本地管理表空间（LMT）与自动段空间管理（ASSM）概念

创建表空间时，extent management local 定义本地管理表空间（LMT），segment space management auto 定义自动段空间管理（ASSM）。

extent management local（本地管理表空间）是在表空间的头部用位图区记录extent（区）的使用情况（是否为free）。与之相对的是字典管理表空间，用数据字典记录extent使用信息。

segment space management auto（段空间自动管理）是在段的头部使用位图管理块（BMB）来记录Block的使用情况（是否为free）。与之相对的是使用freelists进行管理的方式。

以上两个概念有些类似，感觉上只是管理的对象不同，本地管理表空间作用于表空间中的区，自动段空间管理作用于段中的数据块。因此在理解过程中容易混淆，现总结如上。

本地管理表空间_字典管理表空间_ASSM特点

上一篇 /下一篇  2012-02-25 13:02:30 / 个人分类：表空间

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字典管理表空间-DMT     本地管理表空间-LMT

字典管理表空间(Dictionary-Managed Tablespace简称DMT)，8i以前包括以后都还可以使用的一种表空间管理模式，通过数据字典管理表空间的空间使用。

Oracle使用两个字典来记录Extents的使用情况：SYS.FET$记录空闲的Extents，SYS.UET$记录使用的Extents。在分配和释放分区时，都要修改者两个字典。属于DML操作，存在竞争，每个动作都是一个事务，会产生UNDO记录。需要周期性进行合并操作。效率低下

本地管理表空间(Locally Managed Tablespace简称LMT)，8i以后出现的一种新的表空间的管理模式，通过位图来管理表空间的空间使用。

通过数据头文件中的一个位图来记录文件中表空间的使用情况，每个BIT代表数据区，通过改变bit值来表示Extents的分配使用或释放，不属于DML操作，也不会产生UNDO记录，可以自动跟踪连续的空闲空间。带来的优势：不需要使用字典SYS.FET$和SYS.UET$上的递归SQL调用；减少数据字典的竞争；不会产生UNDO记录；不再需要周期性合并操作。

例：创建了一个本地管理的表空间，区间统一大小分配为64K

SQL> create tablespace leonarding

datafile ‘/ora01/oem/ leonarding 01.dbf‘ size 100m

extent management localuniform. size 64k;

本地管理tablespace（LMT）
——LMT是通过把EXTENT MANAGEMENT
LOCAL子句添加到tablespace的定义句法而实现的。和原来由字典管理的tablespace（DMT）不同，LMT会将扩展管理自动化，并保
持Oracle DBA不会被用来指定管理扩展大小的NEXT存储参数。这个原则唯一的例外是在NEXT和MINEXTENTS一起用在表格创建的时候。

　　自动段空间管理（ASSM）——ASSM的tablespace是通过将SEGMENT SPACE MANAGEMENT
AUTO子句添加到tablespace的定义句法里而实现的。通过使用位图freelist取代传统单向的链接列表freelist，ASSM的
tablespace会将freelist的管理自动化，并取消为独立的表格和索引指定PCTUSED、FREELISTS和FREELIST
GROUPS存储参数的能力。

自动段空间管理(ASSM)

在920以前，表的剩余空间的管理与分配都是由连接列表freelist来完成的，因为freelist存在串行的问题，因此容易引起段头的争用与空间的浪费（其实这一点并不明显），最主要的还是因为需要DBA花费大量的精力去管理这些争用并监控表的空间利用。

自动段空间管理（ASSM），它首次出现在Oracle920里。有了ASSM，连接列表freelist被位图所取代，它是一个二进制的数组，能够迅速有效地管理存储扩展和剩余区块（free
block），因此能够改善分段存储本质，ASSM表空间上创建的段还有另外一个称呼叫Bitmap
Managed Segments（BMB段）

Create tablespaceleonarding

datafile ‘/ora01/oem/leonarding01.dbf ‘

size 10m

EXTENT MANAGEMENT LOCAL-- Turn on LMT

SEGMENT SPACE MANAGEMENT AUTO-- Turn on ASSM;

一旦你定义好了tablespace，那么表和索引就能够使用各种方法很容易地被移动到新的tablespace里，带有ASSM的本地管理tablespace会略掉任何为PCTUSED、NEXT和FREELISTS所指定的值。

当表格或者索引被分配到这个tablespace以后，用于独立对象的PCTUSED的值会被忽略，而Oracle9i会使用位图数组来自动地管理tablespace里表格和索引的freelist。对于在LMT的tablespace内部创建的表格和索引而言，这个NEXT扩展子句是过时的，因为由本地管理的tablespace会管理它们。但是，INITIAL参数仍然是需要的，因为Oracle不可能提前知道初始表格加载的大小。对于ASSM而言，INITIAL最小的值是三个块。

新的管理机制用位图来跟踪或管理每个分配到对象的块，每个块有多少剩余空间根据位图的状态来确定，如>75%,50%-75%,25%-50%和<25%，也就是说位图其实采用了四个状态位来代替以前的pctused，什么时候该利用该数据块则由设定的pctfree来确定。

使用ASSM的一个巨大优势是，位图freelist肯定能够减轻缓冲区忙等待（buffer
busy wait）的负担，这个问题在Oracle9i以前的版本里曾是一个严重的问题。

缓冲区不再忙等待

　　在没有多个freelist的时候，每个Oracle表格和索引在表格的头部都曾有一个数据块，用来管理对象所使用的剩余区块，并为任何SQL插入声
明所创建的新数据行提供数据块。当数据缓冲内的数据块由于被另一个DML事务处理锁定而无法使用的时候，缓冲区忙等待就会发生。当你需要将多个任务插入到
同一个表格里的时候，这些任务就被强制等待，而同时Oracle会在同时分派剩余的区块，一次一个。

　　有了ASSM之后，Oracle宣称显著地提高了DML并发操作的性能，因为（同一个）位图的不同部分可以被同时使用，这样就消除了寻找剩余空间的串
行化。根据Oracle的测试结果，使用位图freelist会消除所有分段头部（对资源）的争夺，还能获得超快的并发插入操作

　　ASSM的局限性

　　尽管ASSM显示出了令人激动的特性并能够简化Oracle DBA的工作，但是Oracle9i的位图分段管理还是有一些局限性的：

　　

　　1.一旦DBA被分配之后，它就无法控制tablespace内部的独立表格和索引的存储行为。

　　2.大型对象不能够使用ASSM，而且必须为包含有LOB数据类型的表格创建分离的tablespace。

　　3.你不能够使用ASSM创建临时的tablespace。这是由排序时临时分段的短暂特性所决定的。

　　4.只有本地管理的tablespace才能够使用位图分段管理。

　　5.使用超高容量的DML（例如INSERT、UPDATE和DELETE等）的时候可能会出现性能上的问题。

Oracle的表空间的存储管理与优化技术

不以规矩 不成方圆-《Oracle 数据库设计规范》序

别出心裁 另有蹊径-与梁敬彬《收获,不止ORACLE》序

十年磨剑 一朝动世-《Oracle 高性能SQL引擎剖析》推荐

《Oracle数据库性能优化》一书电子版下载

《数据安全警示录》一书勘误表

(本文为《Oracle数据库性能优化》一书第六章，作者Piner，陈吉平)

全书内容参考：

http://www.eygle.com/archives/2011/11/oracle_performance_tuning_release.html

概述

1、 描述数据库的逻辑存储结构----表空间（TABLESPACE）

2、 描述字典管理表空间（DMT）的特性以及相应缺点

3、 描述字典管理表空间的优化方法

4、 描述本地管理表空间（LMT）的特性以及相应优点

5、 描述9i新的表空间类型以及相应优化

6、 描述段自动管理表空间的特点

7、 描述10g新的表空间的特点及相应优化

一、表空间的作用与分类

表空间是数据库中最大的逻辑存储结构，为数据库提供使用空间，其对应物理结构是数据文件，一个表空间可以包含多个数据文件，但是一个数据文件只能属于一个表空间。表空间所包含的数据文件的大小，也就决定了表空间的大小，所以，表空间也是逻辑结构连接到物理结构的一个纽带。

既然表空间为数据库提供使用空间，它就必须有自己的空间管理办法，在表空间中增加，删除段的时候，数据库就必须跟踪这些段空间的使用。

如下例所示，假定一个新创建的表空间包含了五个表

表一......表二......表三......表四......表五......未用空间

当我们删除表四的时候，就有如下结果

表一......表二......表三......空闲空间段......表五......未用空间

很明显，ORACLE需要有一个机制来管理表空间中各数据文件的这些分配的或未分配的空间，为了跟踪这些可以使用的空间（包括未分配使用的和可以重复使用的），对于每一个空间，我们必须知道：

1、这个可用空间位于什么数据文件

2、这个空间的尺寸是多大

3、如果它在用了，是哪一个段占用的这个空间

在空间的管理方式上，ORACLE推出了三种主要的空间管理方式，

一种是8i以前的字典管理方式（DMT），把可用空间和未用空间在数据字典中管理，ORACLE通过一个迭归SQL语句该字典表中请求空间。

另外一种就是8i以后的本地管理模式（LMT），本地管理模式完全放弃以前的管理方法，通过在数据文件的头部建立位图区域来管理空间的分配，在一定程度上避免了并发上的冲突；而且本地管理表空间通过存储上统一的空间管理并取消了为独立的段的NEXT存储参数，也解决了表空间一直以来头疼的碎片问题。

还有一种自动区段空间管理（ASSM）是9iR2推出的一种表空间级别的段空间管理模式，ASSM表空间是通过将SEGMENT
SPACE MANAGEMENT AUTO子句添加到本地管理表空间的定义句法里而实现的。通过使用位图数组取代传统单向的链接列表（FREELIST），ASSM表空间会将链接列表的管理自动化，并取消为独立的段指定PCTUSED、FREELISTS和FREELIST
GROUPS存储参数。

注意：ASSM表空间一定就是LMT表空间

二、字典管理表空间

2.1 字典管理表空间的特性

在8i以前（不包括8i），只存在一种表空间的管理模式，这就是字典管理表空间。

　主要语法：CREATE TABLESPACE表空间名字

　　　　　　　　　DATAFILE ‘数据文件详细信息‘ [SIZE INTETER [K|M]

|[DEFAULT STORAGE]|[PERMANENT|TEMPORARY]]

关键字DEFAULT STORAGE指明了该表空间的默认存储格式，包含了INITIAL，NEXT，PCTINCREASE等相关参数的设置，如果创建在该表空间中的对象，不指明存储参数的话，将采用表空间的默认存储参数；PERMANENT|TEMPORARY指明了该表空间的类型是永久的还是临时的。

为了确保能保存以上空间分配的信息，ORACLE用了两个数据字典表：UET$（已使用的空间）和FET$（空闲空间）来保存表空间的空间使用与释放的信息，在涉及到空间分配的时候，ORACLE使用一个迭归SQL语句到该字典表中请求空间。

2.2 字典管理表空间的缺点

字典表空间由于本身的设计上的问题，存在如下缺陷

2.2.1 并发等待

查询UET$或FET$我们可以看到，每个已使用空间段或空闲空间段（不一定是一个extent，可以是多个extent）都在该表中对应了一行，如：

SQL> select * from UET$;

SEGFILE#  SEGBLOCK#  EXT# 
TS#  FILE#  BLOCK#   LENGTH

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

1        127       0
         0          1    
127         2

1        109        0         
0          1    109          4

1        119        0         
0          1    119          2

1         42        0         
0          1     42          2

1        133        0         
0          1    133         10

1         51        0         
0          1     51          2

1         69        0         
0          1     69         10

......

SQL> select * from  FET$;

TS#      FILE#    
BLOCK#     LENGTH

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

1          2      
1090         64

1          2      
2626        128

2          3         
2         99

3          4        
82          8

3          4        
74          8

......

它的工作方式是当建立一个新的段或者段在表空间中请求新的空间时，ORACLE通过一个迭归SQL语句来完成这个工作，移动或增加相应的行到UET$中，并改变相应FET$；当删除一个段的时候，ORACLE则移动UET$中相应的行到FET$。这个过程的发生是连续的、串行的，极可能发生等待。当并发性很高的时候，将产生数据字典的争用。

而且数据字典的表的信息发生改变，从而同时也使用了在系统表空间里的回滚段，引起空间争用，因为每一个字典改变的操作都需要记入系统回滚段，而且当一个段有几万或者几十万个区间的时候（对应字典表的几十万条记录），不用说管理该字典表的负担增加，就是对该段的drop操作都会变得异常国难，甚至导致系统回滚段空间不够而失败。

2.2.2 空间碎片

当段的空间很不连续或表空间有大量的碎片就会引起数据库性能上的下降。因为字典管理表空间没有任何措施可以保证段的所有区间是相邻存储的。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。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：

·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。

·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。而非0的
PCTINCREASE更容易导致更多的碎片。

2.3 字典管理表空间的优化

从以上一系列操作中，我们可以看到，UET$记录了任何使用的段的区间，如果区间数太多，将给表UET$的操作带来一定压力，所以在字典管理的表空间中，一般要求区间数少一点比较好，除非有特殊要求，一般建议在20个区间以下。还有一点就是如果发生连续的空间请求，将导致ORACLE在两个字典表之间的操作等待，对于并发性很高的数据库来说，这是一个高昂的操作，所以，我们可以采用预分配空间的方式，并不但的监控段的空间使用情况（大小，区间数），这样就可以在很大程度上解决并发处理带来的额外的代价。

在另外一个方面，我们可以指定在字典管理表空间中的所有段都具有PCTINCREASE=0的特性，保证每个区间的大小相等，然后可以设定每个区间的大小等于某一个特定数的整数倍，如= n*db_block_size* db_file_multiblock_read_count，这样可以在很大程度上防止表空间的碎片化。

三、本地管理表空间

3.1本地管理表空间的特性

在Oracle8I的版本中，Oracle推出了一种全新的表空间管理方式：本地化管理的表空间。所谓本地化管理，就是指Oracle不再利用数据字典表来记录Oracle表空间里面的区的使用状况，而是在每个表空间的数据文件的头部加入了一个位图区，在其中记录每个区的使用状况。每当一个区被使用，或者被释放以供重新使用时，Oracle都会更新数据文件头部的这个记录，反映这个变化。

本地化管理的表空间的创建过程：

　主要语法：CREATE TABLESPACE表空间名字

　　　　　　　　　　DATAFILE ‘数据文件详细信息‘

　　　　　　　　　　[EXTENT MANAGEMENT { LOCAL

　　　　　　　　　　{AUTOALLOCATE | UNIFORM [SIZE INTETER [K|M] ] } } ]

关键字EXTENT MANAGEMENT LOCAL指定这是一个本地化管理的表空间。对于系统表空间，只能在创建数据库的时候指定EXTENT MANGEMENT LOCAL，因为它是数据库创建时建立的第一个表空间。

在8i中，字典管理还是默认的管理方式，当选择了LOCAL关键字，即表明这是一个本地管理的表空间。当然还可以继续选择更细的管理方式：是自动分配（AUTOALLOCATE）还是
统一尺寸（UNIFORM）.。若为自动分配，则表明让Oracle来决定区块的使用办法；若选择了统一尺寸，则还可以详细指定每个区间（Extent）的大小，若不加指定，则默认每个区使用1M大小。

在表空间的空间管理上，ORACLE将存储信息保存在表空间的头部的位图中，而不是保存在数据字典中。通过这样的方式，在分配或者回收空间的时候，表空间就可以独立的在数据文件头部完成操作而不用与其它对象打交道。

也因为仅仅操作数据文件头部几个块，不用操作数据字典，所以ORACLE在本地管理的表空间中添加，删除段的时候，效率要比字典管理的表空间快。特别是在并发性很强的空间请求中。

对于在本地管理的表空间内部创建的对象而言，NEXT扩展子句是过时的，因为由本地管理的表空间会自动管理它们。但是，INITIAL参数仍然是需要的，因为Oracle不可能提前知道初始段加载的大小。

在本地管理的表空间中，如果数据库块尺寸（db_block_size）为 16k和16k以下，数据文件头是
64k保留空间，若是32k的块尺寸，则保留 128k，以默认的8k的块大小而言，就是8个块用在数据文件头部用于系统消耗，其中的3~8用于记录区间的位图信息。

3.2 管理位图块的内部结构

3.2.1 统一尺寸的本地管理表空间

如果我们dump统一尺寸方式的本地管理表空间包含的数据文件的第三个块，就可以得到类似如下的信息

Start dump data blocks tsn: 5 file#: 5 minblk 3 maxblk 3

buffer tsn: 5 rdba: 0x01400003 (5/3)

scn: 0x0000.202f7c64 seq: 0x01 flg: 0x00 tail: 0x7c641e01

frmt: 0x02 chkval: 0x0000 type: 0x1e=KTFB Bitmapped File Space Bitmap

File Space Bitmap Block:

BitMap Control:

RelFno: 5, BeginBlock: 9, Flag: 0, First: 19, Free: 63469

FFFF070000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000

......

注意其中的FFFF07转换为二进制为 1111,1111,1111,1111,0000,0111，注意字节交换，得到1111,1111,1111,1111,1110,0000

可以看到，该表空间用19个位(bit)来代表共分配的19个区间

3.2.2 自动分配的本地管理表空间

在自动分配的本地管理的表空间中，区间尺寸可能由以下尺寸组成64k, 1m, 8m, 64m甚至是256m。但是不管多大，都有一个通用尺寸64k，所以64K就是该表空间的一个位标记的大小。如我们同样的dump文件头的第三个块。

Start dump data blocks tsn: 19 file#: 12 minblk 3 maxblk 3

buffer tsn: 19 rdba: 0x03000003 (12/3)

scn: 0x0000.00f2959b seq: 0x01 flg: 0x00 tail: 0x959b1e01

frmt: 0x02 chkval: 0x0000 type: 0x1e=KTFB Bitmapped File Space Bitmap

File Space Bitmap Block:

BitMap Control:

RelFno: 12, BeginBlock: 9, Flag: 0, First: 800, Free: 62688

FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF

FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF

FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF

FFFFFFFF00000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000

0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000

......

可以看到这里工分配了800个位(bit)，但是自动分配模式下的位大小并不一定等于extent大小，所以不一定是对应800个区间，如它可能对应的是50个1M大小的区间，如50*1024=800*64

3.3 本地管理表空间的优点

Oracle之所以推出了这种新的表空间管理方法，让我们来看一下这种表空间组织方法的优点：

　　1.
本地化管理的表空间用数据文件的头部记录来管理空闲块，避免了递归的空间管理操作，避免了利用系统回滚段因此带来的性能与空间问题。

　　2.
本地化管理的表空间避免了在数据字典相应表里面写入空闲空间、已使用空间的信息，从而减少了数据字典表的竞争，提高了空间管理的并发性。

　　3.
区的本地化管理自动跟踪表空间里的空闲块，减少了手工合并自由空间的需要。

　　4.
表空间里的区的大小可以选择由Oracle系统来决定，或者由数据库管理员指定一个统一的大小，避免了字典表空间一直头疼的碎片问题。　

四、段自动管理表空间

4.1 段自动管理表空间的特性

在920以前，表的剩余空间的管理与分配都是由链接列表（FREELIST）来完成的，因为链接列表存在串行的问题因此往往容易引起段头的争用与空间的浪费，而且还需要DBA 花费大量的精力去管理这些争用并监控表的空间利用。

自动段空间管理（ASSM），它首次出现在Oracle920里。有了ASSM，链接列表被位图数组所取代，它是一个二进制的数组，能够迅速有效地管理存储扩展和剩余区块（free
block），因此能够改善分段存储本质。

让我们看看位图数组是如何实现链接列表的功能的。我会从使用区段空间管理自动参数创建表空间开始：

CREATE TABLESPACE demo

DATAFILE ‘/u01/oracle/demo01.dbf ‘

SIZE 5M

EXTENT MANAGEMENT LOCAL  -- Turn on LMT

SEGMENT SPACE MANAGEMENT AUTO -- Turn on ASSM;

带有ASSM的本地管理表空间会略掉任何为PCTUSED、NEXT和FREELISTS所指定的值。Oracle9i会使用位图数组来自动地管理表空间里对象空间使用。

新的管理机制用位图数组来跟踪或管理每个分配到对象的块，每个块有多少剩余空间根据位图的状态来确定，如>75%,50%-75%,25%-50%和<25%，也就是说位图其实采用了四个状态位来代替以前的PCTUSED，什么时候该利用该数据块则由设定的PCTFREE来确定。

使用ASSM的一个巨大优势是，位图数组肯定能够减轻缓冲区忙等待（buffer busy wait）的负担，这个问题在Oracle9i以前的版本里曾是一个严重的问题，因为在没有多个位图数组的时候，每个Oracle段在段的头部都曾有一个数据块用于链接列表，用来管理对象所使用的剩余区块，并为任何SQL申请的新数据行提供数据块。当数据缓冲内的数据块由于被另一个DML事务处理锁定而无法使用的时候，缓冲区忙等待就会发生。当你需要将多个任务插入到同一个表格里的时候，这些任务就被强制等待，而同时Oracle会在同时分派剩余的区块，一次一个。

有了ASSM之后，Oracle宣称显著地提高了DML并发操作的性能，因为位图数组的不同部分可以被同时使用，这样就消除了寻找剩余空间的串行化。根据Oracle的测试结果，使用位图数组会消除所有分段头部（对资源）的争夺，还能获得超快的并发插入操作。

4.2位图管理段内部结构

如果我们dump ASSM表空间的第10个块，我们可以发现如下信息

Start dump data blocks tsn: 6 file#: 7 minblk 10 maxblk 10

buffer tsn: 6 rdba: 0x0680000a (7/10)

scn: 0x0000.00181a39 seq: 0x01 flg: 0x04 tail: 0x1a392101

frmt: 0x02 chkval: 0x2738 type: 0x21=SECOND LEVEL BITMAP BLOCK

Dump of Second Level Bitmap Block

number: 8      nfree: 8      
ffree: 0      pdba:    0x0680000b

opcode:0

xid:

L1 Ranges :

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

0x06800009 Free: 5 Inst: 1

   0x06800019 
Free: 5 Inst: 1

   0x06800029 
Free: 5 Inst: 1

   0x06800039 
Free: 5 Inst: 1

   0x06800049 
Free: 5 Inst: 1

   0x06800059 
Free: 5 Inst: 1

......

可以看到，块10是一个二级管理位图块，负责记录一级位图块的地址，其中的9,19,29等就是记录自由空间的一级位图块的地址，从这里可以看到，每个一级位图块管理16个（十六进制10个）块的存储信息。如果在并发的处理中，每个一级位图块可以单独的管理或者是分配空间，而不是再由以前的一个链接列表块来进行空间的管理，在实际的情况中，每个一级位图块也不一定是管理16个块的空间信息，也有可能是32个或者更多。

位图数据的级别可以分为三个级别，当存在一个或多个一级位图块（如块9，19）的时候，将由二级位图（如块10）块来保存一级位图块的地址，同理，一个二级位图块不够使用而出现多个二级位图块的时候，将由三级位图块来保存二级位图块的地址（由于三级位图块的出现需要很多数据块，所以这里不讨论三级位图块）。整个位图数组的结构形成一个树状结构，有利于ORACLE跟踪所有的位图数据块的位置。

如果我们dump其中的一个一级位图块，如块39，对应的是十进制的57。

Start dump data blocks tsn: 6 file#: 7 minblk 57 maxblk 57

buffer tsn: 6 rdba: 0x06800039 (7/57)

scn: 0x0000.0018b7cb seq: 0x04 flg: 0x04 tail: 0xb7cb2004

frmt: 0x02 chkval: 0x27d2 type: 0x20=FIRST LEVEL BITMAP BLOCK

Dump of First Level Bitmap Block

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

nbits : 4 nranges: 2        parent dba: 
0x0680000a  poffset: 3

unformatted: 8      total: 16       
first useful block: 1

owning instance : 1

instance ownership changed at 08/19/2003 10:41:42

Last successful Search 08/19/2003 10:41:42

Freeness Status: nf1 1     
nf2 0      nf3 0     nf4 6

Extent Map Block Offset: 4294967295

First free datablock : 1

Bitmap block lock opcode 0

Locker xid:    : 
0x0000.000.00000000

Highwater:: 0x06800041 
ext#: 6      blk#: 8     ext size: 8

#blocks in seg. hdr‘s freelists: 0

#blocks below: 50

mapblk 0x00000000 
offset: 6

HWM Flag: HWM Set

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

DBA Ranges :

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

0x06800039 Length: 8     
Offset: 0

0x06800041 Length: 8     
Offset: 8

0:Metadata  1:FULL  
2:FULL   3:75-100% free

4:75-100% free  5:75-100% free  
6:75-100% free   7:0-25% free

8:unformatted  9:unformatted  
10:unformatted   11:unformatted

12:unformatted  13:unformatted  
14:unformatted   15:unformatted

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

End dump data blocks tsn: 6 file#: 7 minblk 57 maxblk 57

我们可以看到，在位图块57管理的16个数据块中

1个位图+2个FULL+4个75-100% free+1个0-25%
free+8个未使用的共16个块，如果在下次的插入或者更新中，位图块57将负责这16个数据块的空间的分配与使用以及相应的状态记载，可以想象，如果是除了这16个块之外的块的空间的管理，将由类似块57的块来完成，多个位图块并行管理将明显的增加并发的处理能力。

4.3、段自动管理表空间的优化

尽管ASSM显示出了令人激动的特性并能够简化Oracle DBA的工作，但是Oracle9iR2的位图分段管理还是有一些局限性的：

· 一旦DBA被分配之后，它就无法控制表空间内部的独立表格和索引的存储行为。

· 大型对象不能够使用ASSM，而且必须为包含有LOB数据类型的表格创建分离的表空间。

· 你不能够使用ASSM创建临时的表空间。这是由排序时临时分段的短暂特性所决定的。

· 只有本地管理的表空间才能够使用位图分段管理。

· 使用超高容量的DML（例如INSERT、UPDATE和DELETE等）的时候可能会出现性能上的问题。

正因为ASSM还不是太稳定与完善，所以至少在9iR2的版本上，还不建议生产系统中大规模使用ASSM的表空间。

五、9i对表空间的管理优化

5.1自动undo管理的表空间

在9i以前，回滚段全是手工管理与监控的，DBA需要花费一定的时间去管理与监控回滚段的性能，创建不好或管理不好的回滚段，将引起很大的性能瓶颈。从ORACLE9i，为了更好的管理回滚段，ORACLE，默认采用自动回滚段管理。

自动回滚段管理可以最大限度的避免8i中比较有名的ORA-01555"快照太老"的错误，ORACLE9i通过如下四个初试化参数来设置自动回滚段管理：

undo_management                   string     
AUTO

undo_retention                      integer    
10800

undo_suppress_errors                boolean    
FALSE

undo_tablespace                     string     
UNDOTBS1

undo_management表明了回滚段管理采用自动方式，ORACLE建议采用自动方式，如果不是对数据库非常了解，不要修改该参数。

undo_retention表明了回滚信息在回滚段中保持的时间，单位是秒，默认3个小时，如果数据库的事务量特别大，可以适当的减少该参数值，避免回滚表空间的膨胀，但是过小的值也将导致ORA-01555错误的重现以及FLASHBACK
QUERY功能的局限。

undo_suppress_errors表明不显示某些错误信息，如对系统回滚段的操作将不显示错误，虽然这个操作没有成功。

undo_tablespace表明了使用自动回滚的表空间，DBA需要监控该表空间的大小。

自动回滚段的另外一个好处就是可以利用FLASHBACK QUERY来查看提交以前的数据或导出当前时间点以前的数据，防止一定程度上的人为错误。

5.2 完全本地的临时表空间

通过9i默认的本地管理的临时文件，总是处于nologging模式，控制文件也不记录临时文件的位置，由于不记载redo信息，所以9i的临时数据文件不需要进行备份与恢复，如果发生意外，只需要重新创建一个即可。

另外，由于9i默认临时表空间的出现，减少了9i以前因为默认临时表空间是系统表空间而导致的表空间碎片问题。

六、10g对表空间的优化

SYSAUX表空间在Oracle Database 10g中被引入，作为SYSTEM表空间的辅助表空间，这是一个管理及规划上的改进，进一步独立SYSTEM表空间，保证其存储及性能。以前版本使用独立表空间或系统表空间的数据库组件现在SYSAUX表空间中创建。通过分离这些组件和功能，SYSTEM表空间的负荷得以减轻。反复创建一些相关对象及组件引起SYSTEM表空间的碎片问题得以避免。而且，由于大量的独立表空间中的对象都被移往了SYSAUX表空间，使得10g的表空间数目变的很少，对于空间管理，备份与优化都是一个不错的福音。

而且如果SYSAUX表空间的不可用，数据库核心功能将保持有效，所以使用SYSAUX表空间的特点将会失败或功能受限，使数据库变的更稳定可靠。

小结

了解字典管理表空间的工作原理，尽量减少空间分配的串行化与表空间的碎片化。

了解本地管理表空间的工作原理，尽量使用空间管理的本地化来减少字典管理表空间带来的问题。

了解段自动管理表空间的工作原理，理解链接列表的工作原理，理解ASSM对于大量并发处理的好处以及相关缺点

了解9i新型自动重作表空间的好处以及完全本地管理的临时表空间的优点

了解10g新型SYSAUX表空间出现的原因以及相应管理上的优化

附录

表空间的空间监控

表空间的空间使用其实是一个需要特别注意的问题，因为数据文件不可扩展而导致表空间的空间不够，可能导致无法写入任何新的数据，而甚至导致数据库的停止。以下的语句可以监控表空间的空间利用情况，如果使用了9i的完全临时表空间，则加入后半部分用于检测临时表空间。

SELECT D.TABLESPACE_NAME,SPACE "SUM_SPACE(M)",BLOCKS SUM_BLOCKS,SPACE-NVL(FREE_SPACE,0)
"USED_SPACE(M)",

ROUND((1-NVL(FREE_SPACE,0)/SPACE)*100,2)
"USED_RATE(%)",FREE_SPACE "FREE_SPACE(M)"

FROM

(SELECT TABLESPACE_NAME,ROUND(SUM(BYTES)/(1024*1024),2)
SPACE,SUM(BLOCKS) BLOCKS

FROM DBA_DATA_FILES

GROUP BY TABLESPACE_NAME) D,

(SELECT TABLESPACE_NAME,ROUND(SUM(BYTES)/(1024*1024),2)
FREE_SPACE

FROM DBA_FREE_SPACE

GROUP BY TABLESPACE_NAME) F

WHERE  D.TABLESPACE_NAME = F.TABLESPACE_NAME(+)

--如果采用了完全本地管理的临时表空间，就加入如下部分

UNION ALL  --if have tempfile

SELECT D.TABLESPACE_NAME,SPACE "SUM_SPACE(M)",BLOCKS SUM_BLOCKS,

USED_SPACE "USED_SPACE(M)",ROUND(NVL(USED_SPACE,0)/SPACE*100,2)
"USED_RATE(%)",

NVL(FREE_SPACE,0) "FREE_SPACE(M)"

FROM

(SELECT TABLESPACE_NAME,ROUND(SUM(BYTES)/(1024*1024),2)
SPACE,SUM(BLOCKS) BLOCKS

FROM DBA_TEMP_FILES

GROUP BY TABLESPACE_NAME) D,

(SELECT TABLESPACE_NAME,ROUND(SUM(BYTES_USED)/(1024*1024),2)
USED_SPACE,

ROUND(SUM(BYTES_FREE)/(1024*1024),2)
FREE_SPACE

FROM V$TEMP_SPACE_HEADER

GROUP BY TABLESPACE_NAME) F

WHERE  D.TABLESPACE_NAME = F.TABLESPACE_NAME(+)

段的空间利用监控

段的空间与区间的利
用，在字典管理的表空间有尤为重要，如果一个对象的区间数太多，不但大大加重了字典表的管理负担与系统回滚段的压力，也严重影响对该段（如表或索引）的性
能。该查询也可以看到现在利用的区间与最大区间数的差异，如果该差值已经很小，就需要注意新的空间的分配，避免因为不能分配新的区间而导致新数据的写入错
误。

SELECT S.OWNER,S.SEGMENT_NAME,S.SEGMENT_TYPE,S.PARTITION_NAME,

ROUND(BYTES/(1024*1024),2)
"USED_SPACE(M)",

EXTENTS USED_EXTENTS,S.MAX_EXTENTS,S.BLOCKS ALLOCATED_BLOCKS,

S.BLOCKS USED_BOLCKS,S.PCT_INCREASE,S.INITIAL_EXTENT,

S.NEXT_EXTENT/1024 "NEXT_EXTENT(K)",S.TABLESPACE_NAME

FROM DBA_SEGMENTS S

WHERE S.OWNER = USER

ORDER BY Used_Extents DESC

本文作者陈吉平，Itpub的ID为piner，现任职于淘宝网(www.taobao.com)，主要负责网站后台数据库维护，擅长备份与恢复，数据库高可用性与系统容灾，对数据库优化也有很深的研究。

希望能广交oracle朋友，共同进步。

历史上的今天...

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发表于2012/06/02由admin

区（extent）是空间分配的最小单位，表空间以区为单位进行空间分配。Oracle数据库使用两种模式管理表空间中的使用空间和剩余空间。

本地管理表空间

本地管理表空间，表空间的区块通过位图来管理，每个位图对应一个或者一组数据块。当区块被分配或者被回收，Oracle改变相应的位图值以反映其所代表的数据块的最新状态。因为位图块位于表空间自己的数据文件上，因此采用这种管理模式的表空间被称为本地管理表空间。

数据字典管理表空间

数据字典管理表空间，表空间的区块通过数据字典进行管理。当区块被分配或者被回收时，Oracle更新数据字典表UET$和FET$，当一个区块被
分配时，ORACLE在UET$中增加相应的条目，同时从FET$中减去被分配的区块，反之，当一个区块被回收的时候，ORACLE移动UET$中相应的
行到FET$。

相比于数据字典管理表空间，本地管理表空间具有很多的优点：

1.       减少递归空间管理

本地管理表空间通过在表空间数据文件中维护一个位图来跟踪区块的使用及剩余空间情况，其维护过程只是更新位图而不对其他数据字典做任何update操作，减少了递归空间管理，大大提升了管理效率。

2.       减少数据字典之间的竞争

数据字典表空间，由于所有的分配和回收操作都要更新FET$和UET$表，在大型的并发度很高的系统中，会因为频繁的更新导致这两个数据字典表成为热点，对数据库性能造成严重的负面影响。

3.       减少空间碎片

随着空间的持续分配和回收，数据字典表FET$中的条目将会变得非常的零散，SMON其中
的一个任务就是对这些条目进行合并，将多个碎片整理成一个连续的空间。本地管理表空间的区块会自动跟踪相邻的剩余空间并由系统自动管理，同时，本地管理表
空间所有的区块还可以具有相同的大小，有效的减少了空间碎片的产生。

自Oracle
10g以后默认采用本地管理的方式创建表空间，ORACLE已经不再推荐使用数据字典管理表空间，该方式只是作为一种兼容模式存在。对于某些从老版本升级
的数据库，DBMS_SPACE_ADMIN包中的TABLESPACE_MIGRATE_TO_LOCAL过程能够将表空间从数据字典管理转换为本地管
理方式。

ASSM

在数据字典管理表空间中，表剩余空间的管理和分配都是由连接链表freelist来完成的，因为freelist存在串行的问题，容易引起段头的争用，管理员需要花费大量的精力去管理这些争用并监控表的空间利用。

自动段空间管理（ASSM），基于本地管理表空间技术，同样采用位图来管理和分配段中剩余空间，取代之前的连接链表freelist的方式。位图是
一个二进制的数组，能够快速有效的管理存储扩展和剩余区块，很好的解决freelist管理方式在并发度较高的系统中的段头争用问题。采用ASSM方式创
建的段，位图通常会在段头，随着段空间的不断扩展位图还会在段中相应的位置出现，这些位图也称为Bitmap Managed Segments（BMB
段）。

采用ASSM管理的段，不再使用PCTUSED、NEXT和FREELIST等参数值。每个块的空间被划分为>75%,50%-75%,25%-50%和<25%四个状态，取代采用PCTUSED方式管理剩余段空间。

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