[Oracle10G新特性]_15.段管理
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??? 關(guān)于ASSM(Auto Segment Space Management)的特性，我之前在《ASSM基礎(chǔ)了解》、《ASSM下的Shrink命令應(yīng)用》這兩篇文章中學(xué)習(xí)過(guò)。但是貌似沒(méi)有大牛寫(xiě)的這篇東西這么通俗易懂，看了還是會(huì)有比以前稍微清晰一些的認(rèn)識(shí)。本文的操作在之前都做過(guò)一些學(xué)習(xí)，記下來(lái)以供今后參考。
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段管理
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用 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù) 10g 通過(guò)回收浪費(fèi)的空間、聯(lián)機(jī)重組表格和評(píng)估增長(zhǎng)的趨勢(shì)，有效地在段中進(jìn)行存儲(chǔ)管理
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??? 近來(lái)，有人要求我評(píng)估一個(gè)與 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)競(jìng)爭(zhēng)的 RDBMS。在供應(yīng)商的演示過(guò)程中，觀眾認(rèn)為“最棒”的特性是，對(duì)聯(lián)機(jī)重組的支持 — 該產(chǎn)品可以聯(lián)機(jī)重新部署數(shù)據(jù)塊，以使段的等價(jià)物更簡(jiǎn)潔，并且不會(huì)影響當(dāng)前的用戶(hù)。
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??? 那時(shí)，Oracle 還沒(méi)有在 Oracle9i 數(shù)據(jù)庫(kù)中提供這種功能。但是現(xiàn)在，有了 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù) 10g，就可以輕松地聯(lián)機(jī)回收浪費(fèi)的空間和壓縮對(duì)象—正好適合于起步者。
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??? 不過(guò)，在檢驗(yàn)該特性之前，讓我們看一看處理這項(xiàng)任務(wù)的“傳統(tǒng)的”方法。
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當(dāng)前慣例
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???
考慮讓我們看一個(gè)段，如一張表，其中填滿(mǎn)了塊，如圖 1 所示。在正常操作過(guò)程中，刪除了一些行，如圖 2 所示。現(xiàn)有就有了許多浪費(fèi)的空間：(i) 在表的上一個(gè)末端和現(xiàn)有的塊之間，以及 (ii) 在塊內(nèi)部，其中還有一些沒(méi)有刪除的行。
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圖 1：分配給該表的塊。用灰色正方形表示行。
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??? Oracle 不會(huì)釋放空間以供其他對(duì)象使用，有一條簡(jiǎn)單的理由：由于空間是為新插入的行保留的，并且要適應(yīng)現(xiàn)有行的增長(zhǎng)。被占用的最高空間稱(chēng)為最高使用標(biāo)記 (HWM)，如圖 2 所示。
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圖 2：行后面的塊已經(jīng)刪除了；HWM 仍保持不變。
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???
但是，這種方法有兩個(gè)主要的問(wèn)題：?
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??? ● 當(dāng)用戶(hù)發(fā)出一個(gè)全表掃描時(shí)，Oracle 始終必須從段一直掃描到 HWM，即使它什么也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。該任務(wù)延長(zhǎng)了全表掃描的時(shí)間。
??? ● 當(dāng)用直接路徑插入行時(shí) — 例如，通過(guò)直接加載插入（用 APPEND 提示插入）或通過(guò) SQL*Loader 直接路徑 — 數(shù)據(jù)塊直接置于 HWM 之上。它下面的空間就浪費(fèi)掉了。
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??? 在 Oracle9i 及其以前的版本中，可以通過(guò)刪除表，然后重建表并重新加載數(shù)據(jù)來(lái)回收空間；或通過(guò)使用 ALTER TABLE MOVE 命令把表移動(dòng)到一個(gè)不同的表空間中來(lái)回收空間。這兩種處理方式都必須脫機(jī)進(jìn)行。另外，可以使用聯(lián)機(jī)表重組特性，但是這需要至少雙倍的現(xiàn)有表空間。
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??? 在 10g中，該任務(wù)已經(jīng)變得微不足道了；假如您的表空間中支持自動(dòng)段空間管理 (ASSM),您現(xiàn)在可以縮小段、表和索引，以回收空閑塊并把它們提供給數(shù)據(jù)庫(kù)以作他用，讓我們看看其中的緣由。
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10g 中的段管理方式
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??? 設(shè)想有一個(gè)表 BOOKINGS，它保存有經(jīng)由 Web 站點(diǎn)的聯(lián)機(jī)登記。當(dāng)一個(gè)登記確認(rèn)后，就會(huì)把它存儲(chǔ)在一個(gè)存檔表 BOOKINGS_HIST 中，并從 BOOKINGS 表中刪除該行。登記和確認(rèn)之間的時(shí)間間隔依據(jù)客戶(hù)有很大的不同，由于無(wú)法從刪除的行獲得足夠的空間，因此許多行就插入到了表的 HWM 之上。
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???
現(xiàn)在您需要回收浪費(fèi)的空間。首先，準(zhǔn)確地查明在可回收的段中浪費(fèi)了多少空間。由于它是在支持 ASSM 的表空間中，您將不得不使用 DBMS_SPACE 包的 SPACE_USAGE 過(guò)程，如下所示：
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declare
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l_fs1_bytes number;
l_fs2_bytes number;
l_fs3_bytes number;
l_fs4_bytes number;
l_fs1_blocks number;
l_fs2_blocks number;
l_fs3_blocks number;
l_fs4_blocks number;
l_full_bytes number;
l_full_blocks number;
l_unformatted_bytes number;
l_unformatted_blocks number;
begin
dbms_space.space_usage(
segment_owner????? => user,
segment_name?????? => 'BOOKINGS',
segment_type?????? => 'TABLE',
fs1_bytes????????? => l_fs1_bytes,
fs1_blocks???????? => l_fs1_blocks,
fs2_bytes????????? => l_fs2_bytes,
fs2_blocks???????? => l_fs2_blocks,
fs3_bytes????????? => l_fs3_bytes,
fs3_blocks???????? => l_fs3_blocks,
fs4_bytes????????? => l_fs4_bytes,
fs4_blocks???????? => l_fs4_blocks,
full_bytes???????? => l_full_bytes,
full_blocks??????? => l_full_blocks,
unformatted_blocks => l_unformatted_blocks,
unformatted_bytes? => l_unformatted_bytes
?? );
dbms_output.put_line(' FS1 Blocks = '||l_fs1_blocks||' Bytes = '||l_fs1_bytes);
dbms_output.put_line(' FS2 Blocks = '||l_fs2_blocks||' Bytes = '||l_fs1_bytes);
dbms_output.put_line(' FS3 Blocks = '||l_fs3_blocks||' Bytes = '||l_fs1_bytes);
dbms_output.put_line(' FS4 Blocks = '||l_fs4_blocks||' Bytes = '||l_fs1_bytes);
dbms_output.put_line('Full Blocks = '||l_full_blocks||' Bytes = ||l_full_bytes);
end;
/
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??? 輸出結(jié)果如下：
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FS1 Blocks = 0 Bytes = 0
FS2 Blocks = 0 Bytes = 0
FS3 Blocks = 0 Bytes = 0
FS4 Blocks = 4148 Bytes = 0
Full Blocks = 2 Bytes = 16384
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??? 這個(gè)輸出結(jié)果顯示有 4,148 個(gè)塊，具有 75-100% 的空閑空間 (FS4)；沒(méi)有其他空閑塊可用。這里僅有兩個(gè)得到完全使用的塊。4,148 個(gè)塊都可以回收。
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??? 接下來(lái)，您必須確保該表支持行移動(dòng)。如果不支持，您可以使用如下命令來(lái)支持它：
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alter table bookings enable row movement;
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??? 或通過(guò) Administration 頁(yè)上的 企業(yè)管理器 10g。您還要確保在該表上禁用所有基于行 id 的觸發(fā)器，這是因?yàn)樾袑?huì)移動(dòng)，行 id 可能會(huì)發(fā)生改變。
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??? 最后，您可以通過(guò)以下命令重組該表中現(xiàn)有的行：
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alter table bookings shrink space compact;
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??? 該命令將會(huì)在塊內(nèi)重新分配行，如圖 3 所示，這就在 HWM 之下產(chǎn)生了更多的空閑塊 — 但是 HWM 自身不會(huì)進(jìn)行分配。
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圖 3：重組行后的表中的塊。
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??? 在執(zhí)行該操作后，讓我們看一看空間利用率所發(fā)生的改變。使用在第一步展示的 PL/SQL 塊，可以看到塊現(xiàn)在是如何組織的：
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FS1 Blocks = 0 Bytes = 0
FS2 Blocks = 0 Bytes = 0
FS3 Blocks = 1 Bytes = 0
FS4 Blocks = 0 Bytes = 0
Full Blocks = 2 Bytes = 16384
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???
注意這里的重要改變：FS4 塊（具有 75-100% 的空閑空間）的數(shù)量現(xiàn)在從 4,148 降為 0。我們還看到 FS3 塊（具有 50-75% 的空閑空間）的數(shù)量從 0 增加到 1。但是，由于 HWM 沒(méi)有被重置，總的空間利用率仍然是相同的。我們可以用如下命令檢查使用的空間：
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SQL> select blocks from user_segments where segment_name = 'BOOKINGS';
?
BLOCKS
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???? 4224
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??? 由該表占用的塊的數(shù)量 (4,224) 仍然是相同的，這是因?yàn)椴](méi)有把 HWM 從其原始位置移開(kāi)。可以把 HWM 移動(dòng)到一個(gè)較低的位置，并用如下命令回收空間：
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alter table bookings shrink space;
?
??? 注意子句 COMPACT 沒(méi)有出現(xiàn)。該操作將把未用的塊返回給數(shù)據(jù)庫(kù)并重置 HWM。可以通過(guò)檢查分配給表的空間來(lái)對(duì)其進(jìn)行測(cè)試：
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SQL> select blocks from user_segments where segment_name = 'BOOKINGS';
?
BLOCKS
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???????? 8
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??? 塊的數(shù)量從 4,224 降為 8；該表內(nèi)所有未用的空間都返回給表空間，以讓其他段使用，如圖 4 所示。
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圖 4：在收縮后，把空閑塊返回給數(shù)據(jù)庫(kù)。
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??? 這個(gè)收縮操作完全是在聯(lián)機(jī)狀態(tài)下發(fā)生的，并且不會(huì)對(duì)用戶(hù)產(chǎn)生影響。
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??? 也可以用一條語(yǔ)句來(lái)壓縮表的索引：
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alter table bookings shrink space cascade;
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??? 聯(lián)機(jī) shrink 命令是一個(gè)用于回收浪費(fèi)的空間和重置 HWM 的強(qiáng)大的特性。我把后者（重置 HWM）看作該命令最有用的結(jié)果，因?yàn)樗倪M(jìn)了全表掃描的性能。
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找到收縮合適選擇
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??? 在執(zhí)行聯(lián)機(jī)收縮前，用戶(hù)可能想通過(guò)確定能夠進(jìn)行最完全壓縮的段，以找出最大的回報(bào)。只需簡(jiǎn)單地使用 dbms_space 包中的內(nèi)置函數(shù) verify_shrink_candidate。如果段可以收縮到 1,300,000 字節(jié)，則可以使用下面的 PL/SQL 代碼進(jìn)行測(cè)試：
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begin
if (dbms_space.verify_shrink_candidate
('ARUP','BOOKINGS','TABLE',1300000)
then
:x := 'T';
else
:x := 'F';
end if;
end;
/
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PL/SQL 過(guò)程成功完成。
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SQL> print x
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X
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T
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??? 如果目標(biāo)收縮使用了一個(gè)較小的數(shù)，如 3,000：
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begin
if (dbms_space.verify_shrink_candidate
('ARUP','BOOKINGS','TABLE',30000)
then
:x := 'T';
else
:x := 'F';
end if;
end;
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??? 變量 x 的值被設(shè)置成 'F'，意味著表無(wú)法收縮到 3,000 字節(jié)。
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推測(cè)一下來(lái)自索引空間的需要
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??? 現(xiàn)在假定您將著手在一個(gè)表上，或者也許是一組表上創(chuàng)建一個(gè)索引的任務(wù)。除了普通的結(jié)構(gòu)元素，如列和單值性外，您將不得不考慮的最重要的事情是索引的預(yù)期大小 — 必須確保表空間有足夠的空間來(lái)存放新索引。
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??? 在 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù) 9i 及其以前的版本中，許多 DBA 使用了大量的工具（從電子數(shù)據(jù)表到獨(dú)立程序）來(lái)估計(jì)將來(lái)索引的大小。在 10g中，通過(guò)使用 DBMS_SPACE 包，使這項(xiàng)任務(wù)變得極其微不足道。讓我們看一看它的作用方式。
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??? 我們要求在 BOOKINGS 表的 booking_id 和 cust_name 列上創(chuàng)建一個(gè)索引。這個(gè)提議的索引需要多少空間呢？您所需要做的全部工作就是執(zhí)行下面的 PL/SQL 腳本。
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declare
l_used_bytes number;
l_alloc_bytes number;
begin
dbms_space.create_index_cost (
ddl => 'create index in_bookings_hist_01 on bookings_hist '||
'(booking_id, cust_name) tablespace users',
used_bytes => l_used_bytes,
alloc_bytes => l_alloc_bytes
?? );
dbms_output.put_line ('Used Bytes????? = '||l_used_bytes);
dbms_output.put_line ('Allocated Bytes = '||l_alloc_bytes);
end;
/??
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??? 輸出結(jié)果如下：
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Used Bytes????? = 7501128
Allocated Bytes = 12582912
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??? 假定您想使用一些參數(shù)，而這些將參數(shù)潛在地增加了索引的大小，例如，指定 INITRANS 參數(shù)為 10。
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declare
l_used_bytes number;
l_alloc_bytes number;
begin
dbms_space.create_index_cost (
ddl => 'create index in_bookings_hist_01 on bookings_hist '||
'(booking_id, cust_name) tablespace users initrans 10',
used_bytes => l_used_bytes,
alloc_bytes => l_alloc_bytes
?? );
dbms_output.put_line ('Used Bytes????? = '||l_used_bytes);
dbms_output.put_line ('Allocated Bytes = '||l_alloc_bytes);
end;
/
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??? 輸出結(jié)果如下：
Used Bytes????? = 7501128
Allocated Bytes = 13631488
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??? 注意通過(guò)指定一個(gè)更高的 INITRANS，而導(dǎo)致的分配字節(jié)的增加。使用這種方法可以容易地確定索引對(duì)存儲(chǔ)空間的影響。
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??? 但是，您應(yīng)該意識(shí)到兩個(gè)重要的警告。第一，該過(guò)程只適用于打開(kāi)了 SEGMENT SPACE MANAGEMENT AUTO 的表空間。第二，包是依據(jù)表上的統(tǒng)計(jì)來(lái)計(jì)算索引的估計(jì)大小。因此，對(duì)表執(zhí)行相對(duì)新的統(tǒng)計(jì)是非常重要的。但請(qǐng)注意：如果沒(méi)有對(duì)表的統(tǒng)計(jì)，不會(huì)導(dǎo)致使用包時(shí)出錯(cuò)，但會(huì)產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤的結(jié)果。
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估計(jì)表的大小
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??? 假定有一個(gè)名為 BOOKINGS_HIST 的表，它共有 30,000 行，各行長(zhǎng)度較為平均，并且 PCTFREE 參數(shù)值為 20。如果想把參數(shù) PCT_FREE 增至 30,表格的大小將增加多少？由于 30 是將 20 增長(zhǎng)了 10%，表格大小將會(huì)按 10% 的比例增長(zhǎng)嗎？這個(gè)問(wèn)題不要問(wèn)自己，而要問(wèn) DBMS_SPACE 包內(nèi)的 CREATE_TABLE_COST 過(guò)程。下面是您能夠估計(jì)大小的方法：
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declare
l_used_bytes number;
l_alloc_bytes number;
begin
dbms_space.create_table_cost (
tablespace_name => 'USERS',
avg_row_size => 30,
row_count => 30000,
pct_free => 20,
used_bytes => l_used_bytes,
alloc_bytes => l_alloc_bytes
?? );
dbms_output.put_line('Used:'||l_used_bytes);
dbms_output.put_line('Allocated:'||l_alloc_bytes);
end;
/
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??? 輸出結(jié)果如下：
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Used: 1261568
Allocated: 2097152
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??? 要把表的 PCT_FREE 參數(shù)從 20 更改為 30，可以通過(guò)指定
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pct_free => 30
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??? 我們得到了輸出結(jié)果：
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Used: 1441792
Allocated: 2097152
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??? 注意：使用的空間已從 1,261,568 增加到 1,441,792，這是由于 PCT_FREE 參數(shù)在用戶(hù)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊中保留了較少的空間。增量大約有 14%，而不是所預(yù)期的 10%。使用這個(gè)包可以容易地計(jì)算出參數(shù)（如 PCT_FREE）對(duì)表大小的影響，或把該表移動(dòng)到一個(gè)不同的表空間中的影響。
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預(yù)測(cè)段的增長(zhǎng)
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??? 這是一個(gè)假日的周末，Acme 酒店期待有如同潮涌般的人群要求入住。作為一名 DBA，您正設(shè)法了解這種需求，以使您能夠確保有足夠的空間可供使用。如何預(yù)測(cè)表的空間利用率呢？
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??? 只需詢(xún)問(wèn) 10g；您就會(huì)驚詫于它能夠多么準(zhǔn)確和聰明地為您作出預(yù)測(cè)。只需簡(jiǎn)單地發(fā)出查詢(xún):
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select * from
table(dbms_space.OBJECT_GROWTH_TREND
('ARUP','BOOKINGS','TABLE'));
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??? 函數(shù) dbms_space.object_growth_trend() 將以 PIPELINEd 格式返回記錄，這種格式可以通過(guò) TABLE() 強(qiáng)制轉(zhuǎn)換將其顯示出來(lái)。輸出如下：
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TIMEPOINT????????????????????? SPACE_USAGE SPACE_ALLOC QUALITY
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05-MAR-04 08.51.24.421081 PM?????? 8586959??? 39124992 INTERPOLATED
06-MAR-04 08.51.24.421081 PM?????? 8586959??? 39124992 INTERPOLATED
07-MAR-04 08.51.24.421081 PM?????? 8586959??? 39124992 INTERPOLATED
08-MAR-04 08.51.24.421081 PM???? 126190859? 1033483971 INTERPOLATED
09-MAR-04 08.51.24.421081 PM?????? 4517094???? 4587520 GOOD
10-MAR-04 08.51.24.421081 PM???? 127469413? 1044292813 PROJECTED
11-MAR-04 08.51.24.421081 PM???? 128108689? 1049697234 PROJECTED
12-MAR-04 08.51.24.421081 PM???? 128747966? 1055101654 PROJECTED
13-MAR-04 08.51.24.421081 PM???? 129387243? 1060506075 PROJECTED
14-MAR-04 08.51.24.421081 PM???? 130026520? 1065910496 PROJECTED
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??? 輸出結(jié)果多次清楚顯示了 BOOKINGS 表的大小，就像在 TIMEPOINT 列、TIMESTAMP 數(shù)據(jù)類(lèi)型中所顯示的那樣。SPACE_ALLOC 列顯示了分配給該表的字節(jié)，而 SPACE_USAGE 列顯示了已使用了多少字節(jié)。該信息是由自動(dòng)負(fù)載存儲(chǔ)或 AWR（參閱本系列中的第 6 周）每天進(jìn)行收集的。在上面的輸出中，數(shù)據(jù)是在 2004 年 3 月 9 日收集好的，就像 QUALITY 列的值 － "GOOD" 所指示的那樣。那一天的空間分配和使用數(shù)字都是準(zhǔn)確無(wú)誤的。但是，以后的日子，該列的值將是 PROJECTED，這表示空間計(jì)算是由 AWR 功能依據(jù)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)的 — 不是直接從段進(jìn)行收集。
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??? 注意 3 月 9 日以前的該列中的值 — 全都是 INTERPOLATED。換句話說(shuō)，該值沒(méi)有真正收集或預(yù)測(cè)的值，只是簡(jiǎn)單地依據(jù)適用于任何可用數(shù)據(jù)的使用圖案添加進(jìn)去的。最有可能的是當(dāng)時(shí)沒(méi)有數(shù)據(jù)，因此不得不添加該值。
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結(jié)論
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??? 有了段級(jí)操作，現(xiàn)在就能對(duì)段內(nèi)空間如何使用進(jìn)行細(xì)粒度的控制，可用來(lái)回收表內(nèi)的空閑空間、聯(lián)機(jī)重組表中的行以使之更壓縮，以及更多操作。這些功能幫助 DBA 從諸如表重組之類(lèi)的日常任務(wù)中解脫出來(lái)。聯(lián)機(jī)段收縮特性在估計(jì)內(nèi)部碎片和降低段的最高使用標(biāo)記方面特別有用，能顯著地減少全表掃描的成本。
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