Oracle數(shù)據(jù)庫中利用ASSM改善分段存儲

2024-08-29 13:33:35

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供稿：網(wǎng)友

    為了保持其最強(qiáng)大和最靈活數(shù)據(jù)庫的地位，Oracle在最近發(fā)布的幾個版本里一直都在創(chuàng)建新的機(jī)制來對表格和索引的存儲進(jìn)行簡化和分塊。從Oracle8i開始，Oracle開始在tablespace內(nèi)部將對象治理進(jìn)行自動化。第一個增強(qiáng)的地方原來叫做本地治理tablespace（或者簡寫作LMT）。在LMT里，Oracle將tablespace里的信息從數(shù)據(jù)字典的表格空間里移出去，而直接將其保存到tablespace自身里。這在Oracle9i里已經(jīng)成為了一個事實的標(biāo)準(zhǔn)，因為它減輕了數(shù)據(jù)字典的負(fù)擔(dān)。     表格空間的第二個主要增強(qiáng)的是自動分段空間治理（ASSM），它首次出現(xiàn)在Oracle9i里。有了ASSM，鏈接列表freelist被位圖所取代，它是一個二進(jìn)制的數(shù)組，能夠迅速有效地治理存儲擴(kuò)展和剩余區(qū)塊（free block），因此能夠改善分段存儲本質(zhì)。     治理空間的兩種方法     讓我們從比較這兩種空間治理開始：     本地治理tablespace（LMT）——LMT是通過把EXTENT MANAGEMENT LOCAL子句添加到tablespace的定義句法而實現(xiàn)的。和原來由字典治理的tablespace（DMT）不同，LMT會將擴(kuò)展治理自動化，并保持Oracle DBA不會被用來指定治理擴(kuò)展大小的NEXT存儲參數(shù)。這個原則唯一的例外是在NEXT和MINEXTENTS一起用在表格創(chuàng)建的時候。     自動區(qū)段空間治理（ASSM）——ASSM的tablespace是通過將SEGMENT SPACE MANAGEMENT AUTO子句添加到tablespace的定義句法里而實現(xiàn)的。通過使用位圖freelist取代傳統(tǒng)單向的鏈接列表freelist，ASSM的tablespace會將freelist的治理自動化，并取消為獨立的表格和索引指定PCTUSED、FREELISTS和FREELIST GROUPS存儲參數(shù)的能力。     Oracle值得贊揚的地方是，這兩個空間治理的方法都是可選的特性，而且Oracle的老手可能仍會使用更加具體的方法，只要他們愿意的話。要注重，位圖區(qū)段治理在Oracle9i里是可選的，而且只能在tablespace這一層實現(xiàn)，這一點是十分重要的。原有的系統(tǒng)還能夠繼續(xù)使用傳統(tǒng)方法來治理freelist。     位圖freelist挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的空間治理     在我討論位圖freelist和傳統(tǒng)的空間治理之前，讓我們看看位圖freelist是如何實現(xiàn)的。我會從使用區(qū)段空間治理自動參數(shù)創(chuàng)建tablespace開始：
　　
　　create tablespace
　　　 asm_lmt_ts
　　datafile
　　　 'c:/oracle/oradata/diogenes/asm_lmt.dbf'
　　size
　　　 5m
　　EXTENT MANAGEMENT LOCAL　　　 -- Turn on LMT
　　SEGMENT SPACE MANAGEMENT AUTO -- Turn on ASSM
　　;
　　
    一旦你定義好了tablespace，那么表格和索引就能夠使用各種方法很輕易地被移動到新的tablespace里。下面就是我進(jìn)行創(chuàng)建的代碼：
　　
　　
　　create table
　　　 new_cust
　　tablespace
　　　 assm_lmt_ts
　　as
　　　 select * from customer;
　　
　　alter index cust_name_idx rebuild tablespace assm_lmt_ts;
　
　
    要注重，當(dāng)表格或者索引被分配到這個tablespace以后，用于獨立對象的PCTUSED的值會被忽略，而Oracle9i會使用位圖數(shù)組來自動地治理tablespace里表格和索引的freelist。對于在LMT的tablespace內(nèi)部創(chuàng)建的表格和索引而言，這個NEXT擴(kuò)展子句是過時的，因為由本地治理的tablespace會治理它們。但是，INITIAL參數(shù)仍然是需要的，因為Oracle不可能提前知道初始表格加載的大小。對于ASSM而言，INITIAL最小的值是三個區(qū)塊。     關(guān)于一個萬能的方法對于Oracle來說是否是最好的方法還有一些爭論。在大型數(shù)據(jù)庫里，單獨的對象設(shè)置會帶來性能和存儲上的巨大不同。
PCTFREE的問題     PCTFREE參數(shù)是用來指定數(shù)據(jù)塊剩余空間大小的，這一空間為將來數(shù)據(jù)行的擴(kuò)展而保留。假如PCTFREE設(shè)置得不得當(dāng)，SQL的更新聲明就可能導(dǎo)致大量的數(shù)據(jù)行碎片和斷鏈。     數(shù)據(jù)行在剛保存的時候還很小，而在后來進(jìn)行了擴(kuò)展，在這種情況下，PCTFREE的設(shè)置就顯得尤其重要了。在這樣的系統(tǒng)里，通常會把PCTFREE設(shè)置成等于95，這就告訴Oracle要為數(shù)據(jù)行今后的擴(kuò)展保留95％的數(shù)據(jù)區(qū)段空間。     PCTUSED的問題     對PCTUSED不正確的設(shè)置（例如設(shè)得太小了）會導(dǎo)致SQL插入聲明性能的急劇下降。假如數(shù)據(jù)區(qū)塊剩余空間不是很多，那么在SQL插入操作的過程中就會產(chǎn)生過量的I/O，這是因為被重新使用的Oracle數(shù)據(jù)區(qū)塊會被迅速地填滿。從極端的角度來看，沒有正確地設(shè)置PCTUSED會導(dǎo)致數(shù)據(jù)區(qū)塊的剩余空間要比表格數(shù)據(jù)行的平均長度小。在這樣的情況下，Oracle會五次嘗試從freelist鏈取回區(qū)塊。在五次嘗試以后，Oracle會提升表格的水位，并為插入操作騰出五個新的數(shù)據(jù)塊。
    有了Oracle9i的ASSM，PCTUSED就不再控制表格數(shù)據(jù)塊的重新鏈接闕值了，但是你必須依靠Oracle的判定來確定區(qū)塊在什么時候會有足夠的剩余空間放置到freelist里。     盡管有了本地治理的tablespace和ASSM之后Oracle9i會忽略PCTUSED、FREELISTS和FREELIST GROUPS等參數(shù)，但是當(dāng)它們用于表格定義的時候，Oracle還是不會給出錯誤信息：
　　
　　SQL> create table
　　2 test_table
　　3 (c1 number)
　　4 tablespace
　　5 asm_test
　　6 pctfree 20 pctused 30
　　7 storage
　　8 ( freelists 23 next 5m ) ;
　　Table created.
　　
　　
    假如你不記得帶有ASSM的本地治理tablespace會略掉任何為PCTUSED、NEXT和FREELISTS所指定的值的話，這將是一個十分嚴(yán)重的問題。.     使用ASSM的一個巨大優(yōu)勢是，位圖freelist肯定能夠減輕緩沖區(qū)忙等待（buffer busy wait）的負(fù)擔(dān)，這個問題在Oracle9i以前的版本里曾是一個嚴(yán)重的問題。現(xiàn)在讓我們來仔細(xì)看看這個特性。     在沒有多個freelist的時候，每個Oracle表格和索引在表格的頭部都曾有一個數(shù)據(jù)塊，用來治理對象所使用的剩余區(qū)塊，并為任何SQL插入聲明所創(chuàng)建的新數(shù)據(jù)行提供數(shù)據(jù)塊。當(dāng)數(shù)據(jù)緩沖內(nèi)的數(shù)據(jù)塊由于被另一個DML事務(wù)處理鎖定而無法使用的時候，緩沖區(qū)忙等待就會發(fā)生。當(dāng)你需要將多個任務(wù)插入到同一個表格里的時候，這些任務(wù)就被強(qiáng)制等待，而同時Oracle會在同時分派剩余的區(qū)塊，一次一個。     有了ASSM之后，Oracle宣稱顯著地提高了DML并發(fā)操作的性能，因為（同一個）位圖的不同部分可以被同時使用，這樣就消除了尋找剩余空間的串行化。根據(jù)Oracle的測試結(jié)果，使用位圖freelist會消除所有分段頭部（對資源）的爭奪，還能獲得超快的并發(fā)插入操作（圖A）。 Oracle數(shù)據(jù)庫中利用ASSM改善分段存儲

圖A Oracle公司對使用位圖freelist進(jìn)行SQL插入操作的測試結(jié)果
ASSM的局限性盡管ASSM顯示出了令人激動的特性并能夠簡化Oracle DBA的工作，但是Oracle9i的位圖分段治理還是有一些局限性的：一旦DBA被分配之后，它就無法控制tablespace內(nèi)部的獨立表格和索引的存儲行為。大型對象不能夠使用ASSM，而且必須為包含有LOB數(shù)據(jù)類型的表格創(chuàng)建分離的tablespace。你不能夠使用ASSM創(chuàng)建臨時的tablespace。這是由排序時臨時分段的短暫特性所決定的。只有本地治理的tablespace才能夠使用位圖分段治理。使用超高容量的DML（例如INSERT、UPDATE和DELETE等）的時候可能會出現(xiàn)性能上的問題。

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