整理Oracle數據庫碎片
2024-08-29 13:43:49
供稿：網友
我們知道， Oracle 作為一種大型數據庫，廣泛應用于金融、郵電、電力、民航等數據吞吐量巨大，計算機網絡廣泛普及的重要部門。對于系統治理員來講，如何保證網絡穩定運行，如何提高數據庫性能，使其更加安全高效，就顯得尤為重要。 作為影響數據庫性能的一大因素 -- 數據庫碎片，應當引起 DBA 的足夠重視，及時發現并整理碎片乃是 DBA 一項基本維護內容。
1 、碎片是如何產生的
---- 當生成一個數據庫時，它會分成稱為表空間（ Tablespace ）的多個邏輯段（ Segment ），如系統（ System ）表空間 , 臨時（ Temporary ）表空間等。一個表空間可以包含多個數據范圍（ Extent ）和一個或多個自由范圍塊，即自由空間（ Free Space ）。
---- 表空間、段、范圍、自由空間的邏輯關系如下：
---- 當表空間中生成一個段時，將從表空間有效自由空間中為這個段的初始范圍分配空間。在這些初始范圍布滿數據時，段會請求增加另一個范圍。這樣的擴展過程會一直繼續下去，直到達到最大的范圍值，或者在表空間中已經沒有自由空間用于下一個范圍。最理想的狀態就是一個段的數據可被存在單一的一個范圍中。這樣，所有的數據存儲時靠近段內其它數據，并且尋找數據可少用一些指針。但是一個段包含多個范圍的情況是大量存在的，沒有任何措施可以保證這些范圍是相鄰存儲的，如圖〈 1 〉。當要滿足一個空間要求時，數據庫不再合并相鄰的自由范圍（除非別無選擇），而是尋找表空間中最大的自由范圍來使用。這樣將逐漸形成越來越多的離散的、分隔的、較小的自由空間，即碎片。例如：
2 、碎片對系統的影響
---- 隨著時間推移，基于數據庫的應用系統的廣泛使用，產生的碎片會越來越多，將對數據庫有以下兩點主要影響：
---- （ 1 ）導致系統性能減弱
---- 如上所述，當要滿足一個空間要求時，數據庫將首先查找當前最大的自由范圍，而 " 最大 " 自由范圍逐漸變小，要找到一個足夠大的自由范圍已變得越來越困難，從而導致表空間中的速度障礙，使數據庫的空間分配愈發遠離理想狀態；
---- （ 2 ）浪費大量的表空間
---- 盡管有一部分自由范圍（如表空間的 pctincrease 為非 0 ）將會被 SMON （系統監控）后臺進程周期性地合并，但始終有一部分自由范圍無法得以自動合并，浪費了大量的表空間。
3 、自由范圍的碎片計算
---- 由于自由空間碎片是由幾部分組成，如范圍數量、最大范圍尺寸等，我們可用 FSFI--Free Space Fragmentation Index （自由空間碎片索引）值來直觀體現：
FSFI=100*SQRT(max(extent)/sum(extents))*1/SQRT(SQRT(count(extents)))
---- 可以看出， FSFI 的最大可能值為 100 （一個理想的單文件表空間）。隨著范圍的增加， FSFI 值緩慢下降，而隨著最大范圍尺寸的減少， FSFI 值會迅速下降。
---- 下面的腳本可以用來計算 FSFI 值：
rem FSFI Value Compute
rem fsfi.sql
column FSFI format 999,99
select tablespace_name,sqrt(max(blocks)/sum(blocks))*
(100/sqrt(sqrt(count(blocks)))) FSFI
from dba_free_space
group by tablespace_name order by 1;
spool fsfi.rep;
/
spool off;
---- 比如，在某數據庫運行腳本 fsfi.sql, 得到以下 FSFI 值：
TABLESPACE_NAME FSFI
------------------------------ -------
RBS 74.06
SYSTEM 100.00
TEMP 22.82
TOOLS 75.79
USERS 100.00
USER_TOOLS 100.00
YDCX_DATA 47.34
YDCX_IDX 57.19
YDJF_DATA 33.80
YDJF_IDX 75.55
---- 統計出了數據庫的 FSFI 值，就可以把它作為一個可比參數。在一個有著足夠有效自由空間，且 FSFI 值超過 30 的表空間中，很少會遇見有效自由空間的問題。當一個空間將要接近可比參數時，就需要做碎片整理了。
4 、自由范圍的碎片整理
---- （ 1 ）表空間的 pctincrease 值為非 0
---- 可以將表空間的缺省存儲參數 pctincrease 改為非 0 。一般將其設為 1 ，如：
alter tablespace temp
default storage(pctincrease 1);
---- 這樣 SMON 便會將自由范圍自動合并。
也可以手工合并自由范圍：
alter tablespace temp coalesce;
5 、段的碎片整理
---- 我們知道，段由范圍組成。在有些情況下，有必要對段的碎片進行整理。要查看段的有關信息，可查看數據字典 dba_segments ，范圍的信息可查看數據字典 dba_extents 。假如段的碎片過多，將其數據壓縮到一個范圍的最簡單方法便是用正確的存儲參數將這個段重建，然后將舊表中的數據插入到新表，同時刪除舊表。這個過程可以用 Import/EXPort （輸入 / 輸出）工具來完成。
---- Export （）命令有一個（壓縮）標志，這個標志在讀表時會引發 Export 確定該表所分配的物理空間量，它會向輸出轉儲文件寫入一個新的初始化存儲參數 -- 等于全部所分配空間。若這個表關閉， 則使用 Import （）工具重新生成。這樣，它的數據會放入一個新的、較大的初始段中。例如：
exp user/passWord file=exp.dmp comPRess=Y grants=Y indexes=Y
tables=(table1,table2);
---- 若輸出成功，則從庫中刪除已輸出的表，然后從輸出轉儲文件中輸入表：
imp user/password file=exp.dmp commit=Y buffer=64000 full=Y
---- 這種方法可用于整個數據庫。
---- 以上簡單分析了 Oracle 數據庫碎片的產生、計算方法及整理，僅供參考。數據庫的性能優化是一項技術含量高，同時又需要有足夠耐心、認真細致的工作。
