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Oracle压缩功能小结1--压缩功能介绍
Oracle数据库的压缩功能
大家听到这个词,一定就想到了节省硬盘空间吧。没错,它就是用来干这个的,但是向外延伸一下,它不仅可以节省硬盘空间,更可以节省带宽以及内存的使用(cpu有一点点损耗因为需要更多的计算取值操作,但是鉴于大多数环境下cpu都有空闲,所以也可以忽略了)。
Basiccompression这个功能从9i开始就有提供,11gr1开始提供了新的压缩功能,即OLTP compression。Basic compression是包括在EE版本中的,不需要额外收费,但是OLTP compression则需要额外的Oracle Advanced Compression optionlicense。高级?想用?掏钱吧。
下面的图片能够帮助你简单了解压缩块的原理:
简单来说,就是在block中会存有特殊的数据结构,symbol table。
Symboltable dump出来的内容如下所示:
tab 0, row 0, @0x1da4 tl: 7 fb: --H-FL-- lb: 0x0 cc: 12 col 0:*NULL* col 1: [5] 56 41 4c 49 44 col 2: [1] 4e col 3:*NULL* col 4: [1] 4e col 5: [1] 4e col 6: [3] 53 59 53 col 7: [7] 78 6f 0a 1e 0d 39 19 col 8:[19] 32 30 31 31 2d 31 30 2d 33 30 3a 3132 3a 35 36 3a 32 34 col 9: [2] c1 05 col 10: [ 5] 49 4e 44 45 58 col 11: [ 7] 78 6f 0a 1e 0d 39 19 bindmp: 00 2a 0c 15 20 24 22
真正的数据内容如下所示:
tab 0, row 0, @0x1da4 tl: 7 fb: --H-FL-- lb: 0x0 cc: 12 col 0:*NULL* col 1: [5] 56 41 4c 49 44 col 2: [1] 4e col 3:*NULL* col 4: [1] 4e col 5: [1] 4e col 6: [3] 53 59 53 col 7: [7] 78 6f 0a 1e 0d 39 19 col 8:[19] 32 30 31 31 2d 31 30 2d 33 30 3a 3132 3a 35 36 3a 32 34 col 9: [2] c1 05 col 10: [ 5] 49 4e 44 45 58 col 11: [ 7] 78 6f 0a 1e 0d 39 19 bindmp: 00 2a 0c 15 20 24 22
有点类似于clustertable的block结构。简单来说就是只将block重复的内容存放一份到symbol table中,真正的表row piece引用存放在symbol table中的重复的内容。因为Basiccompression和OLTPcompresssion都是块内压缩,所以就算拥有重复的内容,但是如果不在同一个块内存放,还是无法达到压缩的效果。其原理先介绍到这,如果想要深入研究,可以参考老熊的blog。
Oracle压缩表数据块格式解析:
http://www.laoxiong.net/dissect_compressed_block_part1.html
概念补完了,下面来简单介绍一下表压缩的几种类型:
1. 不压缩
别心急,我觉得它应该算是表压缩的类型之一,为了严谨一些,这里把它列为第一位。关键字nocompress。意思就是不压缩。默认创建表的时候会根据你的表空间的default属性来判断是否压缩。如果你的表空间定义为default compress,那么在此表空间创建非压缩表的时候则需要指定nocompress。例句:
create table t(id number) nocompress ;
相关SQL(留给大家自己测试):
alter tablespace users default compress ; select tablespace_name , compress_for fromdba_tablespaces where tablespace_name='USERS' ; create table ttt (id number) tablespace users ; create table ttt2 (id number) tablespace users nocompress ; select table_name , COMPRESS_FOR fromuser_tables where table_name in ('TTT','TTT2') ; alter tablespace users default nocompress ; select tablespace_name , compress_for fromdba_tablespaces where tablespace_name='USERS' ;
2. Basic compression
l 要点1:数据压缩只在directpath load的时候才会生效,对于普通的dml语句insert、update不会发生压缩。
l 要点2:压缩的时候为了保证最大程度的压缩,会自动设置pctfree为0(不是强制的,也可以在建表的时候设置pctfree为其他值)。
例句:
create table t(id number) compress ; create table t(id number) compress basic ;
3. OLTP compression
l 要点1:不像Basic compression,OLTPcompression会对所有的dml生效,所以适用于OLTP系统。
l 要点2:自动设置pctfree为10,也可以自行设置。
l 要点3:oracle数据库内部的压缩动作不是在所有dml操作中都产生,只有当新的block中的数据存放到达了厥值的时候才会引发块内的压缩操作。
这里重点描述一下第三个要点:
oracle 数据库压缩数据块在批量模式下,而不是每个更改数据的操作都会引发压缩操作。block中保留未压缩的数据达到了一个厥值的时候会引发块内的压缩操作。
当一个事务导致在block中的数据达到了厥值,所有的block中的内容就会被压缩。然后,更多的数据加入到块中,再一次达到厥值,整个block会重新压缩,以达到最大程度的压缩级别。这个过程会一直重复,直到oracle 数据库确定无法再从压缩上获得更高的效益。只有某些触发压缩条件的的事务会经历轻微的压缩开销。
所以多数oltp事务作用在压缩的块上面,会和未压缩的表上拥有相同的性能。只有那些比较倒霉的操作会引发块内的压缩动作。
这里的详细内容可以参考aco白皮书。
例句:
create table t(id number) compress for oltp ;
4. HCC(Hybrid Columnar Compression)
这个特性只为Exadata一体机环境下的Oracle数据库提供。可以分为4个级别,即:
l Query low
l Query high
l Archive low
l Archive high
比较适用于更改不频繁或者readonly的表。根据上面排列的级别,相应的压缩比越来越高,看到介绍,竟然最多可以达到30倍,确实令人咋舌(当然这应该是最好的情况)。
原理简单描述:
不像传统的数据存储,一行中所有的信息都存放在一起。而是使用CU(CompressionUnit)的结构来存储数据,将一组(很多行)行中每列的信息存放在一起,然后执行压缩操作。可以节省更多的空间。(原来只是块内引用,现在是多块内引用,肯定节省更多的空间)但是同样的,由于这种存储结构,在发生更新1行的数据的时候,会连带的锁定一个Logical Compression Unit中的所有行。
我不是OracleDatabase的销售,所以关于HCC的内容就介绍到这里。最后说一下关于压缩的几点限制:
1. Compress Basic和compress foroltp 不支持超过255列的信息。(真心蛋疼,难道是因为超过255列的row会跨越多个row piece的原因?)
2. BasicFile LOBs 不支持压缩,SecureFileLOBs支持压缩。(新东西带来新bug)
3. 使用Compress Basic的时候无法dropcolumn,但是对于compress for oltp以及hcc中的各种压缩格式是允许的。
4. 不支持索引组织表。
5. 不支持外部表或者ClusterTable(直接说只支持堆积表得了)。
HCC的限制内容不描述了。
附件
附件1 show_space脚本
下面附上show_space(itpub改良版)脚本:
CREATE OR REPLACE PROCEDURE show_space(p_segname_1 IN VARCHAR2, p_type_1 IN VARCHAR2 DEFAULT'TABLE', p_space IN VARCHAR2 DEFAULT'AUTO', p_analyzed IN VARCHAR2 DEFAULT'N', p_partition_1 IN VARCHAR2 DEFAULT NULL, p_owner_1 IN VARCHAR2 DEFAULTUSER) AUTHIDCURRENT_USER AS p_segname VARCHAR2(100); p_type VARCHAR2(30); p_owner VARCHAR2(30); p_partition VARCHAR2(50); l_unformatted_blocks NUMBER; l_unformatted_bytes NUMBER; l_fs1_blocks NUMBER; l_fs1_bytes NUMBER; l_fs2_blocks NUMBER; l_fs2_bytes NUMBER; l_fs3_blocks NUMBER; l_fs3_bytes NUMBER; l_fs4_blocks NUMBER; l_fs4_bytes NUMBER; l_full_blocks NUMBER; l_full_bytes NUMBER; l_free_blks NUMBER; l_total_blocks NUMBER; l_total_bytes NUMBER; l_unused_blocks NUMBER; l_unused_bytes NUMBER; l_LastUsedExtFileId NUMBER; l_LastUsedExtBlockId NUMBER; l_LAST_USED_BLOCK NUMBER; PROCEDURE p(p_label IN VARCHAR2, p_num IN NUMBER) IS BEGIN DBMS_OUTPUT.put_line(RPAD(p_label,40, '.') || p_num); END; BEGIN p_segname := UPPER(p_segname_1); p_owner := UPPER(p_owner_1); p_type := p_type_1; p_partition := UPPER(p_partition_1); IF(p_type_1 = 'i' OR p_type_1 = 'I') THEN p_type:= 'INDEX'; END IF; IF(p_type_1 = 't' OR p_type_1 = 'T') THEN p_type := 'TABLE'; END IF; IF(p_type_1 = 'tp' OR p_type_1 = 'TP') THEN p_type := 'TABLE PARTITION'; END IF; IF(p_type_1 = 'ip' OR p_type_1 = 'IP') THEN p_type := 'INDEX PARTITION'; END IF; IF(p_type_1 = 'c' OR p_type_1 = 'C') THEN p_type := 'CLUSTER'; END IF; DBMS_SPACE.UNUSED_SPACE(segment_owner => p_owner, segment_name => p_segname, segment_type => p_type, partition_name => p_partition, total_blocks => l_total_blocks, total_bytes => l_total_bytes, unused_blocks => l_unused_blocks, unused_bytes => l_unused_bytes, LAST_USED_EXTENT_FILE_ID =>l_LastUsedExtFileId, LAST_USED_EXTENT_BLOCK_ID =>l_LastUsedExtBlockId, LAST_USED_BLOCK => l_LAST_USED_BLOCK); IFp_space = 'MANUAL' OR (p_space <> 'auto' AND p_space <> 'AUTO')THEN DBMS_SPACE.FREE_BLOCKS(segment_owner => p_owner, segment_name => p_segname, segment_type => p_type, partition_name => p_partition, freelist_group_id=> 0, free_blks => l_free_blks); p('Free Blocks', l_free_blks); END IF; p('Total Blocks', l_total_blocks); p('Total Bytes', l_total_bytes); p('Unused Blocks', l_unused_blocks); p('Unused Bytes', l_unused_bytes); p('LastUsed Ext FileId', l_LastUsedExtFileId); p('LastUsed Ext BlockId', l_LastUsedExtBlockId); p('LastUsed Block', l_LAST_USED_BLOCK); /*IFthe segment is analyzed */ IFp_analyzed = 'Y' THEN DBMS_SPACE.SPACE_USAGE(segment_owner => p_owner, segment_name => p_segname, segment_type => p_type, partition_name => p_partition, unformatted_blocks=> l_unformatted_blocks, unformatted_bytes =>l_unformatted_bytes, fs1_blocks => l_fs1_blocks, fs1_bytes => l_fs1_bytes, fs2_blocks => l_fs2_blocks, fs2_bytes => l_fs2_bytes, fs3_blocks => l_fs3_blocks, fs3_bytes => l_fs3_bytes, fs4_blocks => l_fs4_blocks, fs4_bytes => l_fs4_bytes, full_blocks => l_full_blocks, full_bytes => l_full_bytes); DBMS_OUTPUT.put_line(RPAD('', 50, '*')); DBMS_OUTPUT.put_line('Thesegment is analyzed'); p('0%-- 25% free spaceblocks', l_fs1_blocks); p('0%-- 25% free spacebytes', l_fs1_bytes); p('25% -- 50% free spaceblocks', l_fs2_blocks); p('25% -- 50% free spacebytes', l_fs2_bytes); p('50% -- 75% free spaceblocks',l_fs3_blocks); p('50% -- 75% free spacebytes', l_fs3_bytes); p('75% -- 100% free spaceblocks', l_fs4_blocks); p('75% -- 100% free spacebytes', l_fs4_bytes); p('Unused Blocks', l_unformatted_blocks); p('UnusedBytes', l_unformatted_bytes); p('Total Blocks', l_full_blocks); p('Total bytes', l_full_bytes); END IF; END;
使用方法:
_sys@FAKE> execdexter.show_space('BASICC3','T','AUTO','Y') ; Total Blocks............................384 Total Bytes.............................3145728 Unused Blocks...........................18 Unused Bytes............................147456 Last Used Ext FileId....................4 Last Used Ext BlockId...................584704 Last Used Block.........................110 Thesegment is analyzed 0% -- 25% free spaceblocks..............0 0% -- 25% free spacebytes...............0 25% -- 50% free spaceblocks.............0 25% -- 50% free spacebytes..............0 50% -- 75% free spaceblocks.............0 50% -- 75% free spacebytes..............0 75% -- 100% free spaceblocks............43 75% -- 100% free spacebytes.............352256 Unused Blocks...........................0 Unused Bytes............................0 Total Blocks............................309 Total bytes.............................2531328 PL/SQL procedure successfully completed. _sys@FAKE> exec dexter.show_space('BASICC2'); Total Blocks............................384 Total Bytes.............................3145728 Unused Blocks...........................54 Unused Bytes............................442368 Last Used Ext FileId....................4 Last Used Ext BlockId...................584320 Last Used Block.........................74
小脚本:
select table_name, compress_for, compression,PCT_FREE, PCT_USED fromuser_tables wheretable_name in ('BASICC', 'BASICC2');
注意,在创建compress压缩表的时候指定pct_free的值,不然结果不严谨。另外做测试的时候,大家可以放心使用
create table basicc2 tablespace users compressas select * from dba_objects ;
create table as select 的方式创建压缩表,因为它本身使用的是direct pathwrite/read。
附件2 ACO 白皮书
aco白皮书下载地址:
http://download.csdn.net/detail/renfengjun/7514403