oracle点知识 ——HWM(高水位线) 上

在Oracle数据的存储中，可以把存储空间想象为一个水库，数据想象为水库中的水。水库中的水的位置有一条线叫做水位线，在Oracle中，这条线被称为高水位线（High-warter mark, HWM）。在数据库表刚建立的时候，由于没有任何数据，所以这个时候水位线是空的，也就是说HWM为最低值。当插入了数据以后，高水位线就会上涨，但是这里也有一个特性，就是如果你采用delete语句删除数据的话，数据虽然被删除了，但是高水位线却没有降低，还是你刚才删除数据以前那么高的水位。也就是说，这条高水位线在日常的增删操作中只会上涨，不会下跌。

下面我们来谈一下Oracle中Select语句的特性。Select语句会对表中的数据进行一次扫描，但是究竟扫描多少数据存储块呢，这个并不是说数据库中有多少数据，Oracle就扫描这么大的数据块，而是Oracle会扫描高水位线以下的数据块。现在来想象一下，如果刚才是一张刚刚建立的空表，你进行了一次Select操作，那么由于高水位线HWM在最低的0位置上，所以没有数据块需要被扫描，扫描时间会极短。而如果这个时候你首先插入了一千万条数据，然后再用delete语句删除这一千万条数据（或者在插入大量数据，没有提交之前回滚了操作，）。由于插入了一千万条数据，所以这个时候的高水位线就在一千万条数据这里。后来删除这一千万条数据的时候（或者回滚），由于delete语句不影响高水位线，所以高水位线依然在一千万条数据这里。这个时候再一次用select语句进行扫描，虽然这个时候表中没有数据，但是由于扫描是按照高水位线来的，所以需要把一千万条数据的存储空间都要扫描一次，也就是说这次扫描所需要的时间和扫描一千万条数据所需要的时间是一样多的（对应执行的I/O次数也就越多了）。所以有时候有人总是经常说，怎么我的表中没有几条数据，但是还是这么慢呢，这个时候其实奥秘就是这里的高水位线了。

那有没有办法让高水位线下降呢，其实有一种比较简单的方法，那就是采用TRUNCATE语句进行删除数据。采用TRUNCATE语句删除一个表的数据的时候，类似于重新建立了表，不仅把数据都删除了，还把HWM给清空恢复为0。所以如果需要把表清空，在有可能利用TRUNCATE语句来删除数据的时候就利用TRUNCATE语句来删除表，特别是那种数据量有可能很大的临时存储表。

关于truncate语句具体做了什么，参照我的博客：http://blog.csdn.net/changyanmanman/article/details/7881863

在手动段空间管理（Manual Segment Space Management）中，段中只有一个HWM，但是在Oracle9iRelease1才添加的自动段空间管理（Automatic Segment Space Management）中，又有了一个低HWM的概念出来。为什么有了HWM还又有一个低HWM呢，这个是因为自动段空间管理的特性造成的。在手段段空间管理中，当数据插入以后，如果是插入到新的数据块中，数据块就会被自动格式化等待数据访问。而在自动段空间管理中，数据插入到新的数据块以后，数据块并没有被格式化，而是在第一次访问这个数据块的时候才格式化这个块。所以我们又需要一条水位线，用来标示已经被格式化的块。这条水位线就叫做低HWM。一般来说，低HWM肯定是低于等于HWM的。

下面看一个实例：

SQL> create tablespace assm datafile 'D:\oracle\product\10.1.0\oradata\myorcl\assm.dbf' size 40m ;

表空间已创建。

SQL> select tablespace_name,block_size,extent_management,allocation_type,segment_space_management from dba_tablespaces where tablespace_name='ASSM' ;

TABLESPACE_NAME           BLOCK_SIZE         EXTENT_MAN    ALLOCATIO     SEGMEN
------------------------------            ----------                  ----------                   ---------              ------
      ASSM                                   8192                      LOCAL                  SYSTEM           MANUAL

SQL> create table test_hwm1(id char(2000),name char(2000)) tablespace assm storage(minextents 2) pctfree 40;

表已创建。

SQL> select extent_id,file_id,relative_fno,block_id,blocks from dba_extents where segment_name='TEST_HWM1';

 EXTENT_ID      FILE_ID   RELATIVE_FNO      BLOCK_ID     BLOCKS
   ----------            ----------    ------------                   ----------             ----------
       0                      8                 8                                9                      128 --(128标识每个extent有128个数据块)
       1                      8                 8                              137                   128

查询结果出现两行，说明创建表时，自动分配了2个extents。第一个从block_id = 9 开始（前8个事file header + 位图块）

SQL> alter system dump datafile 8  block min 9 block max 15;

系统已更改。

下面写出dump出来的，参照下：

Dump file d:\oracle\product\10.1.0\admin\myorcl\udump\myorcl_ora_6164.trc
Tue Nov 20 16:58:16 2012
ORACLE V10.1.0.2.0 - Production vsnsta=0
vsnsql=13 vsnxtr=3
Oracle Database 10g Enterprise Edition Release 10.1.0.2.0 - Production
With the Partitioning, OLAP and Data Mining options
Windows XP Version V5.1 Service Pack 3
CPU             : 2 - type 586, 2 Physical Cores
Process Affinity: 0x00000000
Memory (A/P)    : PH:685M/2042M, PG:1885M/3935M, VA:1729M/2047M
Instance name: myorcl

Redo thread mounted by this instance: 1

Oracle process number: 18

Windows thread id: 6164, image: ORACLE.EXE (SHAD)

*** 2012-11-20 16:58:16.671
*** SERVICE NAME:(SYS$USERS) 2012-11-20 16:58:16.593
*** SESSION ID:(142.11) 2012-11-20 16:58:16.593
Start dump data blocks tsn: 7 file#: 8 minblk 9 maxblk 15
buffer tsn: 7 rdba: 0x02000009 (8/9)
scn: 0x0000.000d5d5f seq: 0x01 flg: 0x00 tail: 0x5d5f1001
frmt: 0x02 chkval: 0x0000 type: 0x10=DATA SEGMENT HEADER - UNLIMITED    ——这个块的类型是数据段头
  Extent Control Header
  -----------------------------------------------------------------
  Extent Header:: spare1: 0      spare2: 0      #extents: 2      #blocks: 255   
                  last map  0x00000000  #maps: 0      offset: 4128  
      Highwater::  0x0200000a  ext#: 0      blk#: 0      ext size: 127         ————开始的时候高水位线就在第二个块上
  #blocks in seg. hdr's freelists: 0    
  #blocks below: 0     
  mapblk  0x00000000  offset: 0     
                   Unlocked
     Map Header:: next  0x00000000  #extents: 2    obj#: 49733  flag: 0x40000000
  Extent Map
  -----------------------------------------------------------------
   0x0200000a  length: 127   
   0x02000089  length: 128   
  
  nfl = 1, nfb = 1 typ = 1 nxf = 0 ccnt = 0
  SEG LST:: flg: UNUSED lhd: 0x00000000 ltl: 0x00000000 

  ————值得注意的是，这个块里没有出现位图管理的信息，（type: 0x20=FIRST LEVEL BITMAP BLOCK） 这是因为我们在创建表空间的时候没有指定 segmen space management auto 在此版本中默认情况下仍然会使用free list  和 freelist  group 。 

buffer tsn: 7 rdba: 0x0000000a (0/10)
scn: 0x0000.00000000 seq: 0x01 flg: 0x05 tail: 0x00000001
frmt: 0x02 chkval: 0xa70a type: 0x00=unknown
Hex dump of corrupt header 4 = CORRUPT
Dump of memory from 0x065B0200 to 0x065B0214
65B0200 0000A200 0000000A 00000000 05010000  [................]
65B0210 0000A70A                             [....]            
buffer tsn: 7 rdba: 0x0000000b (0/11)
scn: 0x0000.00000000 seq: 0x01 flg: 0x05 tail: 0x00000001
frmt: 0x02 chkval: 0xa70b type: 0x00=unknown
Hex dump of corrupt header 4 = CORRUPT
Dump of memory from 0x065B0200 to 0x065B0214
65B0200 0000A200 0000000B 00000000 05010000  [................]
65B0210 0000A70B                             [....]            
buffer tsn: 7 rdba: 0x0000000c (0/12)
scn: 0x0000.00000000 seq: 0x01 flg: 0x05 tail: 0x00000001
frmt: 0x02 chkval: 0xa70c type: 0x00=unknown
Hex dump of corrupt header 4 = CORRUPT
Dump of memory from 0x065B0200 to 0x065B0214
65B0200 0000A200 0000000C 00000000 05010000  [................]
65B0210 0000A70C                             [....]            
buffer tsn: 7 rdba: 0x0000000d (0/13)
scn: 0x0000.00000000 seq: 0x01 flg: 0x05 tail: 0x00000001
frmt: 0x02 chkval: 0xa70d type: 0x00=unknown
Hex dump of corrupt header 4 = CORRUPT
Dump of memory from 0x065B0200 to 0x065B0214
65B0200 0000A200 0000000D 00000000 05010000  [................]
65B0210 0000A70D                             [....]            
buffer tsn: 7 rdba: 0x0000000e (0/14)
scn: 0x0000.00000000 seq: 0x01 flg: 0x05 tail: 0x00000001
frmt: 0x02 chkval: 0xa70e type: 0x00=unknown
Hex dump of corrupt header 4 = CORRUPT
Dump of memory from 0x065B0200 to 0x065B0214
65B0200 0000A200 0000000E 00000000 05010000  [................]
65B0210 0000A70E                             [....]            
buffer tsn: 7 rdba: 0x0000000f (0/15)
scn: 0x0000.00000000 seq: 0x01 flg: 0x05 tail: 0x00000001
frmt: 0x02 chkval: 0xa70f type: 0x00=unknown
Hex dump of corrupt header 4 = CORRUPT
Dump of memory from 0x065B0200 to 0x065B0214
65B0200 0000A200 0000000F 00000000 05010000  [................]
65B0210 0000A70F                             [....]            
End dump data blocks tsn: 7 file#: 8 minblk 9 maxblk 15

我们可以看到highwater：      Highwater::  0x0200000a  指向第二个extent的第二个block。

当我们向表中插入数据的时候，高水位线就会向后移动：

SQL> insert into test_hwm1 values('001','liumu');
已创建 1 行。

SQL> alter system dump datafile 8 block min 9 block max 11;
系统已更改。

*** 2012-11-21 14:14:26.515
Start dump data blocks tsn: 7 file#: 8 minblk 9 maxblk 11
buffer tsn: 7 rdba: 0x02000009 (8/9)
scn: 0x0000.000d5d5f seq: 0x01 flg: 0x04 tail: 0x5d5f1001
frmt: 0x02 chkval: 0x2486 type: 0x10=DATA SEGMENT HEADER - UNLIMITED
  Extent Control Header
  -----------------------------------------------------------------
  Extent Header:: spare1: 0      spare2: 0      #extents: 2      #blocks: 255   
                  last map  0x00000000  #maps: 0      offset: 4128  
      Highwater::  0x0200000b ext#: 0      blk#: 1      ext size: 127    ————高水位线向后移动了一个块。因为第10个块已经插入了数据。
  #blocks in seg. hdr's freelists: 1     
  #blocks below: 1     
  mapblk  0x00000000  offset: 0     
                   Unlocked
     Map Header:: next  0x00000000  #extents: 2    obj#: 49733  flag: 0x40000000
  Extent Map
  -----------------------------------------------------------------
   0x0200000a  length: 127   
   0x02000089  length: 128   
  
  nfl = 1, nfb = 1 typ = 1 nxf = 0 ccnt = 1
  SEG LST:: flg: USED   lhd: 0x0200000a ltl: 0x0200000a 
buffer tsn: 7 rdba: 0x0200000a (8/10)
scn: 0x0000.000d9a95 seq: 0x01 flg: 0x00 tail: 0x9a950601
frmt: 0x02 chkval: 0x0000 type: 0x06=trans data        ——这个块的类型是数据
Block header dump:  0x0200000a
 Object id on Block? Y
 seg/obj: 0xc245  csc: 0x00.d5d62  itc: 2  flg: O  typ: 1 - DATA
     fsl: 0  fnx: 0x0 ver: 0x01
 
 Itl           Xid                  Uba         Flag  Lck        Scn/Fsc
0x01   0x0004.00e.00000413  0x0080065a.024d.21  ----    1  fsc 0x0000.00000000
0x02   0x0000.000.00000000  0x00000000.0000.00  ----    0  fsc 0x0000.00000000
 
data_block_dump,data header at 0x65b025c
===============
tsiz: 0x1fa0
hsiz: 0x14
pbl: 0x065b025c
bdba: 0x0200000a
     76543210
flag=--------
ntab=1
nrow=1
frre=-1
fsbo=0x14
fseo=0xff7
avsp=0xfe3
tosp=0xfe3
0xe:pti[0]nrow=1offs=0
0x12:pri[0]offs=0xff7
block_row_dump:
tab 0, row 0, @0xff7
tl: 4009 fb: --H-FL-- lb: 0x1  cc: 2
col  0: [2000]
 30 30 31 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20
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 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20
end_of_block_dump
buffer tsn: 7 rdba: 0x0000000b (0/11)
scn: 0x0000.00000000 seq: 0x01 flg: 0x05 tail: 0x00000001
frmt: 0x02 chkval: 0xa70b type: 0x00=unknown
Hex dump of corrupt header 4 = CORRUPT
Dump of memory from 0x065B0200 to 0x065B0214
65B0200 0000A200 0000000B 00000000 05010000  [................]
65B0210 0000A70B                             [....]            
End dump data blocks tsn: 7 file#: 8 minblk 9 maxblk 11

下面引入一个procedure，通过这个过程，可以得到一个segment的HWM 的位置，注意在sqlplus 中记得设置 ：set serveroutput on 。HWM= total_blocks - Unused Block +1 

我们可以做一个测试：

SQL> create table my_objects as select * from all_objects;
表已创建。


SQL> select count(*) from my_objects;

  COUNT(*)
----------
     47221

执行存储过程： http://blog.csdn.net/changyanmanman/article/details/8209377

SQL> exec show_space(p_segname=>'MY_OBJECTS' ,p_owner=> 'SYS' ,p_type=>'TABLE');

PL/SQL 过程已成功完成。

SQL> set serveroutput on;
SQL> exec show_space(p_segname=>'MY_OBJECTS' ,p_owner=> 'SYS' ,p_type=>'TABLE');

Total Blocks............................768
Total Bytes.............................6291456
Unused Blocks...........................118
Unused Bytes............................966656
Last Used Ext FileId....................6
Last Used Ext BlockId...................777
Last Used Block.........................10

PL/SQL 过程已成功完成。