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Oracle數(shù)據(jù)庫碎片整理

---摘自《計算機世界日報》(文/湖北龔德政)

---- 我們知道，Oracle作為一種大型數(shù)據(jù)庫，廣泛應(yīng)用于金融、郵電、電力、民航等數(shù)據(jù)吞吐量巨大，計算機網(wǎng)絡(luò)廣泛普及的重要部門。對于系統(tǒng)管理員來講，如何保證網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運行，如何提高數(shù)據(jù)庫性能，使其更加安全高效，就顯得尤為重要。作為影響數(shù)據(jù)庫性能的一大因素--數(shù)據(jù)庫碎片，應(yīng)當引起DBA的足夠重視，及時發(fā)現(xiàn)并整理碎片乃是DBA一項基本維護內(nèi)容。

---- 1、碎片是如何產(chǎn)生的

---- 當生成一個數(shù)據(jù)庫時，它會分成稱為表空間（Tablespace）的多個邏輯段（Segment），如系統(tǒng)（System）表空間,臨時（Temporary）表空間等。一個表空間可以包含多個數(shù)據(jù)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(guān)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。在這些初始范圍充滿數(shù)據(jù)時，段會請求增加另一個范圍。這樣的擴展過程會一直繼續(xù)下去，直到達到最大的范圍值，或者在表空間中已經(jīng)沒有自由空間用于下一個范圍。最理想的狀態(tài)就是一個段的數(shù)據(jù)可被存在單一的一個范圍中。這樣，所有的數(shù)據(jù)存儲時靠近段內(nèi)其它數(shù)據(jù)，并且尋找數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(tǒng)的影響

---- 隨著時間推移，基于數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用系統(tǒng)的廣泛使用，產(chǎn)生的碎片會越來越多，將對數(shù)據(jù)庫有以下兩點主要影響：

---- （1）導(dǎo)致系統(tǒng)性能減弱

---- 如上所述，當要滿足一個空間要求時，數(shù)據(jù)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(dǎo)致表空間中的速度障礙，使數(shù)據(jù)庫的空間分配愈發(fā)遠離理想狀態(tài)；

---- （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(tǒng)監(jiān)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(shù)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(xiàn)：

FSFI=100*SQRT(max(extent)/sum(extents))*1/SQRT(SQRT(count(extents)))

---- 可以看出，F(xiàn)SFI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，F(xiàn)SFI值緩慢下降，而隨著最大范圍尺寸的減少，F(xiàn)SFI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(shù)據(jù)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(tǒng)計出了數(shù)據(jù)庫的FSFI值，就可以把它作為一個可比參數(shù)。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(shù)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(shù)pctincrease改為非0。一般將其設(shè)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(guān)信息，可查看數(shù)據(jù)字典dba_segments，范圍的信息可查看數(shù)據(jù)字典dba_extents。如果段的碎片過多，將其數(shù)據(jù)壓縮到一個范圍的最簡單方法便是用正確的存儲參數(shù)將這個段重建，然后將舊表中的數(shù)據(jù)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(fā)Export確定該表所分配的物理空間量，它會向輸出轉(zhuǎn)儲文件寫入一個新的初始化存儲參數(shù)--等于全部所分配空間。若這個表關(guān)閉，則使用Import（）工具重新生成。這樣，它的數(shù)據(jù)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(zhuǎn)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(shù)據(jù)庫。

---- 以上簡單分析了Oracle數(shù)據(jù)庫碎片的產(chǎn)生、計算方法及整理，僅供參考。數(shù)據(jù)庫的性能優(yōu)化是一項技術(shù)含量高，同時又需要有足夠耐心、認真細致的工作。對數(shù)據(jù)庫碎片的一點探討，

---- 如果能起到拋磚引玉，對大家有所啟發(fā)的話，便是作者最大的心愿。

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