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Oracle Freelist和HWM原理探讨及相关性能优化

时间:2007-12-23 来源:不详作者:迈克DB

要害词：Freelist，HWM，存储参数，段，块，dump，优化
文章摘要：
近期来，FreeList的重要作用逐渐为OracleDBA所熟悉，网上也出现一些相关的讨论。本文以FreeList为线索对Oracle的存储治理的原理进行较深入的探讨，涉及Oracle段区块治理的原理，FreeList算法等。而与FreeList密切相关的一个重用特性HWM，与sql性能密切相关，本文也作了原理分析介绍。在原理探讨的基础上，介绍了常用的存储参数分析方法，并对所涉及的存储优化、HWM的优化和Freelist竞争优化作了说明。
缩略语：
ASSM：autosegementspacemanagement
HWM：highwatermark
DBA：datablockaddress
OLTP：onlinetransactionprocess
OPS：oracleparallelserver
1.简介
Oracle的空间治理和存储参数治理是Oracle治理及优化的重要部分。FreeList作为Oracle底层存储参数中的核心参数，其行为方式对Oracle的存储治理及性能优化有重大影响，而现有的Oracle文档对此方面的内容比较缺乏。虽然Oracle9i已出现了ASSM，但是作为深入调优对FreeList熟悉仍是必要的。
近期来，FreeList的重要作用逐渐为OracleDBA所熟悉，网上也出现一些相关的讨论。本文以FreeList为线索对Oracle的存储治理的原理进行较深入的探讨，涉及Oracle段区块治理的原理，FreeList算法等。而与FreeList密切相关的一个重用特性HWM，与sql性能密切相关，本文也作了原理分析介绍。在原理探讨的基础上，介绍了常用的存储参数分析方法，并对所涉及的存储优化、HWM的优化和Freelist竞争优化作了说明。 dedecms.com
这些原理分析和性能优化都建立在探讨的基础上，限于篇幅和本人经验可能存在局限、偏差或谬误。
为了准确文中部分结构和字段的说明直接用英文描述。
限于篇幅本文不对同样很重要的block结构作更深入的讨论，对OPS性能有重要影响的freelistgroup本文也未提及，因此本文在单一freelistgroup下讨论。对于block的深入讨论、freelistgroup的介绍与优化以及PCTUSED和PCTFREE等重要参数的优化请参见参考文献和资料。
2.原理探讨
FreeList作为一个Oracle存储治理的核心参数。其行为方式由Oralce内部控制，我们一般不需要把握和控制。但是我们可能会碰到这些问题，当插入一条记录，会插入到那个块中？是使用新块，还是插入有数据的老块？段是什么时候扩展的，如何扩展的？表中只有一条记录，但是作一次select时代价却是上千个块，为什么？假如我们从原理上清楚了Oracle的存储治理方式，对相关这些问题的解决及性能优化就清楚自然了。
2.1Oracle的逻辑储存结构
Oralce的逻辑存储结构按表空间，段，区，块进行治理。块是Oracle用来治理存储空间的最基本单元，Oracle数据库在进行输入输出操作时，都是以块为单位进行逻辑读写操作的。区由一系列连续的块组成，Oralce在进行空间分配、回收和治理时是以区为基本单位的。段由多个区组成，这些区可以是连续的也可以是不连续的，一般情况下一个对象拥有一个段。表空间中容纳段和区。

织梦好，好织梦

在生成段的时候，会同时分配初始区(initialextents)，初始区的第一个块就格式化为segmentheader，并被用来记录freelist描述信息、extents信息，HWM信息等。
2.2freelist概念
freelist是一种单向链表用于定位可以接收数据的块，在字典治理方式的表空间中，Oracle使用freelist来治理未分配的存储块。Oracle记录了有空闲空间的块用于insert或Update。空闲空间来源于两种方式：1.段中所有超过HWM的块，这些块已经分配给段了，但是还未被使用。2.段中所有在HWM下的且链入了freelist的块，可以被重用。freelist具有下列属性
lflag指示freelist被使用(1)或未使用(0)
lfreelist链的首块的地址DBA(datablockaddress)
lfreelist链的尾块的地址DBA
freelist的信息通常保留在segmentheader中,这里给出segmentheaderblockdump片段加以说明：