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ORACLE空间管理实验1：探索LMT表空间管理下数据文件头的结构及位

程序员文章站 2024-01-31 10:26:46
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ORACLE空间管理实验1：探索LMT表空间管理下数据文件头的结构及位图中区的记录方式 目录(?) [] 实验分两步： 1.LMT本地管理的表空间，ASSM 自动段管理时数据文件的结构分析 ORACLE 11G:0号操作系统块，1-2是文件头，3-127是位图信息。128号开始及之后存放的是

ORACLE空间管理实验1：探索LMT表空间管理下数据文件头的结构及位图中区的记录方式


目录(?)[+]

实验分两步：

1.LMT本地管理的表空间，ASSM 自动段管理时数据文件的结构分析

ORACLE 11G:0号操作系统块，1-2是文件头，3-127是位图信息。128号开始及之后存放的是数据了—可能是段头或段的数据。
ORACLE 10G时数据文件头只有8个块存放位图信息。--本文未实验。

2.位图块中对于区的使用情况的记录--第一个记录区使用情况的是3号块，本文查看的就是3号块。

在位图块中用二进制数值1来表示区的起始个数--或者叫第一个可以分配的区的位置。 这个记录上的区个数和自动或固定区大小是没有关系的，可以通过建两个不同分配方式表空间来验证，下面贴有。

结合实验，我理解的是位图中的表示的是区的位置，不是DBA这种绝对位置，而是相对的第几个第几个这种，ORACEL在分配时根据位图块中的信息，找到第一个可以供分配的区。--不知道这样说准确不，弄不清的就看后面实验吧。

3.哪些操作会释放空间？空间释放会做什么操作？

删除段时的位图变化：如果段被删除（DROP）或TRUNCATE，相应的区将被回收。如果只是DELETE数据，是不会回收区空间的--数据块中的空间也不会回收-高水位。

比如1、2、3、4、5个区，TRUNCATE 2号区所在的表A，
truncate table a;DDL操作，做一次完全检查点，再DUMP位图中记录区的数据文件3号块，发现FIRST已经变化，释放区空间。
就是DUMP的数据文件3号块这一行信息中变化：RelFno: 14, BeginBlock: 128, Flag: 0, First: 1, Free: 63487


4.是否开启闪回DROP回收站功能时验证Oracle找寻可用区的不同方式：

打开闪回DROP回收站功能-11G默认打开，比如一个数据文件中有多个段（表），表的建立先后顺序不同，分配到的区在数据文件中的先后也会不同。这时，如果把数据文件上建的第一个表drop，DUMP位图块会发现，First: 4,这个值会变为First: 1, ，后面可能在很远后会有 0000FFFFFFFF0F00。 但是据说，开启闪回时查找可用区是扫描整个位图，First: 4,这个值是没用的。 在drop后，事实上是将表系统命令rename,区及数据还存在数据文件上。如果查找整个位图区，都没有可用区，则会按 drop的时间，将最早drop的区释放。如果释放了所有回收站中的表的空间，还是不够用，就会扩展数据文件。

如未打开闪回DROP的回收站功能，如果把数据文件上建的第一个表删除或TRUNCATE，，位图中First: 4, 这个值是不会变的，会一直接从First: 4,往下分配，直到数据文件中区分配完，才会再回到最前面查找空闲。


注;关于位图中对区使用的记录的计算方法如下：
DUMP此块，可以看到比如以下：
RelFno: 7, BeginBlock: 128, Flag: 0, First: 4, Free: 63451
0F00000000000000
这是因为，块中用16进制来表示2进制，应该将16进制转化为2进制，查看二进制1的个数来计算起始区的个数。
更简单的计算方法是：每个16进制最多表示4个1，分别是十六进制1--二进制1，十六进制3--二进制11，十六进制7--二进制11，十六进制F--二进制1111
在我这里0F就是四个二进制1了，表示分配了四个区。


实验第一步：LMT本地管理的表空间，ASSM 自动段管理时数据文件的结构分析

新建一个表空间test4，在test4表空间上新建一个数据文件，插入一行数据，做一个完全检查点。可以从dba_segments.header_block查出段头的位置，DUMP test4表空间的1-4及127-131号块。

BYS@ bys3>create table test4(aa int) tablespace test4;
Table created.
BYS@ bys3>insert into test4 values(99889);
1 row created.
BYS@ bys3>commit;
Commit complete.
BYS@ bys3>select segment_name,header_block,header_file,blocks from dba_segments where segment_name='TEST4';
SEGMENT_NAME HEADER_BLOCK HEADER_FILE BLOCKS
--------------- ------------ ----------- ----------
TEST4 130 14 8
BYS@ bys3>alter system checkpoint; ---要做一个完全检查点，不然新插入的数据未写入数据文件。
System altered.
#############
BYS@ bys3>alter system dump datafile 14 block min 1 block max 4;
System altered.
BYS@ bys3>select value from v$diag_info where name like 'De%';
VALUE
----------------------------------------------------------------------------------------------------
/u01/diag/rdbms/bys3/bys3/trace/bys3_ora_12335.trc
BYS@ bys3>alter system dump datafile 14 block min 127 block max 131;
System altered.
BYS@ bys3>select value from v$diag_info where name like 'De%';
VALUE
----------------------------------------------------------------------------------------------------
/u01/diag/rdbms/bys3/bys3/trace/bys3_ora_12377.trc
################

DUMP数据块的内容分析

2号块内容：--位图块头

Start dump data blocks tsn: 9 file#:14 minblk 1 maxblk 4

Block 1 (file header) not dumped:use dump file header command --DUMP数据文件第1个块--块头，要用alter system set events 'immediate trace name file_hdrs level 3';
Block dump from cache: --这一点从buffer cache中来的
Dump of buffer cache at level 4 for tsn=9 rdba=58720258
BH (0x217f7538) file#: 14 rdba: 0x03800002 (14/2) class: 13 ba: 0x2171c000 --BH信息详解见：详解Buffer Header--DUMP buffer结合X$BH视图各字段
set: 3 pool: 3 bsz: 8192 bsi: 0 sflg: 1 pwc: 0,0
dbwrid: 0 obj: -1 objn: 1 tsn: 9 afn: 14 hint: f
hash: [0x2a39741c,0x2a39741c] lru: [0x22fed538,0x22fe44d8]
ckptq: [NULL] fileq: [NULL] objq: [0x24444154,0x22fe44f0] objaq: [0x2444414c,0x22fe44f8]
st: XCURRENT md: NULL fpin: 'ktfbwh0d: ktfbsearch' tch: 2
flags: block_written_once redo_since_read
LRBA: [0x0.0.0] LSCN: [0x0.0] HSCN: [0xffff.ffffffff] HSUB: [1]
Block dump from disk:
buffer tsn: 9 rdba: 0x03800002 (14/2) ------tsn: 9表空间号，rdba: 0x03800002 (14/2) 14号文件2号块
scn: 0x0000.0077dfdb seq: 0x02 flg: 0x04 tail: 0xdfdb1d02
frmt: 0x02 chkval: 0xb96b type: 0x1d=KTFB Bitmapped File Space Header --这里可以看到这个块是位图块的信息
Hex dump of block: st=0, typ_found=1
Dump of memory from 0xB6C22600 to 0xB6C24600
B6C22600 0000A21D 03800002 0077DFDB 04020000 [..........w.....]
B6C22610 0000B96B 0000000E 00000008 00000500 [k...............]
B6C22620 00000001 00000000 00000000 0000007E [............~...]
B6C22630 000004FF 00000001 0000008F 00000003 [................]
B6C22640 00000000 00000000 00000000 00000000 [................]
B6C22650 00000080 00000008 00000000 00000000 [................]
B6C22660 00000000 00000000 00000000 00000000 [................]
Repeat 504 times
B6C245F0 00000000 00000000 00000000 DFDB1D02 [................]
File Space Header Block:
Header Control:
RelFno: 14, Unit: 8, Size: 1280, Flag: 1 ---相对文件号14，Unit: 8--分配单元，每个块的大小为8192，。 Size: 1280--此数据文件包含的块数-1280*8K=10M
AutoExtend: NO, Increment: 0, MaxSize: 0 ---
Initial Area: 126, Tail: 1279, First: 1, Free: 143 ---Initial Area: 126，这是指出了有126个块用于记录位图信息-,从3-127-11G前是6个
Deallocation scn: 3.0
Header Opcode:
Save: No Pending Op
Block dump from cache:

Dump of buffer cache at level 4 for tsn=9 rdba=58720259 --TNS9是表空间号，rdba=58720259是FILE和BLOCK，RDBA计算方法如下：

BYS@ bys3>select dbms_utility.make_data_block_address(14,2) from dual;
DBMS_UTILITY.MAKE_DATA_BLOCK_ADDRESS(14,2)
------------------------------------------
58720258

#######################

3号块内容--第一个位图块--区的分配在此可以观察--详见实验第二步

############
Block dump from cache:
Dump of buffer cache at level 4 for tsn=9 rdba=58720260
Block dump from disk:
buffer tsn: 9 rdba: 0x03800004 (14/4) --4号位图块，未使用。
scn: 0x0000.0077dc17 seq: 0x01 flg: 0x04 tail: 0xdc171e01
frmt: 0x02 chkval: 0x8364 type: 0x1e=KTFB Bitmapped File Space Bitmap
Hex dump of block: st=0, typ_found=1
Dump of memory from 0xB6C22600 to 0xB6C24600
B6C22600 0000A21E 03800004 0077DC17 04010000 [..........w.....]
B6C245F0 00000000 00000000 00000000 DC171E01 [................]
File Space Bitmap Block:
BitMap Control:
RelFno: 14, BeginBlock: 508032, Flag: 0, First: 0, Free: 63488 --这个位图块中没有记录有区的信息。。数据文件刚开始用，才分了一个区，用不到这个位图块来记录。
###################################################################################################
Start dump data blocks tsn: 9 file#:14 minblk 127 maxblk 131
Block dump from cache:
Dump of buffer cache at level 4 for tsn=9 rdba=58720383
Block dump from disk:
buffer tsn: 9 rdba: 0x0380007f (14/127)
scn: 0x0000.0077dd0d seq: 0x01 flg: 0x04 tail: 0xdd0d1e01
frmt: 0x02 chkval: 0x40d9 type: 0x1e=KTFB Bitmapped File Space Bitmap --这个块还是关于区的位图块
Hex dump of block: st=0, typ_found=1
Dump of memory from 0xB6BE1600 to 0xB6BE3600
Repeat 507 times
B6BE35F0 00000000 00000000 00000000 DD0D1E01 [................]
File Space Bitmap Block:
BitMap Control:
RelFno: 14, BeginBlock: 62980224, Flag: 0, First: 0, Free: 63488 --这个位图块中没有记录有区的信息。。数据文件刚开始用，才分了一个区，用不到这个位图块来记录。
################################################################################
Block dump from cache:
Dump of buffer cache at level 4 for tsn=9 rdba=58720384
BH (0x21be7f70) file#: 14 rdba: 0x03800080 (14/128) class: 8 ba: 0x218e0000
set: 3 pool: 3 bsz: 8192 bsi: 0 sflg: 1 pwc: 0,0
dbwrid: 0 obj: 22963 objn: 22963 tsn: 9 afn: 14 hint: f
hash: [0x2b3fd83c,0x2b3fd83c] lru: [0x21fe8ec0,0x227f1d68]
ckptq: [NULL] fileq: [NULL] objq: [0x24440ce4,0x21fe8ed8] objaq: [0x21fe8ee0,0x21ff6f2c]
st: XCURRENT md: NULL fpin: 'ktspfwh6: ktspffbmb' tch: 1
flags: block_written_once redo_since_read
LRBA: [0x0.0.0] LSCN: [0x0.0] HSCN: [0xffff.ffffffff] HSUB: [1]
Block dump from disk:
buffer tsn: 9 rdba: 0x03800080 (14/128)
scn: 0x0000.0077dfe3 seq: 0x02 flg: 0x04 tail: 0xdfe32002
frmt: 0x02 chkval: 0x9faf type: 0x20=FIRST LEVEL BITMAP BLOCK ---可以看到，第128个块是新创建表的L1块了，后面还有L2,段头-L3，不是本篇主题，我没贴出来了。
Hex dump of block: st=0, typ_found=1

实验第二步：位图块中对于区的使用情况的记录


1.正常情况下的分析：

BH (0x22fe4424) file#: 14 rdba: 0x03800003 (14/3) class: 12 ba: 0x22c56000
set: 3 pool: 3 bsz: 8192 bsi: 0 sflg: 1 pwc: 0,0
dbwrid: 0 obj: -1 objn: 1 tsn: 9 afn: 14 hint: f
hash: [0x2a7fb618,0x2a7fb618] lru: [0x217f75ec,0x20bfca24]
ckptq: [NULL] fileq: [NULL] objq: [0x217f7604,0x24444154] objaq: [0x217f760c,0x2444414c]
st: XCURRENT md: NULL fpin: 'ktfbwh36: ktfbbsearch' tch: 2
flags: block_written_once redo_since_read
LRBA: [0x0.0.0] LSCN: [0x0.0] HSCN: [0xffff.ffffffff] HSUB: [1]
Block dump from disk:
buffer tsn: 9 rdba: 0x03800003 (14/3)
scn: 0x0000.0077dfdb seq: 0x01 flg: 0x04 tail: 0xdfdb1e01
frmt: 0x02 chkval: 0x4c9b type: 0x1e=KTFB Bitmapped File Space Bitmap --第3个块，开始使用位图记录此数据文件中区的使用情况
Hex dump of block: st=0, typ_found=1
Dump of memory from 0xB6C22600 to 0xB6C24600
B6C22600 0000A21E 03800003 0077DFDB 04010000 [..........w.....]
B6C22610 00004C9B 0000000E 00000080 00000000 [.L..............]
B6C22620 00000001 0000F7FF 00000000 00000000 [................]
B6C22630 00000000 00000000 00000001 00000000 [................]
B6C22640 00000000 00000000 00000000 00000000 [................]
Repeat 506 times
B6C245F0 00000000 00000000 00000000 DFDB1E01 [................]
File Space Bitmap Block:
BitMap Control:
RelFno: 14, BeginBlock: 128, Flag: 0, First: 1, Free: 63487 --因为是新建的表空间，并在此表空间新建表，暂时只分配了一个区。

0100000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000

这里的01就是表示的区的块数，十六进制01表示二进制是一个1，二进制的一个1就是表示分配了一个区了，因为新表插入一行数据,所以只分配了一个区。。可以使用手动分配区命令后再DUMP ,alter table test2 allocate extent ;

如果是 First: 3，表示当前已经分配了3个区，那么对应的十六进制是0700，二进制为111。。见图：

ORACLE空间管理实验1：探索LMT表空间管理下数据文件头的结构及位

2.在数据文件中有两个表，删除靠前的一个---位图中变为 First: 1,

BYS@ bys3>create table test4 (aa int) tablespace test2;
Table created.
BYS@ bys3>insert into test4 select object_id from dba_objects;
17556 rows created.
BYS@ bys3>commit;
Commit complete.
BYS@ bys3>alter system checkpoint;
System altered.
BYS@ bys3>alter system dump datafile 7 block 3;
System altered.
BYS@ bys3>select value from v$diag_info where name like 'De%';
VALUE
----------------------------------------------------------------------------------------------------
/u01/diag/rdbms/bys3/bys3/trace/bys3_ora_22652.trc
此时DUMP文件中3号块的位图记录：
File Space Bitmap Block:
BitMap Control:
RelFno: 7, BeginBlock: 128, Flag: 0, First: 1204, Free: 62284
FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF
FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF
FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF
FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF
FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFF0F00 0000000000000000

删除第一个表：
BYS@ bys3>truncate table test2;
Table truncated.
BYS@ bys3>alter system checkpoint;
System altered.
BYS@ bys3>exit
新会话：
BYS@ bys3>alter system dump datafile 7 block 3;
System altered.
BYS@ bys3>select value from v$diag_info where name like 'De%';
VALUE
----------------------------------------------------------------------------------------------------
/u01/diag/rdbms/bys3/bys3/trace/bys3_ora_22707.trc
此时DUMP文件中3号块的位图记录：
RelFno: 7, BeginBlock: 128, Flag: 0, First: 1, Free: 63451
0100000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000
0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000
0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000
0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000
0000000000000000 0000000000000000 0000FFFFFFFF0F00 0000000000000000

3.不同大小的区分配方式，对位图中区的记录没有影响。

BYS@ bys3>create tablespace test3 datafile '/u01/oradata/bys3/test3.dbf' size 100m uniform size 8m;
Tablespace created.
BYS@ bys3>create table test33(aa int) tablespace test3;
Table created.
BYS@ bys3>insert into test33 values(11);
1 row created.
BYS@ bys3>commit;
Commit complete.
BYS@ bys3>alter system checkpoint;
System altered.
BYS@ bys3>alter system dump datafile 8 block 3;
System altered.
BYS@ bys3>select * from v$DIAG_INFO;
/u01/diag/rdbms/bys3/bys3/trace/bys3_ora_23058.trc
###########
RelFno: 8, BeginBlock: 128, Flag: 0, First: 1, Free: 63487
0100000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000
########33
BYS@ bys3>alter table test33 allocate extent;
Table altered.
BYS@ bys3>alter system checkpoint;
System altered.
BYS@ bys3>alter system dump datafile 8 block 3;
#############3
RelFno: 8, BeginBlock: 128, Flag: 0, First: 2, Free: 63486
0300000000000000 --这里的十六进制3，转换为二进制就是11，表示分配了两个区。
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