Oracle數(shù)據(jù)庫中表空間管理

李凡

摘 要：為了管理數(shù)據(jù)文件，Oracle提出了表空間的概念。本論文通過先引入數(shù)據(jù)庫表邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)的比對，及兩者之間的關(guān)系，再講解如何使用DBA熟練操縱表空間管理，最后對創(chuàng)建表空間的方法及修改表空間的狀態(tài)與權(quán)限進(jìn)行了說明，并對數(shù)據(jù)文件的管理趨勢進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：表空間；DBA；數(shù)據(jù)文件

1 邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)

Oracle數(shù)據(jù)庫具有跨平臺(tái)特性，在一個(gè)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)上開發(fā)的數(shù)據(jù)庫可以不加修改地移植到另一個(gè)操作系統(tǒng)平臺(tái)上。這樣Oracle就不會(huì)直接操作底層操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)文件，而是提供一個(gè)中間層，這個(gè)中間層就是Oracle的邏輯結(jié)構(gòu)，它與操作系統(tǒng)的平臺(tái)無關(guān)，而中間層到數(shù)據(jù)文件的映射通過DBMS來完成。邏輯結(jié)構(gòu)從上到下是包含關(guān)系，也是一對多的關(guān)系，即一個(gè)數(shù)據(jù)庫有一個(gè)或多個(gè)表空間，一個(gè)表空間由多個(gè)操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫塊組成。而物理結(jié)構(gòu)中表空間有多個(gè)數(shù)據(jù)文件，一個(gè)數(shù)據(jù)文件物理上由操作系統(tǒng)塊組成。

2 表空間的分類

Oracle數(shù)據(jù)庫把表空間分為兩類：系統(tǒng)表空間和非系統(tǒng)表空間。系統(tǒng)表空間是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)創(chuàng)建時(shí)需要的表空間，這些表空間在數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建時(shí)自動(dòng)創(chuàng)建，是每個(gè)數(shù)據(jù)庫必須的表空間。

非系統(tǒng)表空間是用戶根據(jù)業(yè)務(wù)需求而創(chuàng)建的表空間，通過創(chuàng)建用戶自定義的表空間，使得數(shù)據(jù)庫的管理更加靈活、方便。

3 表空間的創(chuàng)建

在一個(gè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫中，往往存在大量的表空間，根據(jù)業(yè)務(wù)需要將用戶表或其他對象保存在表空間中，以實(shí)例說明。創(chuàng)建一個(gè)表空間，表空間名為user_data，該表空間用來存儲(chǔ)用戶表，表空間就包含一個(gè)數(shù)據(jù)文件，大小100M，文件名為d：＼userdata＼userdata1.dbf。程序代碼如下：SQL> create tablespace user_data

2 datafile ‘d：＼userdata＼userdata1.dbf size 100 M

這樣就完成了表空間的創(chuàng)建。

4 臨時(shí)表空間的創(chuàng)建

在Oracle數(shù)據(jù)庫中臨時(shí)表空間用于用戶的特定會(huì)話活動(dòng)。如用戶會(huì)話的排序操作，排序的中間結(jié)果需要存儲(chǔ)在某個(gè)區(qū)域，這個(gè)區(qū)域就是臨時(shí)表空間，臨時(shí)表空間的排序段是在實(shí)例啟動(dòng)后有第一個(gè)排序操作時(shí)創(chuàng)建的。臨時(shí)表空間是使用當(dāng)前數(shù)據(jù)庫的多個(gè)用戶共享使用的，臨時(shí)表空間中的區(qū)段在需要時(shí)按照創(chuàng)建臨時(shí)表空間時(shí)的參數(shù)或管理方式進(jìn)行擴(kuò)展。下面用程序代碼形式展示臨時(shí)表空間的創(chuàng)建過程。

代碼如下：SQL> Create temporary tablespace user_temp

2 tempfile ‘d：＼usertemp＼user_temp.dbf size 20 M

3 extent management lacal

4 uniform size 1M；

這樣就完成了臨時(shí)表空間的創(chuàng)建。

5 大文件表空間的創(chuàng)建

大文件表空間由一個(gè)大文件組成，而不是由多個(gè)傳統(tǒng)的小文件組成，隨著數(shù)據(jù)庫的升級，使得Oracle有能力創(chuàng)建和管理大文件。使用大文件表空間在數(shù)據(jù)庫開啟時(shí)和與DBWR進(jìn)程的性能相比會(huì)有顯著的提高，從而簡化了數(shù)據(jù)文件的管理。創(chuàng)建大文件表空間，須定義初始區(qū)段，然后使用CREATE TABLESPACE BIGFILE 子句創(chuàng)建大文件空間，程序代碼如下：

SQL> Create bigfile tablespace bigfilebs

2 datafile ‘d：＼bigfile_tbs＼bfile_tbs01.dbf size 2G

這樣大文件表空間就創(chuàng)建完成。

6 表空間的管理

表空間的管理主要是它的狀態(tài)管理，根據(jù)狀態(tài)可分為脫機(jī)管理與只讀管理。脫機(jī)管理的表空間無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問，此時(shí)可以完成一些如脫機(jī)備份等操作，處于只讀狀態(tài)的表空間，用戶或應(yīng)用程序可以訪問這些表空間，但是無法更改表空間中的數(shù)據(jù)，如果一個(gè)表空間中的數(shù)據(jù)不會(huì)變化，屬于靜態(tài)數(shù)據(jù)，這樣就可以把相應(yīng)表空間改為只讀，只讀表空間不產(chǎn)生變化的數(shù)據(jù)。當(dāng)一個(gè)表空間處于脫機(jī)狀態(tài)，Oracle不允許執(zhí)行任何的SQL語句，用戶試圖訪問存儲(chǔ)在該表空間中的對象會(huì)報(bào)錯(cuò)。當(dāng)表空間脫機(jī)聯(lián)機(jī)時(shí)，這個(gè)事件會(huì)記錄在數(shù)據(jù)字典和控制文件中。只讀管理就是把表空間置為只讀狀態(tài)，這樣的表空間中的數(shù)據(jù)只能被用戶讀取，而不能做任何修改或插入操作，在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí)，如果有的數(shù)據(jù)是靜態(tài)數(shù)據(jù)，則可以將存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)的表放在一個(gè)表空間中，只讀管理的表空間不被重做日志保護(hù)，減少重做日志文件的

大小。

另外還有表空間的內(nèi)容管理，它涉及到表空間的大小、刪除表空間以及修改表空間的存儲(chǔ)參數(shù)。其中修改表空間的存儲(chǔ)參數(shù)只對數(shù)據(jù)字典的表空間有效，在刪除表空間后，該數(shù)據(jù)庫中不再有該表空間的任何數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫不再管理這些數(shù)據(jù)文件，但只讀狀態(tài)的表空間和表空間的區(qū)段仍然可以順利刪除。

具體來說，修改表空間有四種方法：第一種方法是使用AUTOEXTEND ON字句使得表空間在需要時(shí)可以自動(dòng)擴(kuò)展；第二種方法是在創(chuàng)建表空間后使用ALTER DATABASE DATAFILE修改不能自動(dòng)擴(kuò)展的表空間的數(shù)據(jù)文件；第三種方法是在表空間中增加數(shù)據(jù)文件；第四種方法是重新設(shè)置表空間中某個(gè)數(shù)據(jù)文件的大小。

7 數(shù)據(jù)表文件的管理

數(shù)據(jù)文件邏輯地存放在表空間中，管理數(shù)據(jù)文件涉及修改數(shù)據(jù)文件的大小、遷移數(shù)據(jù)文件等，其中涉及遷移數(shù)據(jù)文件的部分最為關(guān)鍵。遷移數(shù)據(jù)文件是指把當(dāng)前表空間中的數(shù)據(jù)文件遷移到其他磁盤空間，可以想象在生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)一個(gè)表空間所在的磁盤滿時(shí)，為了使數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)正常運(yùn)行，必須將其中的數(shù)據(jù)文件遷移到其他空閑磁盤。遷移數(shù)據(jù)文件主要分為兩種，即遷移系統(tǒng)表空間中的文件和遷移非系統(tǒng)表空間中的文件，使用ALTER DATABASE RENAME FILE指令遷移數(shù)據(jù)文件，打開數(shù)據(jù)庫根據(jù)MOUNT狀態(tài)獲知數(shù)據(jù)庫做了哪些數(shù)據(jù)遷移和數(shù)據(jù)遷移地點(diǎn)及在哪里打開過數(shù)據(jù)文件。而對于非系統(tǒng)表空間的遷移，需要沒有活躍的還原段、臨時(shí)段、排序段等，這樣非系統(tǒng)表空間才可以遷移。

8 數(shù)據(jù)字典的管理

數(shù)據(jù)字典管理的方式是將每個(gè)數(shù)據(jù)字典表空間的使用情況記錄在數(shù)據(jù)字典的表中，當(dāng)有數(shù)據(jù)變動(dòng)時(shí)，就隱含使用SQL語句對表記錄進(jìn)行修改，由于變動(dòng)頻繁會(huì)引起數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定，效率也低下，所以對該管理進(jìn)行改進(jìn)，以本地管理的方式結(jié)合數(shù)據(jù)字典進(jìn)行數(shù)據(jù)的變動(dòng)，就是以位圖的方式表示數(shù)據(jù)塊，通過操作系統(tǒng)對位圖進(jìn)行置換來進(jìn)行數(shù)據(jù)的修改，這樣提高了效率，解決了數(shù)據(jù)字典管理帶來的空閑塊多等問題，瓶頸問題得到了很好的解決。

9 小結(jié)

表空間管理是Oracle數(shù)據(jù)庫中非常重要的概念。表空間是一個(gè)邏輯概念，它和段、區(qū)段和數(shù)據(jù)庫塊組成了數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)，而數(shù)據(jù)文件和操作系統(tǒng)塊組成了數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)，采用邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)的模式是Oracle為了滿足其在不同操作系統(tǒng)之間能夠方便地移植而設(shè)計(jì)的。本論文講解了表空間的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，從而理解Oracle如何操作數(shù)據(jù)文件以及操作系統(tǒng)如何管理和操作數(shù)據(jù)文件。Oracle把表空間的管理方式分為數(shù)據(jù)字典管理的表空間和本地管理的表空間，而本地管理的表空間是Oracle推薦的方式。表空間的維護(hù)是DBA的一項(xiàng)重要任務(wù)，同時(shí)對表數(shù)據(jù)文件的修改也是建立在數(shù)據(jù)字典管理有效性上的，對表空間的修改刪除要謹(jǐn)慎對待，因?yàn)橐坏﹦h除數(shù)據(jù)很難恢復(fù)。

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