ASSM自动段空间管理 简介

原文转自：http://www.ixdba.net/article/e4/1605.html  如有侵权，请联系我，我会立即删除。

因为ASSM的官方文档很少，经过多次的查证之后，终于弄明白了ASSM管理（BMB段管理）的内部机理，现在发表给大家共享.

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（在自动段空间管理中，没有prtused参数），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（本地管理表空间）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（注意是数据块的一个参数，不是段的），什么时候该利用该数据块则由设定的pctfree来确定。 

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 

www.ixdba.net

· 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。

ASSM到底是怎么回事，表是怎么结构的呢？ 
---------------------------------------------------------------------------------- 
关键字：ASSM，自动段管理 
BMB Segment 位图块段管理 

1、我们先创建一个本地管理的表空间，采用段自动管理方式 
SQL>

create tablespace demo 
datafile '/ora01/oem/demo01.dbf ' 
size 50m 
EXTENT MANAGEMENT LOCAL                        --一定是本地管理 
SEGMENT SPACE MANAGEMENT AUTO;       --ASSM管理的标志

2、创建同样一个表 
[color=navy]SQL> 

create table demotab ( x number ) tablespace demo 
storage (initial 1000K); 
Table created 
我们指定初试区间大小是1000K 

SQL> 

select t.table_name,t.initial_extent,t.next_extent,t.pct_free,t.pct_used fromuser_tables t where t.table_name = 'DEMOTAB'; 
TABLE_NAME        INITIAL_EXTENT    NEXT_EXTENT   PCT_FREE       PCT_USED 
-----------------       -------------             --------------       -----------             ---------- 
DEMOTAB              1024000                                           10  
可以看到，NEXT_EXTENT与PCT_USED都为空。 

3、执行该过程，检查表的初始状态 
SQL> exec show_space('demotab'); 
Total Blocks............................128 
Total Bytes.............................1048576 
Unused Blocks...........................125 
Unused Bytes............................1024000 
Last Used Ext FileId....................7 
Last Used Ext BlockId...................8 
Last Used Block.........................3 

从这里我们能看到一些该表的特性，其中最引人注意的就是表头了，占用了三个块的大小（128-125）
另外一个注意的地方就是该表从第8个块开始，但是实际上这里是错误的，应当是从第9个块开始，文件头占用了64K的空间等于8个块。 
我们从dba_extent中也能看到这样的信息，实际上是从第9个块开始的。 

SQL> select t.segment_name,t.extent_id,t.block_id fromdba_extents twhere t.segment_name = 'DEMOTAB'; 
SEGMENT_NAME                 EXTENT_ID                           BLOCK_ID 
--------------------------          ----------                                 ---------- 
DEMOTAB                                0                                              9 
DEMOTAB                                1                                             17 
…… 
从这里可以看到，第一个区间的开始块是9 

4、我直接开始分析第9，10，11个块（段头） 
SQL> alter system dump datafile 7 block 9; 
System altered 
SQL> alter system dump datafile 7 block 10; 
System altered 
SQL> alter system dump datafile 7 block 11; 
System altered

Start dump data blocks tsn: 6 file#: 7 minblk 9 maxblk 9 

好，到这里了，我们开始插入数据，进一步说明情况。 
SQL>insert into demotab 
select rownum from dba_objects; 
28985 rows inserted; 

然后我们运行 
SQL> exec show_space('demotab'); 
Total Blocks............................128 
Total Bytes.............................1048576 
Unused Blocks...........................72 
Unused Bytes............................589824 
Last Used Ext FileId....................26 
Last Used Ext BlockId...................56 
Last Used Block.........................8 

这里有一个新的过程，用于专门分析自动段管理的段中的块的组成 
declare 
v_unformatted_blocks number; 
v_unformatted_bytes number; 
v_fs1_blocks number; 
v_fs1_bytes number; 
v_fs2_blocks number; 
v_fs2_bytes number; 
v_fs3_blocks number; 
v_fs3_bytes number; 
v_fs4_blocks number; 
v_fs4_bytes number; 
v_full_blocks number; 
v_full_bytes number; 
begin 
dbms_space.space_usage ('SYS', 'DEMOTAB', 'TABLE', v_unformatted_blocks, 
v_unformatted_bytes, v_fs1_blocks, v_fs1_bytes, v_fs2_blocks, v_fs2_bytes, 
v_fs3_blocks, v_fs3_bytes, v_fs4_blocks, v_fs4_bytes, v_full_blocks, v_full_bytes); 
dbms_output.put_line('Unformatted Blocks = '||v_unformatted_blocks); 
dbms_output.put_line('FS1 Blocks = '||v_fs1_blocks); 
dbms_output.put_line('FS2 Blocks = '||v_fs2_blocks); 
dbms_output.put_line('FS3 Blocks = '||v_fs3_blocks); 
dbms_output.put_line('FS4 Blocks = '||v_fs4_blocks); 
dbms_output.put_line('Full Blocks = '||v_full_blocks); 
end;/

Unformatted Blocks = 0 
FS1 Blocks = 1 
FS2 Blocks = 0 
FS3 Blocks = 0 
FS4 Blocks = 6 
Full Blocks = 43 
PL/SQL procedure successfully completed 

在这里 
FS1表示0-25%空闲空间的块 
FS2表示25-50%空闲空间的块 
FS3表示50-75%空闲空间的块 
FS4表示 75-100%空闲空间的块 

这里我们能看到什么呢？ 可以看到的是， 
Total Blocks............................128 
Unused Blocks...........................72 

就是说，我们这次插入用了128-72=56个块。 
但是看下面的数据，也就是数据块只有1+6+43=50个，还有6个的差别在哪里呢？我们已知的就是段头有3个，那还有3个应当就是分布在表中的位图块了（假定）。我们进一步分析。 
IXDBA.NET社区论坛
用了56个块，其实就是7个区间，7个区间，每个位图块只能管理16个块（2个区间），这里应当用到了4个位图块才能够管理过来，4个中有一个属于段头的3个，那正好是50+3+3=56=128-72了。我们进一步分析。 

再看那段头变成什么样了？ 
Start dump data blocks tsn: 6 file#: 7 minblk 9 maxblk 9 
buffer tsn: 6 rdba: 0x06800009 (7/9) 
scn: 0x0000.0018b7ca seq: 0x2d flg: 0x00 tail: 0xb7ca202d 
frmt: 0x02 chkval: 0x0000 type: 0x20=FIRST LEVEL BITMAP BLOCK 
Dump of First Level Bitmap Block 
-------------------------------- 
nbits : 4 nranges: 2 parent dba: 0x0680000a poffset: 0 
[color=red]unformatted: 0 total: 16 first useful block: 3 [/color] 
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 0 nf2 0 nf3 0 nf4 0 

Extent Map Block Offset: 4294967295 
First free datablock : 16 
Bitmap block lock opcode 0 
Locker xid: : 0x0000.000.00000000 
Highwater:: 0x00000000 ext#: 0 blk#: 0 ext size: 0 
#blocks in seg. hdr's freelists: 0 
#blocks below: 0 
mapblk 0x00000000 offset: 0 
HWM Flag: Not Set 
-------------------------------------------------------- 
DBA Ranges : 
-------------------------------------------------------- 
0x06800009 Length: 8 Offset: 0 
0x06800011 Length: 8 Offset: 8 

[color=red]0:Metadata 1:Metadata 2:Metadata 3:FULL 
4:FULL 5:FULL 6:FULL 7:FULL 
8:FULL 9:FULL 10:FULL 11:FULL 
12:FULL 13:FULL 14:FULL 15:FULL [/color] 
-------------------------------------------------------- 
End dump data blocks tsn: 6 file#: 7 minblk 9 maxblk 9 

*** 2003-08-19 11:10:10.000 
Start dump data blocks tsn: 6 file#: 7 minblk 10 maxblk 10 
buffer tsn: 6 rdba: 0x0680000a (7/10) 
scn: 0x0000.0018b7cb seq: 0x07 flg: 0x00 tail: 0xb7cb2107 
frmt: 0x02 chkval: 0x0000 type: 0x21=SECOND LEVEL BITMAP BLOCK 
Dump of Second Level Bitmap Block 
number: 8 nfree: 5 ffree: 3 pdba: 0x0680000b 
opcode:0 
xid: 
L1 Ranges : 
-------------------------------------------------------- 
[color=red]0x06800009 Free: 1 Inst: 1 
0x06800019 Free: 1 Inst: 1 
0x06800029 Free: 1 Inst: 1 [/color] 
0x06800039 Free: 5 Inst: 1 
0x06800049 Free: 5 Inst: 1 
0x06800059 Free: 5 Inst: 1 
0x06800069 Free: 5 Inst: 1 
0x06800079 Free: 5 Inst: 1 

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

Start dump data blocks tsn: 6 file#: 7 minblk 11 maxblk 11 
buffer tsn: 6 rdba: 0x0680000b (7/11) 
scn: 0x0000.0018b7cb seq: 0x03 flg: 0x00 tail: 0xb7cb2303 
frmt: 0x02 chkval: 0x0000 type: 0x23=PAGETABLE SEGMENT HEADER 
Extent Control Header 
----------------------------------------------------------------- 
Extent Header:: spare1: 0 spare2: 0 #extents: 16 #blocks: 128 
last map 0x00000000 #maps: 0 offset: 2716 
[color=red]Highwater:: 0x06800041 [/color] ext#: 6 blk#: 8 ext size: 8 
#blocks in seg. hdr's freelists: 0 
#blocks below: 50 
mapblk 0x00000000 offset: 6 
Unlocked 
-------------------------------------------------------- 
Low HighWater Mark : 
[color=red]Highwater:: 0x0680000c [/color] ext#: 0 blk#: 3 ext size: 8 
#blocks in seg. hdr's freelists: 0 
#blocks below: 0 
mapblk 0x00000000 offset: 0 
Level 1 BMB for High HWM block: 0x06800039 
Level 1 BMB for Low HWM block: 0x06800009 
-------------------------------------------------------- 
Segment Type: 1 nl2: 1 blksz: 8192 fbsz: 0 
L2 Array start offset: 0x00001434 
First Level 3 BMB: 0x00000000 
L2 Hint for inserts: 0x0680000a 
Last Level 1 BMB: 0x06800079 
Last Level II BMB: 0x0680000a 
Last Level III BMB: 0x00000000 
Map Header:: next 0x00000000 #extents: 16 obj#: 29929 flag: 0x20000000 
Extent Map 
----------------------------------------------------------------- 
0x06800009 length: 8 
0x06800011 length: 8 
0x06800019 length: 8 
0x06800021 length: 8 
0x06800029 length: 8 
0x06800031 length: 8 
0x06800039 length: 8 
0x06800041 length: 8 
0x06800049 length: 8 
0x06800051 length: 8 
0x06800059 length: 8 
0x06800061 length: 8 
0x06800069 length: 8 
0x06800071 length: 8 
0x06800079 length: 8 
0x06800081 length: 8 

Auxillary Map 
-------------------------------------------------------- 
Extent 0 : L1 dba: 0x06800009 Data dba: 0x0680000c 
Extent 1 : L1 dba: 0x06800009 Data dba: 0x06800011 
Extent 2 : L1 dba: 0x06800019 Data dba: 0x0680001a 
Extent 3 : L1 dba: 0x06800019 Data dba: 0x06800021 
Extent 4 : L1 dba: 0x06800029 Data dba: 0x0680002a 
Extent 5 : L1 dba: 0x06800029 Data dba: 0x06800031 
Extent 6 : L1 dba: 0x06800039 Data dba: 0x0680003a 
Extent 7 : L1 dba: 0x06800039 Data dba: 0x06800041 
Extent 8 : L1 dba: 0x06800049 Data dba: 0x0680004a 
Extent 9 : L1 dba: 0x06800049 Data dba: 0x06800051 
Extent 10 : L1 dba: 0x06800059 Data dba: 0x0680005a 
Extent 11 : L1 dba: 0x06800059 Data dba: 0x06800061 
Extent 12 : L1 dba: 0x06800069 Data dba: 0x0680006a 
Extent 13 : L1 dba: 0x06800069 Data dba: 0x06800071 
Extent 14 : L1 dba: 0x06800079 Data dba: 0x0680007a 
Extent 15 : L1 dba: 0x06800079 Data dba: 0x06800081 
-------------------------------------------------------- 

Second Level Bitmap block DBAs 
-------------------------------------------------------- 
DBA 1: 0x0680000a 

End dump data blocks tsn: 6 file#: 7 minblk 11 maxblk 11 

看块9，可以看到，段头的三个块没有动。另外的13个块都是FULL（100%充满）状态。 
看块10，可以看到，充分利用的位图块的位置是： 
0x06800009 Free: 1 Inst: 1 --对应9 
0x06800019 Free: 1 Inst: 1 --对应25 
0x06800029 Free: 1 Inst: 1 --对应41 
应当还有一个不完全利用的 
0x06800039 Free: 5 Inst: 1 --对应57 
下面我们证实一下 

块25的信息： 
Start dump data blocks tsn: 6 file#: 7 minblk 25 maxblk 25 
buffer tsn: 6 rdba: 0x06800019 (7/25) 
scn: 0x0000.0018b7cb seq: 0x0e flg: 0x04 tail: 0xb7cb200e 
frmt: 0x02 chkval: 0x261c type: 0x20=FIRST LEVEL BITMAP BLOCK 
Dump of First Level Bitmap Block 
-------------------------------- 
nbits : 4 nranges: 2 parent dba: 0x0680000a poffset: 1 
unformatted: 0 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 0 nf2 0 nf3 0 nf4 0 

Extent Map Block Offset: 4294967295 
First free datablock : 16 
Bitmap block lock opcode 0 
Locker xid: : 0x0000.000.00000000 
Highwater:: 0x00000000 ext#: 0 blk#: 0 ext size: 0 
#blocks in seg. hdr's freelists: 0 
#blocks below: 0 
mapblk 0x00000000 offset: 0 
HWM Flag: Not Set 
-------------------------------------------------------- 
DBA Ranges : 
-------------------------------------------------------- 
0x06800019 Length: 8 Offset: 0 
0x06800021 Length: 8 Offset: 8 

[color=red]0:Metadata 1:FULL 2:FULL 3:FULL 
4:FULL 5:FULL 6:FULL 7:FULL 
8:FULL 9:FULL 10:FULL 11:FULL 
12:FULL 13:FULL 14:FULL 15:FULL [/color] 
-------------------------------------------------------- 
End dump data blocks tsn: 6 file#: 7 minblk 25 maxblk 25 

块41的信息 
Start dump data blocks tsn: 6 file#: 7 minblk 41 maxblk 41 
buffer tsn: 6 rdba: 0x06800029 (7/41) 
scn: 0x0000.0018b7cb seq: 0x35 flg: 0x04 tail: 0xb7cb2035 
frmt: 0x02 chkval: 0x260f type: 0x20=FIRST LEVEL BITMAP BLOCK 
Dump of First Level Bitmap Block 
-------------------------------- 
nbits : 4 nranges: 2 parent dba: 0x0680000a poffset: 2 
unformatted: 0 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 0 nf2 0 nf3 0 nf4 0 

Extent Map Block Offset: 4294967295 
First free datablock : 16 
Bitmap block lock opcode 0 
Locker xid: : 0x0000.000.00000000 
Highwater:: 0x00000000 ext#: 0 blk#: 0 ext size: 0 
#blocks in seg. hdr's freelists: 0 
#blocks below: 0 
mapblk 0x00000000 offset: 0 
HWM Flag: Not Set 
-------------------------------------------------------- 
DBA Ranges : 
-------------------------------------------------------- 
0x06800029 Length: 8 Offset: 0 
0x06800031 Length: 8 Offset: 8 

[color=red]0:Metadata 1:FULL 2:FULL 3:FULL 
4:FULL 5:FULL 6:FULL 7:FULL 
8:FULL 9:FULL 10:FULL 11:FULL 
12:FULL 13:FULL 14:FULL 15:FULL [/color] 
-------------------------------------------------------- 
End dump data blocks tsn: 6 file#: 7 minblk 41 maxblk 41 

块57的信息 
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 

[color=red]0:Metadata 1:75-100% free 2:75-100% free 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 [/color] 
-------------------------------------------------------- 
End dump data blocks tsn: 6 file#: 7 minblk 57 maxblk 57 

块9：2个段头+1个位图+13个FULL 
块25：1个位图+15个FULL 
块41：1个位图+15个FULL 
块57：1个位图+6个75-100% free+1个0-25% free 

大家可以看到正好满足上面的： 
FS1 Blocks = 1 
FS2 Blocks = 0 
FS3 Blocks = 0 
FS4 Blocks = 6 
Full Blocks = 43 

到这里，大家也明白了 
3*16+8=56=1+6+43+3（段头，其中有一个是BMB）+3（BMB）

最后，我们讨论高水点的确定。 
到这里，大家该知道高水点的位置是多少了吧，应该是56+8（文件头）+1=65（这个1表示在数据块之上，因为块从1开始而不是从0开始）。但是看我们的块11，怎么解释这个呢？ 
Highwater:: 0x06800041 ext#: 6 blk#: 8 ext size: 8 
#blocks in seg. hdr's freelists: 0 
#blocks below: 50 
mapblk 0x00000000 offset: 6 
Unlocked 
-------------------------------------------------------- 
Low HighWater Mark : 
[color=red]Highwater:: 0x0680000c [/color] ext#: 0 blk#: 3 ext size: 8 

其中有两个Highwater，第一个记录了真正的高水点，H41，就是十进制65 
第二个表示底的高水点，从哪里开始，很明显，从12（十六进制的c） 
个块开始（前面是8个文件头+3个段头） 
其实，我们从最后一个位图块（57）的dump中也可以看到这样的信息 
Locker xid: : 0x0000.000.00000000 
[color=red]Highwater:: 0x06800041 [/color] ext#: 6 blk#: 8 ext size: 8