ORACLE中段的HEADER_BLOCK示例详析

前言

段（segment）是一种在数据库中消耗物理存储空间的任何实体（一个段可能存在于多个数据文件中，因为物理的数据文件

是组成逻辑表空间的基本物理存储单位）

最近在学习段（segment）、区间（extent）时，对段的header_block有一些疑问，本文记录一下探究的实验过程以及相关总结，，如有不对的地方，敬请指出。以scott.emp表为例（下面测试环境为oracle database 10g release 10.2.0.5.0 - 64bit production）：

select file_id, 
  block_id, 
  blocks 
from dba_extents 
where owner ='&owner'
  and segment_name = '&table_name'; 

 

select header_file
  , header_block
  , bytes
  , blocks
  , extents 
from dba_segments 
where owner='&owner' and segment_name='&segment_name';

如上所示，dba_segments 中的header_block 与dba_extents的block_id不同（header_block：文件id为4的第27个块，区间的第一个块的block_id为第25个块），这个的原因如下：

一个segment的第一个区的第一个块是first level bitmap block，第二个块是second level bitmap block，这两个块是用来管理free block的，第三个块是pagetable segment header，这个块才是segment里的header_block，再后面的块就是用来记录数据的。所以25+2=27. 详细可以参考《循序渐进orcle:数据库管理、优化与备份》这本书的第5章。

下面我们创建一个表，测试一下是否也是这个规律，如下所示：

sql> create table test1.mmm 
 2 as
 3 select * from dba_objects;
 
table created.
 
sql> col segment_name for a32;
sql> select segment_name
 2   ,file_id
 3   ,block_id
 4   ,blocks
 5 from dba_extents 
 6 where segment_name='mmm' and owner='test1'
 7 order by block_id asc;
 
segment_name      file_id block_id  blocks
-------------------------------- ---------- ---------- ----------
mmm          76   9   8
mmm          76   17   8
mmm          76   25   8
mmm          76   33   8
mmm          76   41   8
mmm          76   49   8
mmm          76   57   8
mmm          76   65   8
mmm          76   73   8
mmm          76   81   8
mmm          76   89   8
 
segment_name      file_id block_id  blocks
-------------------------------- ---------- ---------- ----------
mmm          76   97   8
mmm          76  105   8
mmm          76  113   8
mmm          76  121   8
mmm          76  129   8
mmm          76  137  128
mmm          76  265  128
mmm          76  393  128
mmm          76  521  128
mmm          76  649  128
mmm          76  777  128
 
22 rows selected.
 
sql> select header_file
 2  , header_block
 3  , bytes
 4  , blocks
 5  , extents 
 6 from dba_segments 
 7 where owner='test1' and segment_name='mmm';
 
header_file header_block  bytes  blocks extents
----------- ------------ ---------- ---------- ----------
   76   11 7340032  896   22

如上所示，段对象test1.mmm的header_block为11 ，而对应的区间的第一个块对象id为9， 也是9+2=11，确实是如此，那么我们来dump数据块看看，如下所示

sql> alter system dump datafile 76 block 9;
 
system altered.
 
sql> alter system dump datafile 76 block 10;
 
system altered.
 
sql> alter system dump datafile 76 block 11;
 
system altered.
 
sql> select user_dump.value 
 2   || '/' 
 3   || lower(instance.value) 
 4   || '_ora_' 
 5   || v$process.spid 
 6   || nvl2(v$process.traceid, '_' 
 7         || v$process.traceid, null) 
 8   || '.trc'"trace file" 
 9 from v$parameter user_dump 
 10   cross join v$parameter instance 
 11   cross join v$process 
 12   join v$session 
 13   on v$process.addr = v$session.paddr 
 14 where user_dump.name = 'user_dump_dest' 
 15   and instance.name = 'instance_name' 
 16   and v$session.audsid = sys_context('userenv', 'sessionid'); 
 
trace file
--------------------------------------------------------------------------------
/u01/app/oracle/admin/scm2/udump/scm2_ora_22642.trc

第一个区的第一个块（block_id=9)是first level bitmap block，第二个块(block_id=10)是second level bitmap block，这两个块是用来管理free block的，第三个块(block_id=11)是pagetable segment header，这个块才是segment里的header_block，再后面的块就是用来记录数据的

不过有一个奇怪的现象，对scott.emp其数据块做dump，发现25、26、27数据块的type都是trans data，0x06表示的block type为 table/cluster/index segment data block 。 不知是否因为scott.emp对象位于users表空间下的缘故。不过user表空间也是assm管理的。具体情况尚不清楚？

sql> select tablespace_name
 2  , segment_space_management
 3  , allocation_type
 4  , extent_management
 5 from dba_tablespaces
 6 where tablespace_name='users';
 
tablespace_name    segmen allocatio extent_man
------------------------------ ------ --------- ----------
users       auto system local

那么是否所有的header_block都是位于段的第三个block呢？是否还跟段空间管理的方式有关呢？ 我们用如下实验来探究一下：创建一个手工段空间管理（manual segment space management）的表空间。

sql> create tablespace tbs_test_data
 2 datafile '/u03/oradata/gsp/tbs_test_data_001.dbf'
 3 size 20m 
 4 extent management local autoallocate
 5 segment space management manual online;
 
tablespace created.
 
 
sql> create user test identified by test123456
 2 default tablespace tbs_test_data;
 
user created.
 
sql> grant connect, resource to test;
 
grant succeeded.
 
sql> create table test.kkk 
 2 as
 3 select * from dba_objects;
 
table created.
 
sql> col segment_name for a32;
sql> select segment_name
 2  ,file_id
 3  ,block_id
 4  ,blocks
 5 from dba_extents 
 6 where segment_name='kkk' and owner='test'
 7 order by block_id asc;
 
segment_name      file_id block_id  blocks
-------------------------------- ---------- ---------- ----------
kkk          39  427785  128
kkk          43  435249   8
kkk          43  435257   8
kkk          43  435265   8
kkk          43  435273   8
kkk          43  435281   8
kkk          43  435289   8
kkk          43  435297   8
kkk          43  435305   8
kkk          43  435313   8
kkk          43  435321   8
 
segment_name      file_id block_id  blocks
-------------------------------- ---------- ---------- ----------
kkk          43  435329   8
kkk          48  436745   8
kkk          48  436753   8
kkk          48  436761   8
kkk          48  436769   8
kkk          48  436777   8
kkk          48  436873  128
kkk          40  444297  128
kkk          43  447241  128
kkk          52  449545  128
kkk          2  458249  128
 
22 rows selected.
 
sql> select header_file
 2  , header_block
 3  , bytes
 4  , blocks
 5  , extents 
 6 from dba_segments 
 7 where owner='test' and segment_name='kkk';
 
header_file header_block  bytes  blocks extents
----------- ------------ ---------- ---------- ----------
   43  435249 7340032  896   22
 
sql> 

 

sql> alter system dump datafile 43 block 435249;
 
system altered.
 
sql> select user_dump.value 
 2   || '/' 
 3   || lower(instance.value) 
 4   || '_ora_' 
 5   || v$process.spid 
 6   || nvl2(v$process.traceid, '_' 
 7         || v$process.traceid, null) 
 8   || '.trc'"trace file" 
 9 from v$parameter user_dump 
 10   cross join v$parameter instance 
 11   cross join v$process 
 12   join v$session 
 13   on v$process.addr = v$session.paddr 
 14 where user_dump.name = 'user_dump_dest' 
 15   and instance.name = 'instance_name' 
 16   and v$session.audsid = sys_context('userenv', 'sessionid'); 
 
trace file
--------------------------------------------------------------------
/u01/app/oracle/admin/scm2/udump/scm2_ora_27792.trc

如下所示，块类型为data segement header -unlimited ， rdba:( segment header的块地址为)为 0x0ac6a431 .其实这是第一个块（不是以block_id大小来看），因为手工段空间管理，这种技术的具体实现方式是通过在段头（segment header）分配*列表（freelist）来管理block的使用。简单一点，你可以把*列表想象成一个数据结构中的链表一样的数据结构，oracle通过一系列算法向*列表（freelist）中加入或移出block来实现段管理。

segment header是一个segment的第一个extent的头块（第一个块）。在flm管理的segment中，header block始终是segment 的第一个块。 如下所示，在extent map中，第一个区间的地址为0x0ac6a432， 恰恰跟segment header的块地址 0x0ac6a431 相差为1，这意味着后面的分配是紧挨着segment header的块地址。 所以在手工段空间管理（manual segment space management）的表空间，不能以block_id的大小顺序来看区间分配顺序。也就是说file_id=39 block_id=427785的块并不是第一个区间的第一个块。这也是我在实验当中纠结了好久的地方。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对的支持。