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Oracle数据库碎片如何整理

Oracle 作为一种大型数据库,广泛应用于金融、邮电、电力、民航等数据吞吐量巨大,计算机网络广泛普及的重要部门。对于系统管理员来讲,如何保证网络稳定运行,如何提高数据库性能,使其更加安全高效,就显得尤为重要。作为影响数据库性能的一大因素 -- 数据库碎片,应当引起 DBA 的足够重视,及时发现并整理碎片乃是 DBA 一项基本维护内容。

  1、碎片是如何产生的

  当生成一个数据库时,它会分成称为表空间( Tablespace )的多个逻辑段( Segment ),如系统(System)表空间 , 临时(Temporary)表空间等。一个表空间可以包含多个数据范围(Extent)和一个或多个自由范围块,即自由空间(Free Space)。

  表空间、段、范围、自由空间的逻辑关系如下:

  当表空间中生成一个段时,将从表空间有效自由空间中为这个段的初始范围分配空间。在这些初始范围充满数据时,段会请求增加另一个范围。这样的扩展过程会一直继续下去,直到达到最大的范围值,或者在表空间中已经没有自由空间用于下一个范围。最理想的状态就是一个段的数据可被存在单一的一个范围中。这样,所有的数据存储时靠近段内其它数据,并且寻找数据可少用一些指针。但是一个段包含多个范围的情况是大量存在的,没有任何措施可以保证这些范围是相邻存储的,当要满足一个空间要求时,数据库不再合并相邻的自由范围(除非别无选择),而是寻找表空间中最大的自由范围来使用。这样将逐渐形成越来越多的离散的、分隔的、较小的自由空间,即碎片。例如:

  2、碎片对系统的影响

  随着时间推移,基于数据库的应用系统的广泛使用,产生的碎片会越来越多,将对数据库有以下两点主要影响:

  1)导致系统性能减弱。

  如上所述,当要满足一个空间要求时,数据库将首先查找当前最大的自由范围,而 “最大”自由范围逐渐变小,要找到一个足够大的自由范围已变得越来越困难,从而导致表空间中的速度障碍,使数据库的空间分配愈发远离理想状态;

  2)浪费大量的表空间。

  尽管有一部分自由范围(如表空间的 pctincrease 为非 0 )将会被 SMON (系统监控)后台进程周期性地合并,但始终有一部分自由范围无法得以自动合并,浪费了大量的表空间。

  3、自由范围的碎片计算

  由于自由空间碎片是由几部分组成,如范围数量、最大范围尺寸等,我们可用 FSFI--Free Space Fragmentation Index (自由空间碎片索引)值来直观体现:

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

  可以看出, FSFI 的最大可能值为 100 (一个理想的单文件表空间)。随着范围的增加, FSFI 值缓慢下降,而随着最大范围尺寸的减少, FSFI 值会迅速下降。

  下面的脚本可以用来计算 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,在某数据库运行脚本 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

  统计出了数据库的 FSFI 值,就可以把它作为一个可比参数。在一个有着足够有效自由空间,且FSFI 值超过 30 的表空间中,很少会遇见有效自由空间的问题。当一个空间将要接近可比参数时,就需要做碎片整理了。

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