三、段

在数据库中包含了，每个表空间物理上对应着磁盘上的一个或多个数据文件DATAFILE)，一个数据文件只能属于一个表空间。每个表空间又有多个段（SEGMENT组成。

(一)、段类型

当建立数据对象（表、索引、簇等）时，Oracle 会自动给这些数据对象分配相应的存储空间，以存放它们的数据信息，这些为数据对象所分配的存储空间被称为段。一个段只能存放在一个表空间上，但是可分布在属于这个表空间中的多个数据文件中。段是由一个或多个区组成的，段的大小是该段所有区大小总和。在 Oracle 数据库中，每个段只属于一个特定的数据库对象（表、索引等），在这个段中至少包含一个区（初始区）。每种数据对象都具有相应的段，Oracle 提供了以下一些段类型：

1）表段（Table）：

表是在数据库内存储数据的最常用方法。表段用于存储常规表（非集簇且未分区）的的数据。表段中的所有数据都必须存储在一个表空间内。例如，当在 USERS_DATA 表空上建立表 S_EMP 时，Oracle 会建立名称为 S_EMP 的表段，并且将该表的所有数据存放在USERS_DATA 表空间上。如果表中有 LOB 列或 VARRAY 列，那么该表不会将这些数据列存储在同一个段。

2）表分区段（Table Partition）：

表分区主要用于数据仓库应用。当表中包含大量数据且表的并发使用率很高时，可以把一张大表数据划分成几个小的分区，其中每个分区对应于一个段，这种段类型被称为表分段，并且每个表分区段可以存放到不同表空间上。使用表分区可以降低 I／O 次数，提高 ／O 性能。表分区后，每个分区都是一个段，可以指定存储参数单独对它们进行控制。假定一张销售表年数据总量达到 10GB，每个季度平均 2.5GB，如果使用普通表存储数据，那么0GB 数据会存放到一个表段中，那么在统计一季度销售数据时需要扫描 10GB 数据；而如果使用表分区段，那么可以将一、二、三、四季度数据分别存放到不同表分区段中，此时统计一季度销售数据只需要扫描 2．5GB 数据。显然，使用表分区段可以大大降低 I／O 次数并提高 I／O 性能。

注意：使用这种类型的段需要在 Oracle9i 企业版内选择分区(Partitioning) 组件

3）簇段（Cluster）：

簇与表一样，是一种数据段类型。簇内的行是基于键值存储的，一个簇可以包含一个或多个表，一个簇内所有的表属于同一个段，并且区和块的存储管理方式也完全相同。例如，如果经常要执行主从表之间的连接查询，那么可以将这两张表的数据组织到簇中。簇段的名称与簇名完全相同。注意，当将表放到簇中时，表的数据存放在簇段中，而不会为该表建立专门的表段。假定在 USERS 表空间上建立簇 ORD_ITEM_CLU，并且将表 ORD 和 ITEM 组织到该簇中，此时只会建立簇段 ORD_ITEM_CLU，而不会建立表段 ORD 和 ITEM。

4）索引段（Index）：

索引是用于加快查询速度的数据库对象。当建立索引时，Oracle 会为该索引建立相应的索引段，索引段的名称与索引名完全相同，并且一个索引段只能存放在一个表空间中。如果一个表有三个索引，则使用三个索引段。使用索引段的目的是根据指定的关键字来查找行在表内的位置。例如，当在 EMP 表的 EMPNO 列上建立索引 PK_EMP 时，Oracle 会自动建立索引段 PK_EMP。

5）按索引组织的表段（Index-organized table）：

一般情况下，表与索引数据分别存放在表段和索引段中。例如，表 EMP 及其索引PK_EMP 的数据分别存放在表段 EMP 和索引段 PK_EMP 中。但是，如果经常要通过主键列检索数据，那么 Oracle 建议将这种表建立为索引组织表。当建立索引组织表时，表和其主键索引的数据会存放到同一个段中，该段被称为索引组织表段。在按索引组织的表内，数据基于主键键值存储在索引内。按索引组织的表无需在表中进行查找，因为所有数据都可以直接从索引树中检索到。

6）索引分区段（Index Partition）：

索引分区类似于表分区，而且只能在分区表上建立索引分区。通过对索引进行分区，可以将一个大的索引划分成几个小的分区，并且每个分区对应一个段，这种段被称为索引分区段。分区索引的主要用途在于，通过分散索引输入/输出(I/O) 来最大限度地降低对系统资源的争用。使用这种类型的段需要在 Oracle9i 企业版内选择分区(Partitioning) 组件。

7）还原段（Undo）：

还原段由正在对数据库进行更改的事务处理使用,还原段用于存放事务所修改数据的旧值。在修改表或索引数据时，Oracle 会将修改前的数据存放到还原段中，以使得用户可以取消错误操作。例如，当执行"UPDATE emp SET sal=1000 WHERE empno=7788"语句时，假定雇员 7788 原有工资为 800，那么 800 将会存放到还原段中，而新数据 1000 将会存放到EMP 段中。

8）临时段（Temporary Segment）：

当用户执行 CREATE INDEX、SELECT DISTINCT 和 SELECT GROUP BY 等命令时，Oracle 服务器就会在内存中(排序区中,大小由初始化参数 SORT_AREA_SIZE 确定)执行排序。如果排序所需空间大于内存中的可用空间，则将中间结果写入到磁盘上。临时段用来存储这些中间结果。假定某表的数据为 7788,7235,8769,2020,8986，那当使用 ORDER BY 子句进行排序时，会返回数据 2020，7235，7788，8769，8986。这些返回的数据被称为临时数据，这些数据存放到临时段中。

当执行以下操作时会产生临时数据：

• ? CREATE INDEX
• ? SELECT．．．ORDERBY
• ? SELECT DISTINCT．．．
• ? SELECT．．．GROUPBY
• ? SELECT．．．UNION
• ? SELECT．．．INTERSECT
• ? SELECT．．．MINUS
• ? ANALYZE 命令

9）LOB 段：

当表中的数据包含文本文档、图像或者视频时，使用普通数据类型如 VARCHAR 等可能无法存储，必须使用 CLOB 或 BLOB 数据类型存储大型对象（LOB）。如果 LOB 列数据长度大于 4000B，Oracle 服务器将把这些值存储在独立的段（称为“LOB 段”）中。而在基表（Base Table）中只包含一个定位器或者指针，指向对应的 LOB 数据所在的位置除了上述 9 种段类型外，还有 LOB 索引段，嵌套表段，引导程序段（也称为高速缓存段）等多种段类型，在此不做介绍。

【实例3-1】查询 scott 用户拥有的段类型和个数。

1）以 sys 用户登录
CONN / AS SYSDBA已连接
2) 查询
SQL> SELECT SEGMENT_TYPE,COUNT(*) SEG_COUNTFROM dba_segmentsWHERE owner='SCOTT'GROUP BY SEGMENT_TYPE;
SEGMENT_TYPE SEG_COUNT
------------------ ----------
INDEX 3TABLE 9;

SCOTT 模式有 3 个索引段和 9 个数据段。

(二)、存储从句的优先关系

在创建段时，可以为它指定 pctfree、pctused 等参数，来控制其中块存储空间管理方式，也可以为它指定 initial、next、pctincrease 等存储参数，以指定其中区的分配方式。这些参数设置可以是数据库级别的，即使用数据库默认的区分配和管理方式，也可以在表空间级别的，即通过 EXTENT MANAGEMENT 子句及 DEFAULT STORAGE 子句指定区的分配和管理方式，也可以在段级别，即指定存储子句(DEFAULT STORAGE 子句)，以控制如何向段分配区。那么存储子句的优先关系如何呢,Oracle 服务器按以下的方式进行区的管理（如图 P1-1所示）：

• ? 除了 MINIMUM EXTENT 和 UNIFORM SIZE 表空间参数外，在段级别指定的任何存储参数优先级最高，覆盖在表空间级别设置的相应选项。
• ? 如果没有在段级别明确设置存储参数，那么存储参数缺省值为在表空间级别所设置的值。
• ? 如果没有在表空间级别明确设置存储参数，那么将使用 Oracle 服务器系统的缺省设置。

还要注意，某些参数无法在表空间级别指定，而只能在段级别指定。如果存储参数改变，参数的改变只影响新分配区，而对已分配的区不产生影响。如果指定了表空间的最小区大小，分配给该表空间内的段的最小区个数是固定的。

四、区的分配和撤销

数据扩展（extent）是由一组连续的数据块（data block）构成的数据库逻辑存储分配单位。而段（segment）则是由一个或多个数据扩展构成。当一个段中已有空间已经用完，Oracle为这个段分配新的数据扩展。

(一)、数据扩展何时被分配

当用户创建数据表时，Oracle 为此表的数据段（data segment）分配一个包含若干数据块（data block）的初始数据扩展（initial extent）。虽然此时数据表中还没有数据，但是此初始数据扩展中的数据块已经为插入新数据做好了准备。

如果一个段（segment）的初始数据扩展（initial extent）中的数据块（data block）都已装满，且有新数据插入需要空间时，Oracle 自动为这个段分配一个增量数据扩展（incrementalextent）。增量数据扩展是一个段中继已有数据扩展之后分配的后续数据扩展，她的容量大于或等于之前的数据扩展。

为了管理的需要，每个段（segment）的段头（header block）中包含一个记录此段所有数据扩展（extent）的目录。

(二)、如何决定数据扩展分配时的数量与容量

每个段（segment）的定义中都包含了数据扩展（extent）的存储参数（storage parameter）存储参数适用于各种类型的段。这个参数控制着 Oracle 如何为段分配可用空间。例如，用户可以在 CREATE TABLE 语句中使用 STORAGE 子句设定存储参数，决定创建表时为其数据段（data segment）分配多少初始空间，或限定一个表最多可以包含多少数据扩展。如果用户没有为表设定存储参数，那么表在创建时使用所在表空间（tablespace）的默认存储参数。

用户既可以使用数据字典管理的表空间（dictionary managed tablespace）（依赖数据字典表监控空间的利用情况），也可以使用本地管理的表空间（locally managed tablespace）（使用位图（bitmap）来标记可用与已用空间）。由于本地管理的表空间性能较好且易于管理，当用户没有显式地设定数据扩展（extent）管理参数时，除了 SYSTEM 之外的所有永久表空间（permanent tablespace）默认使用本地管理方式。

在一个本地管理的表空间中，其中所分配的数据扩展（extent）的容量既可以是用户设定的固定值，也可以是由系统自动决定的可变值。当用户创建表空间（tablespace）时可以使用 UNIFORM （用户指定）或 AUTOALLOCATE （由系统管理）子句设定数据扩展的分配方式。对于固定容量（UNIFORM）的数据扩展，用户可以为数据扩展设定容量或使用默认大小（1 MB）。用户须确保每个数据扩展的容量至少能包含 5 个数据块（database block）。本地管理（locally managed）的临时表空间（temporary tablespace）在分配数据扩展时只能使用此种方式。

对于由系统管理（AUTOALLOCATE）的数据扩展，由 Oracle 决定新增数据扩展的最佳容量，其最小容量为 64 KB。如果创建表空间时使用了“segment space management auto”子句，且数据块容量大于等于 16 KB，Oracle 扩展一个段时（segment）所创建的数据扩展的最小容量为 1 MB。对于永久表空间（permanent tablespace）上述参数均为默认值。

在本地管理的表空间（locally managed tablespace）中，INITIAL，NEXT，PCTINCREASE， 和 MINEXTENTS 这四个存储参数可以作用于段（segment），但不能作用于表空间。INITIAL，NEXT，PCTINCREASE，和 MINEXTENTS 相结合可以用于计算段的初始容量。当段容量确定后，Oracle 使用内部算法确定其中每个初始数据扩展（extent）的容量。

(三)、数据扩展如何被分配

依据表空间管理方式的不同（本地管理（locally managed）或数据字典管理（dictionarymanaged）），选择不同的算法分配数据扩展（extent）。

对于本地管理的表空间（locally managed tablespace），Oracle 在为新的数据扩展（extent）寻找可用空间时，首先选择一个属于此表空间的数据文件（datafile），再搜索此数据文件的位图（bitmap）查找连续的数据块（free block）。如果此数据块中没有足够的连续可用空间Oracle 将查询其他数据文件。

举例说明，当创建表段时，Oracle 将为段分配一个“初始区”（Initial Extent）,时，由于表不存在任何数据，初始区中的每个块每是未使用的。随着不断向表插入数据，始区的块不断写满，当初始区中的块都被写满后，数据段会向 Oracle 申请新的存储空间，这时 Oracle 为表段再分配一个“后继区”,后继区写满后再分配新区。这些区被标记为“已用区”通常分配给段的区将一直保留在段中，不论区中是否存有数据.当删除数据库对象时，组成对象段的所有区全部回收，即变为“空闲区”。

写在最后的话

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