Управление пространством в табличных пространствах

Управление пространством (доступным «местом») осуществляется на нескольких уровнях. Вначале место выделяется для табличного пространства (путём изменения размеров файлов данных). Затем пространство внутри табличного пространства выделяется для сегментов (путём выделения экстентов). И наконец пространство внутри сегментов выделяется для строк. Это происходит путём управления битовыми масками (bitmaps) которые отслеживают сколько свободного места в каждом блоке.

Управление экстентами

Метод управления экстентами устанавливается для табличного пространства и применяется для вссех сегментов этого табличного пространства. Существует два метода управления: управление с помощью словаря (dictionary management) или локальное управление (local management). Разница предельно проста: всегда надо использовать local management; dictionary management никогда не надо использовать. Dictionary management пока ещё поддерживается, и только. Это ограничение для поддержки предыдущих версий Oracle.

Dictionary management использует две таблицы в словаре данных. SYS.UET$ содержит строки описывающие использованные экстенты и SYS.FET$ хранит информацию о свободных экстентах. Каждый раз когда БД необходимо добавить экстент к таблице, необходимо прочитать FET$ таблицу чтобы найти свободный экстент и затем выполнить DML команды к таблицам FET$ и UET$ так как экстент становится не свободным. Этот механизм существенно снижает производительность, так как все операции по управлению пространством в БД (они могут инициироваться параллельно) должны выполняться согласно механизму управления транзакциями.

Локальный механизм был введён начиная с версии 8i и стал значением по умолчанию начиная с версии 9i. Он использует битовую маску которая хранится в каждом файле данных. Каждый бит управляет определённым набором блоков и когда место выделяется, значение соответсвующего бита устанавливается в единицу. Такой механизм гораздо более эффективен чем dictionary management. Время на выделение экстентов распределено между битовыми масками каждого файла, и битовые маски разных файлов могут обновляться параллельно, в отличие от использования двух общих таблиц. Битовая маска хранится в шапке файла данных (размер header по умолчанию = 64 Кб до 11g и 1 Мб после 11g. Надо добавлять размер шапки когда вы считаете размер файла).

Когда вы создаёте табличное пространство с механизмом локального управленяи, важным параметром является uniform size (равномерный размер). Если указывается эта опция, каждый экстент выделяемый в этом табличном пространтсве будет фиксированного размера.Это позволяет управлять пространством ещё более эффективно, так как количество блоков управляемых каждым битом в маске будет больше: один бит для экстента. Рассмотрим пример

 

create tablespace large_tabs datafile ‘large_tabs_01.dbf’ size 10g extent management local uniform size 160m;

 

Каждый экстент выделяемый в этом табличном пространстве будет размером 160 МБ, т.е. во всего будет около 64 экстентов. Битовой маске нужно всего 64 бита и 160 МБ можно выделить обновив всего один бит. Это может быть очень эффективно – если сегменты в этом табличном пространстве будут большими. Если будет создан сегмент которому надо место всего для нескольких строк – все равно будет выделен экстент в 160 МБ. Маленьким объектам лучше создавать отдельно таблично пространство

 

create tablespace small_tabs datafile ‘small_tabs_01.dbf’ size 1g extent management local uniform size 160k;

 

Альтернативой этой команде (и командой по умолчанию) будет команда

 

create tablespace any_tabs datafile ‘any_tabs_01.dbf’ size 10g extent management local autoallocate;

 

Когда сегмент будет создаваться в этом табличном пространстве, Oracle выделит экстент размером в 64Кб. Когда сегмент будет расти и требовать больше места, Oracle будет выделять экстенты по 64Кб до тех пор, пока их число не станет 16, а затем размер выделяемых экстентов будет постепенно увеличиваться.

Если база данных была обновлена, возможно что будут табличные пространства с dictionary-management управлением. Вы можете проверить это выполнив запрос

 

select tablespace_name, extent_management from dba_tablespaces

 

Любые dictionary-management табличные пространства могут быть сконвертированы в локально управляемые с помощью PL/SQL программы, которую можно вызвать

 

execute dbms_space_admin.tablespace_migrate_to_local(‘tablespacename’);

 Управление пространством сегмента

Метод управления пространством для сегмента устанавливается для табличного пространства и применяется ко всем сегментам в таблично пространстве. Существует два метода: manual и automatic. Автоматическое управление надо всегда использовать, а ручное – всего лишь ограничение для поддержки старых версий.

Автоматический метод был введён в версии 9i и стал значением по умолчанию начиная с версии 11g. Каждый сегмент создаваемый в автоматически управляемом табличном пространстве имеет набор битовых масок описывающих насколько заполнены блоки в нём. Всего хранится 5 битовых масок для каждого сегмента, и каждый блок существует только в одной битовой маске. В битмапах хранится информация о использованном пространстве по группам: битмап для полностью заполненных блоков, блоков где заполнено от 75% до 100%, от 50 до 75%, от 25 до 50 и от 0 до 25%. Когда нужен блок для записи сроки, серверный процесс сессии смотрит на размер строки, чтобы определить в какой битовой маске искать блок. Например если размер блока 4КБ и строка для вставки 1500 байт, то соответствующий блок необходимо искать в группе блоков где заполнено от 25 до 50%. Каждый блок в этой группе гарантированно имеет 2КБ свободного места. Когда строки доабвляются, удаляются или изменяются – битовые маски тоже обновляются.

Старый ручной способ управления использовал обычный список, известный как free list, в котором хранился список блоков доступных для записи, но без какой-либо информации о том сколько места свободно. Такой метод не оптимален так как необходимо проверять каждый блок хватает ли места и место распределяется непропорционально (может появиться много неиспользованного места). Для проверки метода управления можно выполнить запрос

 

select tablespace_name,segment_space_management from dba_tablespaces;

 

Невозможно изменить метод для управления пространством сегментов, но можно создать новое таблично пространство с автоматическим методом, перенсти туда все сегменты и удалить старое табличное пространство.