数据块概述Oracle对数据库数据文件(datafile)中的存储空间进行管理的单位是数据块(data block)。数据块是数据库中最小的(逻辑)数据单位。与数据块对应的，所有数据在操作系统级的最小物理存储单位是字节(byte)。每种操作系统都有一个被称为块容量(block size)的参数。Oracle每次获取数据时，总是访问整个数(Oracle)数据块，而不是按照操作系统块的容量访问数据。
数据库中标准的数据块(data block)容量是由初始化参数 DB_BLOCK_SIZE 指定的。除此之外，用户还可以指定五个非标准的数据块容量(nonstandard block size)。数据块容量应该设为操作系统块容量的整数倍(同时小于数据块容量的最大限制)，以便减少不必要的I/O操作。Oracle数据块是Oracle可以使用和分配的最小存储单位。
另见：针对特定操作系统的Oracle文档中包含更多有关数据块容量(data block size)的信息多种数据块容量(Multiple Block Sizes)
数据块结构在Oracle中，不论数据块中存储的是表(table)、索引(index)或簇表(clustered data)，其内部结构都是类似的。
本图显示了数据块的各个组成部分，包括：数据块头(包括标准内容和可变内容)(common and variable header)，表目录区(table directory)，行目录区(row directory)，可用空间区(free space)，行数据区(row data)。以下各节将分别讲解各个组成部分。图中两个箭头表示一个数据块中的可用空间区的容量是可变的。
数据块头(包括标准内容和可变内容)
数据块头(header)中包含了此数据块的概要信息，例如块地址(block address)及此数据块所属的段(segment)的类型(例如，表或索引)。
表目录区
如果一个数据表在此数据块中储存了数据行，那么数据表的信息将被记录在数据块的表目录区(table directory)中。
行目录区
此区域包含数据块中存储的数据行的信息(每个数据行片断(row piece) 在行数据区(row data area)中的地址)。[一个数据块中可能保存一个完整的数据行，也可能只保存数据行的一部分 ，所以文中使用row piece]
当一个数据块(data block)的行目录区(row directory)空间被使用后，即使数据行被删除(delete)，行目录区空间也不会被回收。举例来说，当一个曾经包含50条记录的数据块被清空后，其块头(header)的行目录区仍然占用100字节(byte)的空间。只有在数据块中插入(insert)新数据时，行目录区空间才会被 重新利用。
管理开销数据块头(data block header)，表目录区(table directory)，行目录区(row directory)被统称为管理开销(overhead)。其中 有些开销的容量是固定的;而有些开销的总容量是可变的。数据块中固定及可变管理开销的容量平均在84到107字节(byte)之间。
行数据数据块(data block)中行数据区(row data)包含了表或索引的实际数据。一个数据行可以跨多个数据块。这就出现了“行链接(Row Chaining)及行迁移(Row Migrating)
可用空间区在插入新数据行，或在更新数据行需要更多空间时(例如，原来某行最后一个字段为空(trailing null)，现在要更新为非空值)，将 使用可用空间区(free space)中的空间。
如果一个数据块(data block)属于表或簇表的数据段(data segment)，或属于索引的索引段(index segment)，那么在其可用空间区中还可能会存储事务条目(transaction entry)。如果一个数据块中的数据行(row)正在由 INSERT，UPDATE，DELETE，及 SELECT……FOR UPDATE 语句访问，此数据块中就需要保存事务条目。事务条目所需的存储空间依据操作系统而定。在常见的操作系统中事务条目大约需要有两种SQL语句可以增加数据块中的可用空间：分别是 DELETE 语句，和将现有数据值更新为占用容量更小值的 UPDATE 语句。在以下两种条件下，上述两中操作释放的空间可以被后续的 INSERT 语句使用：
如果 INSERT 语句与上述两种操作在同一事务(transaction)中，且位于释放空间的语句之后，那么 INSERT 语句可以使用被释放的空间。
如果 INSERT 语句与释放空间的语句在不同的事务中(比如两者是由不同的用户提交的)，那么只有在释放空间的语句提交后，且插入数据必需使用此数据块时，INSERT 语句才会使用被释放的空间。
数据块(data block)中被释放出的空间未必与可用空间区(free space)相连续。Oracle在满足以下条件时才会将释放的空间合并到可用空间区：(1)INSERT 或 UPDATE 语句选中了一个有足够可用空间容纳新数据的数据块，(2)但是此块中的可用空间不连续，数据无法被写入到数据块中连续的空间里。Oracle只在 满足上述条件时才对数据块中的可用空间进行合并，这样做是为了避免过于频繁的空间合并工作影响数据库性能。
案例1：验证Oracle data block可用空间存储的最大行数
1）块最大可用空间
10:52:11 SYS@ prod >SELECT kvisval,kvistag,kvisdsc from sys.x$kvis;
no rows selected
一般8k的块，可用空间在8096字节；一般一行记录最小长度在11字节（加上开销），所以8k的块最多可以存储8096/11=736行。
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创建Dictionary管理的tablespace：
11
:
21
:
46
SYS@ test1 >select tablespace_name,extent_management
from
dba_tablespaces;
TABLESPACE_NAME EXTENT_MAN
------------------------------ ----------
SYSTEM DICTIONARY
SYSAUX LOCAL
UNDOTBS1 LOCAL
TEMP1 LOCAL
DICT1 DICTIONARY
创建table（pctfree=
0
）：
11
:
21
:
55
scott@ test1 >create table t3
pctfree
0
tablespace dict1
as
select *
from
t1;
查看数据块上的记录的行数：
11
:
33
:
40
SCOTT@ test1 >select object_name,object_id
from
user_objects
11
:
33
:
55
2
where
object_name=
'T3'
;
OBJECT_NAME OBJECT_ID
------------------------------ ----------
T3
16775
11
:
33
:
08
SYS@ test1 >SELECT SPARE1 FROM TAB$
where
obj#=
16775
;
SPARE1
----------
736
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案例2：验证每个块存储的行数
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38
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创建数据：
10
:
31
:
30
SCOTT@ prod >begin
for
i in
1
..
10
loop
insert into emp1 select * from emp1;
end loop;
end;
/
10
:
31
:
38
SCOTT@ prod >select count(*) from emp1;
COUNT(*)
----------
14336
查看表存储结构：
10
:
32
:
13
SCOTT@ prod >analyze table emp1 compute statistics;
Table analyzed.
10
:
33
:
14
SCOTT@ prod >select table_name,num_rows,blocks,empty_blocks from user_tables
10
:
33
:
40
2
where table_name=
'EMP1'
;
TABLE_NAME NUM_ROWS BLOCKS EMPTY_BLOCKS
------------------------------ ---------- ---------- ------------
EMP1
14336
91
5
查看每个数据块存储的行数：
10
:
31
:
59
SCOTT@ prod >SELECT rid, COUNT (rnum) rnum
10
:
32
:
13
2
FROM (SELECT SUBSTR (ROWID,
1
,
15
) rid, ROWID rnum FROM emp1)
10
:
32
:
13
3
GROUP BY rid;
RID RNUM
------------------------------ ----------
AAASa0AAEAAAAIL
14
AAASa0AAEAAAAJN
170
AAASa0AAEAAAAJZ
170
AAASa0AAEAAAAJe
170
......
RNUM RID
------------------------------ ----------
AAASa0AAGAAAACv
170
86
rows selected.
|
案例3：和数据块访问有关的参数
arraysize 参数
arraysize定义了一次返回到客户端的行数，当扫描了arraysize 行后，停止扫描，返回数据，然后继续扫描。
这个过程就是统计信息中的SQL*Net roundtrips to/from client。因为arraysize 默认是15行，那么就有一个问题，因为我们一个block 中的记录数一般都会超过15行，所以如果按照15行扫描一次，那么每次扫描要多扫描一个数据块，一个数据块也可能就会重复扫描多次。
重复的扫描会增加consistent gets 和 physical reads。 增加physical reads，这个很好理解，扫描的越多，物理的可能性就越大。
consistent gets，这个是从undo里读的数量，Oracle 为了保证数据的一致性，当一个查询很长，在查询之后，数据块被修改，还未提交，再次查询时候，Oracle根据Undo 来构建CR块，这个CR块，可以理解成数据块在之前某个时间的状态。 这样通过查询出来的数据就是一致的。
那么如果重复扫描的块越多，需要构建的CR块就会越多，这样读Undo 的机会就会越多，consistent gets 就会越多。
如果数据每次传到客户端有中断，那么这些数据会重新扫描，这样也就增加逻辑读，所以调整arraysize可以减少传的次数，减少逻辑读。
默认的arraysize：
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76
77
78
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11
:
56
:
18
SCOTT@ prod >show arraysize
arraysize
15
理论上arraysize为
15
，读取
170
行应该是
12
次。
12
:
13
:
57
SCOTT@ prod >select
170
/
15
from
dual;
170
/
15
----------
11.3333333
12
:
05
:
07
SCOTT@ prod >select *
from
emp1
where
rownum<
171
;
170
rows selected.
读取一个数据块 ！
Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value:
484668179
---------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
---------------------------------------------------------------------------
|
0
| SELECT STATEMENT | |
170
|
5440
|
2
(
0
)|
00
:
00
:
01
|
|*
1
| COUNT STOPKEY | | | | | |
|
2
| TABLE ACCESS FULL| EMP1 |
170
|
5440
|
2
(
0
)|
00
:
00
:
01
|
---------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
1
- filter(ROWNUM<
171
)
Statistics
----------------------------------------------------------
1
recursive calls
0
db block gets
17
consistent gets
0
physical reads
0
redo size
9514
bytes sent via SQL*Net to client
540
bytes received via SQL*Net
from
client
13
SQL*Net roundtrips to/
from
client
0
sorts (memory)
0
sorts (disk)
170
rows processed
---注意这里的SQL*Net roundtrips to/
from
client，在之前，我们估计是按照arraysize 的默认值，读完这个数据块需要roundtrips=
12
次，这里实际是
13
次。
12
:
06
:
13
SCOTT@ prod >set arraysize
1000
12
:
07
:
32
SCOTT@ prod >show arraysize
arraysize
1000
12
:
07
:
40
SCOTT@ prod >set autotrace trace
12
:
07
:
48
SCOTT@ prod >select *
from
emp1
where
rownum <
171
;
170
rows selected.
Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value:
484668179
---------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
---------------------------------------------------------------------------
|
0
| SELECT STATEMENT | |
170
|
5440
|
2
(
0
)|
00
:
00
:
01
|
|*
1
| COUNT STOPKEY | | | | | |
|
2
| TABLE ACCESS FULL| EMP1 |
170
|
5440
|
2
(
0
)|
00
:
00
:
01
|
---------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
1
- filter(ROWNUM<
171
)
Statistics
----------------------------------------------------------
1
recursive calls
0
db block gets
6
consistent gets
0
physical reads
0
redo size
8084
bytes sent via SQL*Net to client
419
bytes received via SQL*Net
from
client
2
SQL*Net roundtrips to/
from
client
0
sorts (memory)
0
sorts (disk)
170
rows processed
注意这里的SQL*Net roundtrips to/
from
client，读完这个数据块需要roundtrips只需要
2
次，consistent gets从
17
次降为
6
次。
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