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浅谈Oracle的高水位线--HWM

时间:2017-07-17 来源:

  高水位是记录段里能容纳数据的上限,高水位存在段里全表扫先读段头块,而后在段头块里面找到HWM

  下面用实验由内而外来理解Oracle的HWM

  --t表有一条数据

  hr@ORCL> select * from t;

  ID NAME

  ---------- ----------

  1 AAAAA

  --找t段的段头块

  hr@ORCL> select header_file,header_block from dba_segments where segment_name='T' and owner='HR';

  HEADER_FILE HEADER_BLOCK

  ----------- ------------

  4 387

  --另开一个session,dump段头块

  sys@ORCL> alter session set tracefile_identifier='sys_dump_t_01';

  Session altered.

  sys@ORCL> alter system dump datafile 4 block 387;

  System altered.

  dump的部分trc内容摘入

  Extent Control Header

  -----------------------------------------------------------------

  Extent Header:: spare1: 0 spare2: 0 #extents: 1 #blocks: 8

  last map 0x00000000 #maps: 0 offset: 2716

  Highwater:: 0x01000189 ext#: 0 blk#: 8 ext size: 8 --Highwater就是高水位,0x01000189这个是HWM的地址

  #blocks in seg. hdr's freelists: 0

  #blocks below: 5

  mapblk 0x00000000 offset: 0

  Unlocked

  --------------------------------------------------------

  Low HighWater Mark :

  Highwater:: 0x01000189 ext#: 0 blk#: 8 ext size: 8

  #blocks in seg. hdr's freelists: 0

  #blocks below: 5

  mapblk 0x00000000 offset: 0

  Level 1 BMB for High HWM block: 0x01000181

  Level 1 BMB for Low HWM block: 0x01000181

  --------------------------------------------------------

  Segment Type: 1 nl2: 1 blksz: 8192 fbsz: 0

  L2 Array start offset: 0x00001434

  First Level 3 BMB: 0x00000000

  L2 Hint for inserts: 0x01000182

  Last Level 1 BMB: 0x01000181

  Last Level II BMB: 0x01000182

  Last Level III BMB: 0x00000000

  Map Header:: next 0x00000000 #extents: 1 obj#: 52713 flag: 0x10000000

  Inc # 0

  Extent Map

  -----------------------------------------------------------------

  0x01000181 length: 8

  Auxillary Map

  --------------------------------------------------------

  Extent 0 : L1 dba: 0x01000181 Data dba: 0x01000184

  --------------------------------------------------------

  Second Level Bitmap block DBAs

  --------------------------------------------------------

  DBA 1: 0x01000182

  d dump data blocks tsn: 4 file#: 4 minblk 387 maxblk 387

  --对t表做一次全表扫

  hr@ORCL> set autot traceonly

  hr@ORCL> select * from t;

  Execution Plan

  ----------------------------------------------------------

  Plan hash value: 1601196873

  --------------------------------------------------------------------------

  | Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |

  --------------------------------------------------------------------------

  | 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 20 | 3 (0)| 00:00:01 |

  | 1 | TABLE ACCESS FULL| T | 1 | 20 | 3 (0)| 00:00:01 |

  --------------------------------------------------------------------------

  Note

  -----

  - dynamic sampling used for this statement

  Statistics

  ----------------------------------------------------------

  0 recursive calls

  0 db block gets

  7 consistent gets --全表扫读了6个块

  0 physical reads

  0 redo size

  469 bytes sent via SQL*Net to client

  385 bytes received via SQL*Net from client

  2 SQL*Net roundtrips to/from client

  0 sorts (memory)

  0 sorts (disk)

  1 rows processed

  这6个块是如何算出来的呢?

  hr@ORCL> select file_id,block_id,blocks from dba_extents where segment_name='T';

  FILE_ID BLOCK_ID BLOCKS

  ---------- ---------- ----------

  4 385 8

  这t段一共用了8个块,分别是385 386 387 388 389 390 391 392 393

  Highwater:: 0x01000189 即:4号文件的393号块

  这个可由下面dbms_utility包算出

  sys@ORCL> select to_number('01000189','xxxxxxxx') from dual;

  TO_NUMBER('01000189','XXXXXXXX')

  --------------------------------

  16777609

  sys@ORCL> select dbms_utility.data_block_address_file(16777609) from dual;

  DBMS_UTILITY.DATA_BLOCK_ADDRESS_FILE(16777609)

  ----------------------------------------------

  4

  sys@ORCL> select dbms_utility.data_block_address_block(16777609) from dual;

  DBMS_UTILITY.DATA_BLOCK_ADDRESS_BLOCK(16777609)

  -----------------------------------------------

  393

  读了一次段头块:4号文件387号块

  读了高水位之下的388 389 390 391 392 等5个块

  这样一共就读了6个块

  注:

  385是FIRST LEVEL BITMAP BLOCK

  386是SECOND LEVEL BITMAP BLOCK

  接着分析我们所dump的内容:

  Low HighWater Mark :

  Highwater:: 0x01000189 ext#: 0 blk#: 8 ext size: 8

  接下来谈谈highwater mark 和 low highwater mark

  low high water mark与high water mark 之间可能存在formated block也可以可能存在unformatted block

  先来理清dba_tables里面的字段blocks的含义

  dba_tables.blocks记录的是分析得到的 formatted block 的总数

  而 low hwm 和 high hwm之间可能同时存在 formatted block 和 unfomatted block

  所以准确地说 blocks 不能代表 low hwm 或high hwm

  如果 low hwm 和 high hwm之间正好没有formatted block时,dba_tables.blocks和low hwm下的blocks一致

  那么什么是Oracle中未格式化的块呢?

  未格式化,意思就是这个块,已经是属于这个段了,但是还保留着原来的样子没动

  格式化就是把块中的数据清除掉,并把块头改为这个对象的

  MSSM表空间中的段,只有一个高水位,高水位下的块都是格式化了的

  但是ASSM表空间中的段,有两个高水位:低高水位和高高水位

  即上文trc里的:Highwater:: 0x01000189和Low HighWater Mark Highwater:: 0x01000189

  低高水位下的块全部是格式化了的

  但是低高水位和高高水位之间的块,则可能是格式化了的,也可能是没有

  现在的t的高高水位是file 4,block 393;其低高水位是file 4,block 393

  我们现在再来看一下t现在data_object_id是多少:

  hr@ORCL> select object_id,data_object_id from dba_objects where object_name='T';

  OBJECT_ID DATA_OBJECT_ID

  ---------- --------------

  52713 52714

  这里很明显t的data_object_id大于object_id

  也就是说,在t上曾经发生过move或truncate操作

  注意,对于truncate操作而言,truncate后其data_object_id不一定就是在原先的data_object_id上加1

  sys@ORCL> select to_char('52714','XXXXXXXX') from dual;

  TO_CHAR('

  ---------

  CDEA

  换句话说,t中现在在其低高水位和其高高水位之间的block,只要这个block上记录的data_object_id不等于CDEA

  我们可以通过dump里面的Block header dump部分中的seg/obj来判断其data_object_id是否与段编号相等

  那么这个block 就是一个未格式化的块

  也就是说,可以通过data_object_id来确定块是在HWM和LHWM的位置

  那么Oracle为什么要增加低高水位设置?出于什么目的?全表扫描时,是到低高水位,还是到高高水位?

  Oracle设计有一个原则,就是把一个大操作分散到很多小操作中,以保证某个大操作不会花费太长时间

  无论是延迟提交,还是什么,都体现了这种思想,这和Linux的理念有异曲同工之妙哦

  而低高水位线与高高水位线结合,正是这种思想的体现

  可以不用一次性格式化所有新分配的块,留一部分给下次操作来完成

  全表扫描时,通常都是读至低高水位线,然后根据位图去读低高与高高之间格式化过的块,避开未格式化的块

  如何查看HWM?如何知道HWM下有多少空闲的空间?

  最实用的方法就是dump segment_header,速度快,而且对应用没有影响

  而且,trc里面的"#blocks in seg. hdr's freelists:"可以告诉我们HWM下有多少空闲块

  这里需要注意,如果dba_segments.freelist_groups > 1,那么freelist不再segment header中

  比如,freelist_group = 3 ,则你便要分别dump header后面的3个块,来看每个group的freelist的个数

  那么如何降低HWM呢?

  ① expdp/impdp

  ② 10G及以后的版本可以采用shrink,需要注意的是,表所在表空间须为自动段空间管理

  alter table tab_name enable row movement;

  alter table tab_name shrink space;

  ③ 使用move,不过在Move期间,会影响到DML语句,如UPDATE,也需要考虑空间问题

  总之move会锁表 而且是TM 另外还会影响index,所以,之后记得rebuild index

  alter table move tab_name; 在当前表空间中move

  alter table move tab_name tablespace tbs_name; 将其move到其他表空间

  ④ CTAS 然后rename,rebuild index

  ⑤ 在线重定义

  等等.......

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