SQL Server数据库与Oracle数据库之间最大的区别要属表空间设计。Oracle数据库开创性地提出了表空间的设计理念,这为Oracle数据库的高性能做出了不可磨灭的贡献。可以这么说,Oracle中很多优化都是基于表空间的设计理念而实现的。
基本概述
Oracle表空间之基本概念
ORACLE数据库被划分成称作为表空间的逻辑区域——形成ORACLE数据库的逻辑结构。一个ORACLE数据库能够有一个或多个表空间,而一个表空间则对应着一个或多个物理的数据库文件。表空间是ORACLE数据库恢复的最小单位,容纳着许多数据库实体,如表、视图、索引、聚簇、回退段和临时段等。
每个ORACLE数据库均有SYSTEM表空间,这是数据库创建时自动创建的。SYSTEM表空间必须总要保持联机,因为其包含着数据库运行所要求的基本信息(关于整个数据库的数据字典、联机求助机制、所有回退段、临时段和自举段、所有的用户数据库实体、其它ORACLE软件产品要求的表)。
一个小型应用的ORACLE数据库通常仅包括SYSTEM表空间,然而一个稍大型应用的ORACLE数据库采用多个表空间会对数据库的使用带来更大的方便。
例如:便于理解,把oracle数据库看作一个实在房间,表空间可以看作这个房间的空间,是可以自由分配,在这空间里面可以堆放多个箱子(箱子可以看作数据库文件),箱子里面再装物件(物件看作表)。用户指定表空间也就是你希望把属于这个用户的表放在那个房间(表空间)里面。
表空间是一个虚拟的概念可以无限大,但是需要由数据文件作为载体。
Segment(段)
段是指占用数据文件空间的通称,或数据库对象使用的空间的集合;段可以有表段、索引段、回滚段、临时段和高速缓存段等。
Extent(区间)
分配给对象(如表)的任何连续块叫区间;区间也叫扩展,因为当它用完已经分配的区间后,再有新的记录插入就必须在分配新的区间(即扩展一些块);一旦区间分配给某个对象(表、索引及簇),则该区间就不能再分配给其它的对象.
查看表空间:
SQL> select * from v$tablespace;
TS# NAME INCLUD BIGFIL FLASHB ENCRYP
------------------------------------------------------------------------------
SYSTEM YES NO YES
UNDOTBS1 YES NO YES
SYSAUX YES NO YES
USERS YES NO YES
TEMP NO NO YES
查看每个表空间有哪些数据文件:
SQL> desc dba_data_files;
Name Null? Type
-----------------------------------------------------------------------------
FILE_NAME VARCHAR2(513)
FILE_ID NUMBER
TABLESPACE_NAME VARCHAR2(30)
BYTES NUMBER
BLOCKS NUMBER
STATUS VARCHAR2(9)
RELATIVE_FNO NUMBER
AUTOEXTENSIBLE VARCHAR2(3)
MAXBYTES NUMBER
MAXBLOCKS NUMBER
INCREMENT_BY NUMBER
USER_BYTES NUMBER
USER_BLOCKS NUMBER
ONLINE_STATUS VARCHAR2(7)
查看详细数据文件:
SQL> select file_name,tablespace_name from dba_data_files;
FILE_NAME TABLESPACE_NAME
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
/ora10/product/oradata/ora10/users01.dbf USERS
/ora10/product/oradata/ora10/sysaux01.dbf SYSAUX
/ora10/product/oradata/ora10/undotbs01.dbf UNDOTBS1
/ora10/product/oradata/ora10/system01.dbf SYSTEM
创建一个表空间:
SQL> create tablespace paul datafile '/ora10/product/oradata/ora10/paul01.dbf' size
20m;
Tablespace created.
查看我们创建的表空间:
[ora10@localhost ora10]$ pwd
/ora10/product/oradata/ora10
[ora10@localhost ora10]$ ls
control01.ctl control03.ctl redo01.log redo03.log system01.dbf undotbs01.dbf
control02.ctl paul01.dbf redo02.log sysaux01.dbf temp01.dbf users01.dbf
Oracle表空间之作用
表空间的作用能帮助DBA用户完成以下工作:
1、决定数据库实体的空间分配;
2、设置数据库用户的空间份额;
3、控制数据库部分数据的可用性;
4、分布数据于不同的设备之间以改善性能;
5、备份和恢复数据。
用户创建其数据库实体时,必须给予表空间中具有相应的权力,所以对一个用户来说,其要操纵一个ORACLE数据库中的数据,应该:
1、被授予关于一个或多个表空间中的RESOURCE特权;
2、被指定缺省表空间;
3、被分配指定表空间的存储空间使用份额;
4、被指定缺省临时段表空间,建立不同的表空间,设置最大的存储容量。
控制空间
在一些大型的数据库应用中,我们需要控制某个用户或者某一组用户其所占用的磁盘空间。这就好像在文件服务器中,需要为每个用户设置磁盘配额一样,以防止硬盘空间耗竭。所以,在数据库中,我们也需要限制用户所可以使用的磁盘空间大小。为了达到这个目的,我们就可以通过表空间来实现。
我们可以在Oracle数据库中,建立不同的表空间,为其设置最大的存储容量,然后把用户归属于这个表空间。如此的话,这个用户的存储容量,就受到这个表空间大小的限制。当然,表空间的优势还不仅仅这些,企业对于数据库的性能要求越高,或者数据库容量越大,则表空间的优势就会越大。
下面,我们就具体来看看Oracle数据库中表空间的处理方式,看其在性能与安全性方面是否有足够的优势与SQL Server数据库抗衡。
Oracle空间
在数据库设计的时候,我们建议数据库管理员按如下顺序设置表空间。
第一步:建立Oracle用户表空间。
在设计数据库的时候,首先需要设计表空间。我们需要考虑,是只建立一个表空间呢,还是需要建立多个表空间,以及各个表空间的存放位置、磁盘限额等等。
到底设计多少个表空间合理,没有统一的说法,这主要根据企业的实际需求去判断。如企业需要对用户进行磁盘限额控制的,则就需要根据用户的数量来设置表空间。当企业的数据容量比较大,而且又对数据库的性能有比较高的要求时,就需要根据不同类型的数据,设置不同的表空间,以提高其输入输出性能。
第二步:建立Oracle用户,并指定用户的默认表空间。
在建立用户的时候,我们建议数据库管理员要指定用户的默认表空间。因为我们在利用create语句创建数据库对象,如数据库表的时候,其默认是存储在数据库的当前默认空间。若不指定用户默认表空间的话,则用户每次创建数据库对象的时候,都会存储在数据库默认表空间中,如果想存储在自己建的表空间中,最好自己指定自己建的表空间为默认表空间。
另外要注意,不同的表空间有不同的权限控制。用户对于表空间A具有完全控制权限,可能对于表空间B就只有查询权限,甚至连连接的权限的都没有。所以,合理为用户配置表空间的访问权限,也是提高数据库安全性的一个方法。
空间恢复方案
用户表空间
ORACLE表空间错误现象:
在启动数据库时出现ORA-01157,ORA-01110或操作系统级错
误例如ORA-07360,在关闭数据库(使用shutdown normal或shutdown immediate) 时将导致错误ORA-01116,ORA-01110以及操作系统级错误ORA-07368
解决:
以下有两种解决方案:
方案一、用户的表空间可以被轻易地重建
导出的对象是可用的或表空间中的对象可以被轻易地重建等。在这种情况下,最简单的方法是offline并删除该数据文件,删除表空间并重建表空间以及所有的对象。
svrmgrl> startup mount
svrmgrl> alter database datafile filename offline drop;
svrmgrl> alter database open;
svrmgrl> drop tablespace tablespace_name including contents;
重建表空间及所有对象。
方案二、用户的表空间不能够被轻易地重建
在大多数情况下,重建表空间是不可能及太辛苦的工作。方法是倒备份及做介质恢复。如果您的系统运行在NOARCHIVELOG模式下,则只有丢失的数据,在online redo log中方可被恢复。
步骤如下:
1)Restore the lost datafile from a backup
2)svrmgrl> startup mount
3)svrmgrl> select v1.group#,member,sequence#,first_change# from v$log v1,v$logfile v2 where v1.group#=v2.group#;
4)如果数据库运行在NOARCHIVELOG模式下则:svrmgrl> select file#,change# from v$recover_file;
如果 CHANGE# 大于最小的FIRST_CHANGE#则数据文件可以被恢复。
如果 CHANGE# 小于最小的FIRST_CHANGE#则数据文件不可恢复。恢复最近一次的全备份或采用方案一。
5)svrmgrl> recover datafile filename;
6)确认恢复成功
7)svrmgrl> alter database open resetlogs;
只读表空间无需做介质恢复,只要将备份恢复即可。唯一的例外是:
表空间在最后一次备份后被改为read-write 模式
表空间在最后一次备份后被改为read-only 模式
在这种情况下,均需进行介质恢复。
临时表空间
临时表空间并不包含真正的数据,恢复的方法是删除临时表空间并重建即可。
系统表空间
如果备份不可用,则只能采用重建数据库的方法
回滚表空间
有三种种情况:
1、数据库已经完全关闭(使用shutdown immediate或shutdown命令)
1) 确认数据库完全关闭
2) 修改init.ora文件,注释"rollback-segment"
3) svrmgrl> startup restrict mount
4) svrmgrl> alter database datafile filename offline drop;
5) svrmgrl> alter database open;
基于出现的结果:"statement PRocessed" 转(7);"ORA-00604,ORA-00376,ORA-01110"转(6)
6) svrmgrl> shutdown immediate
修改init.ora文件,增加如下一行:_corrupted_rollback_segments = (<roll1>,...<rolln>)
svrmgrl> startup restrict
7) svrmgrl> drop tablespace tablespace_name including contents;
8) 重建表空间及回滚段
9) svrmgrl> alter system disable restricted session;
10) 修改init.ora文件
2、数据库未完全关闭(数据库崩溃或使用shutdown abort命令关闭数据库)
1) 恢复备份
2) svrmgrl> startup mount
3) svrmgrl> select file#,name,status from v$datafile;
svrmgrl> alter database datafile filename online;
4) svrmgrl> select v1.group#,member,sequence#,first_change# from v$log v1,v$logfile v2 where v1.group#=v2.group#;
5) svrmgrl> select file#,change# from v$recover_file; #参见方案2-4
6) svrmgrl> recover datafile filename;
7) svrmgrl> alter database open;
3、数据库处于打开状态
1) 删除回滚段和表空间
2) 重建表空间和回滚段
实体和逻辑结构
一个Oracle数据库系统是以一个由字母和数字组成的系统标识符(SID,Site ID)来做唯一性的区别。他包含了至少一个应用程序的实例,和数据存储设备。一个实例(instance)是由一个实例数字(或是一个引导ID:SYS.V_$DATABASE.ACTIVATION#)表示—包含了一个操作系统程序的集合和与存储设备进行交谈的内部结构。典型的程序有PMON(the process monitor程序监看器)和SMON(the system monitor系统监看器)。
Oracle数据库的用户设计到了SGA(System Global Area系统全局领域)服务器端内存结构。SGA保存了缓存信息比如数据缓冲区,SQL命令,和用户信息。在存储之外,数据库由保存了数据变更历史的在线恢复日志。进程可以把在线的恢复日志转换成存档的日志(离线恢复日志),给数据回复和再生提供了基础。
如果Oracle数据库管理员实现了OracleRAC(Real Application Clusters真正应用集群),那么在不同的服务器上的多个实例,隶属于一个中央磁盘阵列。这个方案提供了一些优点,比如更高的效率、扩展性和冗余。然而,这样会导致系统更复杂,因此许多站点并不使用RAC。在10g版本中,网格计算引进了共享资源,这样一个实例可以使用(例如)网格中另一个节点的CPU资源。
Oracle数据库管理系统可以保存并运行自己的存储程序和函数。PL-SQL(Oracle公司的专有的SQL扩展语言),或面向对象语言Java可以调用那些代码对象或者编写这些代码。
Oracle关系型数据库管理系统从逻辑上把数据保存在表空间内,在物理上以数据文件的形式存储。表空间可以包含多种类型的内存区块,例如数据区块(Data Segment)、索引区块(Index Segment)等等。区块相应的由一个或多个扩展(extent)组成。扩展由相连的数据区块组成。数据区块是数据存储的基本单元。
Oracle数据库管理系统通过存储在SYSTEM表空间内的信息来跟踪数据存储。SYSTEM表空间包含了数据字典—以及(默认的)索引和集群。数据字典包含了一个保存了所有数据库中用户对象的信息的表。从8i版本开始,Oracle开始支持本地管理表空间,即把空间管理信息保存在它们自己的信头的位图中而不是SYSTEM表空间内。
一、SYSTEM表空间(system01.dbf)
SYSTEM表空间是Oracle创建数据库时候自动创建的,每个Oracle数据库都会有SYSTEM表空间,而且SYSTEM表空间总是要保持在联机模式下,因为其包含了数据库运行所要求的基本信息,如:数据字典、联机求助机制、所有回退段、临时段和自举段、所有的用户数据库实体、其它ORACLE软件产品要求的表等等。
在建立数据库的时候,SYSTEM表空间一般都写在磁盘最开始的位置,这就埋下了问题的隐患。如:误操作导致的格式化,ASM出现故障等等一系列的问题,他都会从磁盘最开始的地方写起,这样就会导致SYSTEM表空间没有办法进行数据恢复。
但是,如果在建立数据库的时候,把最开始的位置“让”出来,这样就会使得很多故障轻能而易举的解决,也让DBA在管理数据库、恢复数据库的时候能轻松一些。
二、SYSAUX表空间(sysaux01.dbf)
SYSAUX表空间在Oracle Database 10g中引入,作为SYSTEM表空间的辅助表空间。以前一些使用独立表空间或系统表空间的数据库组件现在在SYSAUX表空间中创建。SYSAUX 表空间存放一些其他的 metadata 组件,如 OEM,Streams 等会默认存放在 SYSAUX表空间里。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。
SYSAUX 表空间是在在DB 创建或者升级时自动创建的。 如果在手工使用SQL创建DB时没有指定SYSAUX tablespace,那么创建语句会报错。 无法执行。
在正常操作下, 不能drop 和rename SYSAUX 表空间。 如果SYSAUX 表空间不可用时, 数据库的核心功能还是可以继续运行的。只是一些存放在SYSAUX表空间里的功能收到限制,就如我们之前说的OEM。
三、TEMP表空间(temp01.dbf)
临时表空间用来管理数据库排序操作以及用于存储临时表、中间排序结果等临时对象,当ORACLE里需要用到SORT的时候,并且当PGA中sort_area_size大小不够时,将会把数据放入临时表空间里进行排序。像数据库中一些操作: CREATE INDEX、 ANALYZE、SELECT DISTINCT、ORDER BY、GROUP BY、 UNION ALL、 INTERSECT、MINUS、SORT-MERGE JOINS、HASH JOIN等都可能会用到临时表空间。当操作完成后,系统会自动清理临时表空间中的临时对象,自动释放临时段。这里的释放只是标记为空闲、可以重用,其实实质占用的磁盘空间并没有真正释放。这也是临时表空间有时会不断增大的原因。临时表空间存储大规模排序操作(小规模排序操作会直接在RAM里完成,大规模排序才需要磁盘排序Disk Sort)和散列操作的中间结果。它跟永久表空间不同的地方在于它由临时数据文件(temporary files)组成的,而不是永久数据文件(datafiles)。临时表空间不会存储永久类型的对象,所以它不会也不需要备份。另外,对临时数据文件的操作不产生redo日志,不过会生成undo日志。
四、UNDO表空间(UNDOTBS01.DBF,UNDO TaBleSpace )
UNDO表空间是Oracle特有的概念。undo表空间中会自动分配undo段,这些undo段用来保存事务中的DML语句的undo信息,也就是来保存数据在被修改之前的值。在rollback,实例恢复(前滚),一致性读CR块的构造时会使用到undo信息。由于undo的引入,从而Oracle的select语句实现一致性读时,不需要任何锁。undo表空间和其它表空间有很多类似的地方:undo数据块也会被读到buffer cache缓存起来,修改时也会产生redo log,数据也会写回到undo表空间的磁盘上。所以崩溃后,undo块的buffer cache也会恢复过来。
五、USERS表空间(USERS01.DBF)
创建用户必须为其指定表空间,如果没有显性指定默认表空间,则指定为users表空间,此用户所有信息都会放入到users表空间中。
参考:
Oracle表空间_百度百科
Oracle SYSAUX 表空间 说明 - 生活不是用来挥霍的 - 博客园
Oracle系统表空间_limingoo的博客-CSDN博客_oracle中典型的表空间