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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CUCompressionUnit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