oracle headerblock,ORACLE中段的HEADER

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)分配自由列表(freelist)来管理Block的使用。简单一点，你可以把自由列表想象成一个数据结构中的链表一样的数据结构，ORACLE通过一系列算法向自由列表(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。