系列相邻的块而组成,这也是ORACLE空间分配的基本单位,举个例子来说,当我们创建一个表时,首先ORACLE会分配一区的空间给这个表,随着不断的INSERT数据到该表,原来的这个区容不下插入的数据时,ORACLE是以区为单位进行扩展的,也就是说再分配多少个区给该表,而不是多少个块.
1.3段
是由一系列的区所组成,一般来说,当创建一个对象时(表,索引),就会分配一个段给这个对象.所以从某种意义上来说,段就是某种特定的数据.如CREATETABLEbh_apply,这个段就是数据段,而CREATEINDEXONbh_apply(NAME),ORACLE同样会分配一个段给这个索引,但这是一个索引段了.查询段的信息可以通过数据字典:
SELECT*FROMUSER_SEGMENTS来获得.
1.4表空间
包含段,区及块.表空间的数据物理上储存在其所在的数据文件中.一个数据库至少要有一个表空间.
当我们创建了一个表,即使我没有插入任何一行记录,ORACLE还是给它分配了8个块.当然这个跟建表语句的INITIAL参数及MINEXTENTS参数有关.如:
STORAG
(
INITIAL64K
MINEXTENTS1
MAXEXTENTSUNLIMITED
);
也就是说,在这个对象创建以后,ORACLE至少给它分配一个区,初始大小是64K,一个标准块的大小是8K,刚好是8个BLOCK.
二. 高水线(HighWaterMark)
2.1Oracle表段中的高水位线HWM
在Oracle数据的存储中,可以把存储空间想象为一个水库,数据想象为水库中的水。
水库中的水的位置有一条线叫做水位线,在Oracle中,这条线被称为高水位线(High-wartermark,HWM)。
在数据库表刚建立的时候,由于没有任何数据,所以这个时候水位线是空的,也就是说HWM为最低值。
当插入了数据以后,高水位线就会上涨,但是这里也有一个特性,就是如果你采用delete语句删除数据的话,数据虽然被删除了,但是高水位线却没有降低,还是你刚才删除数据以前那么高的水位。
也就是说,这条高水位线在日常的增删操作中只会上涨,不会下跌。
HWM通常增长的幅度为一次5个数据块.
Select语句会对表中的数据进行一次扫描,但是究竟扫描多少数据存储块呢,这个并不是说数据库中有多少数据,Oracle就扫描这么大的数据块,而是Oracle会扫描高水位线以下的数据块。
现在来想象一下,如果刚才是一张刚刚建立的空表,你进行了一次Select操作,那么由于高水位线HWM在最低的0位置上,所以没有数据块需要被扫描,扫描时间会极短。
而如果这个时候你首先插入了一千万条数据,然后再用delete语句删除这一千万条数据。
由于插入了一千万条数据,所以这个时候的高水位线就在一千万条数据这里。
后来删除这一千万条数据的时候,由于delete语句不影响高水位线,所以高水位线依然在一千万条数据这里。
这个时候再一次用select语句进行扫描,虽然这个时候表中没有数据,但是由于扫描是按照高水位线来的,所以需要把一千万条数据的存储空间都要扫描一次,也就是说这次扫描所需要的时间和扫描一千万条数据所需要的时间是一样多的。
所以有时候有人总是经常说,怎么我的表中没有几条数据,但是还是这么慢呢,这个时候其实奥秘就是这里的高水位线了。
那有没有办法让高水位线下降呢,其实有一种比较简单的方法,那就是采用TRUNCATE语句进行删除数据。
采用TRUNCATE语句删除一个表的数据的时候,类似于重新建立了表,不仅把数据都删除了,还把HWM给清空恢复为0。
所以如果需要把表清空,在有可能利用TRUNCATE语句来删除数据的时候就利用TRUNCATE语句来删除表,特别是那种数据量有可能很大的临时存储表。
在手动段空间管理(ManualSegmentSpaceManagement)中,段中只有一个HWM,但是在Oracle9iRelease1才添加的自动段空间管理(AutomaticSegmentSpaceManagement)中,又有了一个低HWM的概念出来。
为什么有了HWM还又有一个低HWM呢,这个是因为自动段空间管理的特性造成的。
在手段段空间管理中,当数据插入以后,如果是插入到新的数据块中,数据块就会被自动格式化等待数据访问。
而在自动段空间管理中,数据插入到新的数据块以后,数据块并没有被格式化,而是在第一次访问这个数据块的时候才格式化这个块。
所以我们又需要一条水位线,用来标示已经被格式化的块。
这条水位线就叫做低HWM。
一般来说,低HWM肯定是低于等于HWM的。
2.2修正ORACLE表的高水位线
在ORACLE中,执行对表的删除操作不会降低该表的高水位线。
而全表扫描将始终读取一个段(extent)中所有低于高水位线标记的块。
如果在执行删除操作后不降低高水位线标记,则将导致查询语句的性能低下。
rebuild,truncate,shrink,move 等操作会降低高水位。
2.2.1执行表重建指令
altertabletable_namemove;
在线转移表空间altertabletab_namemovetablespacetbs_name;
当你创建了一个对象如表以后,不管你有没有插入数据,它都会占用一些块,ORACLE也会给它分配必要的空间.同样,用ALTERTABLEMOVE释放自由空间后,还是保留了一些空间给这个表.
ALTERTABLE... MOVE后面不跟参数也行,不跟参数表还是在原来的表空间,Move后记住重建索引.
alter index index_namerebuild;
alter index pk_namerebuild;
如果我们需要move索引,则使用rebuild语法
alter index index_namerebuildtablespacetbs_name;
alter index pk_namerebuildtablespacetbs_name;
如果以后还要继续向这个表增加数据,没有必要move,只是释放出来的空间,只能这个表用,其他的表或者segment无法使用该空间。
2.2.2执行表压缩命令
altertabletable_nameshrinkspace;
此命令为Oracle10g新增功能,再执行该指令之前必须允许行移动
altertabletable_nameenablerowmovement;
注意:
①:
使用move时,会改变一些记录的ROWID,所以MOVE之后索引会变为无效,需要REBUILD。
②:
使用shrinkspace时,索引会自动维护。
如果在业务繁忙时做压缩,可以先shrinkspacecompact,来压缩数据而不移动HWM,等到不繁忙的时候再shrinkspace来移动HWM。
③:
索引也是可以压缩的,压缩表时指定Shrinkspacecascade会同时压缩索引,也可以alterindexxxxshrinkspace来压缩索引。
④:
shrinkspace需要在表空间是自动段空间管理的,所以system表空间上的表无法shrinkspace。
2.2.3重建表
复制要保留的数据到临时表t,drop原表,然后rename临时表t为原表
2.3.4用逻辑导入导出:
Emp/Imp
2.3.5.Alter tabletable_namedeallocateunused
DEALLOCATEUNUSED为释放HWM上面的未使用空间,但是并不会释放HWM下面的自由空间,也不会移动HWM的位置.
2.3.6推荐使用truncate.
2.3.7 一些注意事项
(1)如果是INEXTENT,可以使altertabletablenamedeallocateunused将HWM以上所有没使用的空间释放。
(2)如果MINEXTENT>HWM则释放MINEXTENTS以上的空间。
如果要释放HWM以上的空间则使用KEEP0。
SQL>altertabletablesnamedeallocateunusedkeep0;
(3)truncatetabledropstorage(缺省值)命令可以将MINEXTENT之上的空间完全释放(交还给操作系统),并且重置HWM。
(4)如果仅是要移动HWM,而不想让表长时间锁住,可以用truncatetablereusestorage,仅将HWM重置。
(5)ALTERTABLEMOVE会将HWM移动,但在MOVE时需要双倍的表空间,而且如果表上有索引的话,需要重构索引
(6)DELETE表不会重置HWM,也不会释放自由的空间(也就是说DELETE空出来的空间只能给对象本身将来的INSERT/UPDATE使用,不能给其它的对象使用)
(7)可以使用altertabletest_tabshrinkspace命令来联机移动hwm,
(8)如果要同时压缩表的索引,可以发布:
altertabletest_tabshrinkspacecascade
2.4HWM特点
2.4.1界定一个段中使用的块和未使用的块
ORACLE用HWM来界定一个段中使用的块和未使用的块.
举个例子来说,当我们创建一个表时,ORACLE就会为这个对象分配一个段.在这个段中,即使我们未插入任何记录,也至少有一个区被分配,第一个区的第一个块就称为段头(SEGMENTHEADE),段头中就储存了一些信息,其中HWM的信息就存储在此.
此时,因为第一个区的第一块用于存储段头的一些信息,虽然没有存储任何实际的记录,但也算是被使用,此时HWM是位于第2个块.当我们不断插入数据到表后,第1个块已经放不下后面新插入的数据,此时,ORACLE将高水位之上的块用于存储新增数据,同时,HWM本身也向上移.也就是说,当我们不断插入数据时,HWM会往不断上移,这样,在HWM之下的,就表示使用过的块,HWM之上的就表示已分配但从未使用过的块.
2.4.2HWMinsert上移delete不会下移
在插入数据时,当现有空间不足而进行空间的扩展时会向上移,但删除数据时不会往下移.
ORACLE不会释放空间以供其他对象使用,有一条简单的理由:
由于空间是为新插入的行保留的,并且要适应现有行的增长。
被占用的最高空间称为最高使用标记(HWM),
2.4.3HWM的信息存储在段头当中.
HWM本身的信息是储存在段头.在段空间是手工管理方式时,ORACLE是通过FREELIST(一个单向链表)来管理段内的空间分配.在段空间是自动管理方式时(ASSM),ORACLE是通过BITMAP来管理段内的空间分配.
2.4.4.ORACLE的全表扫描是读取高水位标记(HWM)以下的所有块.
所以问题就产生了.当用户发出一个全表扫描时,ORACLE始终必须从段头一直扫描到HWM,即使它什么也没有发现。
该任务延长了全表扫描的时间。
2.4.5直接路径插入HWM会自动增大
当用直接路径插入行时,即使HWM以下有空闲的数据库块,键入在插入数据时使用了append关键字,则在插入时使用HWM以上的数据块,此时HWM会自动增大。
例如,通过直接加载插入(用APPEND提示插入)或通过SQL*LOADER直接路径,数据块直接置于HWM之上。
它下面的空间就浪费掉了。
三.相关测试
1)创建测试表
SQL>createtablett(idnumber);
SQL>SELECTsegment_name,segment_type,blocksFROMdba_segments WHEREsegment_name='TT';
SQL>SELECTtable_name,num_rows,blocks,empty_blocksFROMuser_tables WHEREtable_name='TT';
2)向表中插入一些测试数据
3)查看表的信息
SQL>SELECTsegment_name,segment_type,blocksFROMdba_segments WHEREsegment_name='TT';
此时表TT占用的数据库已经是24个了。
但是user_tables显示的信息还是为空。
因为没有做统计分析。
4)收集统计信息
SQL>execDBMS_STATS.GATHER_TABLE_STATS('SYS','TT');
此时user_tables已经有了数据,显示的使用了20个数据块。
但是empty_blocks还是为空。
这里要注意的地方。
这个字段只有使用analyze收集统计信息之后才会有数据。
5)使用analyze收集统计信息
SQL>ANALYZETABLETTCOMPUTESTATISTICS;
6)delete数据,不会降低高水位
7)truncate表,可以降低高水位
SQL>truncatetablett;
SQL> SELECTsegment_name,segment_type,blocksFROMdba_segments WHEREsegment_name='TT';
SQL>SELECTtable_name,num_rows,blocks,empty_blocksFROMuser_tables WHEREtable_name='TT';
SQL>execdbms_stats.gather_table_stats('SYS','TT');
SQL>SELECTtable_name,num_rows,blocks,empty_blocksFROMuser_tables WHEREtable_name='TT';
段的信息已经改变,但是empty_blocks段没有改变,该段只有使用analyze才能改变。
SQL>analyzetablettcomputestatistics;
SQL>SELECTtable_name,num_rows,blocks,empty_blocksFROMuser_tables WHEREtable_name='TT';
总共8个数据块,8个为空。
四.Altertablemove和Shrink区别
altertablemove跟shrinkspace的区别
Move从segment的底部开始,move这些rows到segment的头部。
Shrink则是delete/insert相结合,这样会产生非常多的UNDO和REDO。
4.1Shrink
在10g之后,整理碎片消除行迁移的新增功能shrinkspace
SQL>altertable
compact:
这个参数当系统的负载比较大时可以用,不降低HWM。
如果系统负载较低时,直接用altertabletable_nameshrinkspace就一步到位了
cascade:
这个参数是在shrinktable的时候自动级联索引,相当于rebulidindex。
以下SQL基于普通表
shrink必须开启行迁移功能。
altertabletable_nameenablerowmovement;
保持HWM,相当于把块中数据打结实了
altertabletable_nameshrinkspacecompact;
回缩表与降低HWM
altertabletable_nameshrinkspace;
回缩表与相关索引,降低HWM
altertabletable_nameshrinkspacecascade;
回缩索引与降低HWM
alterindexindex_nameshrinkspace
虽然在10g中可以用shrink,但也有些限制:
1).对cluster,clustertable,或具有Long,lob类型列的对象不起作用。
2).不支持具有function-basedindexes或bitmapjoinindexes的表
3).不支持mapping表或index-organized表。
4).不支持compressed表
4.2Move
通过desctable_name来检查表中是否有LOB字段,如果表没有LOB字段,直接altertablemove;然后rebuildindex
如果表中包含了LOB字段,如用如下SQL:
SQL>altertableowner.table_namemovetablespacetablespace_namelob(lob_column)storeaslobsegmenttablespacetablespace_name;
也可以单独movelob,但是表上的index同样会失效.所以在操作结束,需要对索引进行rebuild。
SQL>altertableowner.table_namemovelob(lob_column)storeaslobsegmenttablespacetablespace_name;
索引的rebuild:
首先用下面的SQL查看表上面有哪类索引:
SELECTa.owner,
a.index_name,
a.index_type,
a.partitioned,
a.status,
b.statusp_status,
posite
FROM dba_indexesa
LEFTJOIN
dba_ind_partitionsb
ONa.owner=b.index_ownerANDa.index_name=b.index_name
WHEREa.owner='&owner'ANDa.table_name='&table_name';
对于普通索引直接rebuildonlinenologgingparallel,
对于分区索引,必须单独rebuild每个分区,
对于组合分区索引,必须单独rebuild每个子分区。
Move通过移动数据来来降低HWM,因此需要更多的磁盘空间。
Shrink通过delete和insert,会产生较多的undo和redo。
shrinkspace收缩到数据存储的最小值,altertablemove(不带参数)收缩到initial指定值,也可以用altertabletestmovestorage(initial500k)指定收缩的大小,这样可以达到shrinkspace效果。
总之,使用Move效率会高点,但是会导致索引失效。
Shrink会产生undo和redo,速度相对也慢一点。
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