ORACLE体系结构逻辑结构-表空间、段、区和数据块

实例

实例是指在内存中分配的一块共享内存区域（SGA）和一组后台进程（或线程），它们用于访问和控制数据库。3实例是Oracle数据库的运行时环境，它是数据库的动态部分，它可以启动和关闭，也可以有多个实例同时运行。

实例的名称是由实例名（Instance Name）决定的，它也叫做系统标识符（SID），它是实例的唯一标识，一般与数据库名相同。4实例名是由参数instance_name决定的，它会写入参数文件中，也会影响到数据库的连接和访问。

数据库和实例的关系

数据库和实例是Oracle数据库的两个重要组成部分，它们之间有着密切的关系。5一般来说，一个数据库只能被一个实例访问，这种模式叫做单实例数据库（Single Instance Database）。但是，在某些情况下，一个数据库可以被多个实例访问，这种模式叫做多实例数据库（Multi Instance Database），也叫做Oracle Real Application Clusters（RAC）。RAC是Oracle数据库的一种高可用性和高性能的解决方案，它可以实现数据库的负载均衡和故障转移。

Oracle的逻辑结构

Oracle的逻辑结构是一种层次结构。主要由：表空间、段、区和数据块等概念组成。逻辑结构是面向用户的，用户使用Oracle开发应用程序使用的就是逻辑结构。数据库存储层次结构及其构成关系,结构对象也从数据块到表空间形成了不同层次的粒度关系。

数据块（Data Blocks）

数据块是Oracle最小的存储单位，Oracle数据存放在“块”中。一个块占用一定的磁盘空间。特别注意的是，这里的“块”是Oracle的“数据块”，不是操作系统的“块”。

Oracle每次请求数据的时候，都是以块为单位。也就是说，Oracle每次请求的数据是块的整数倍。如果Oracle请求的数据量不到一块，Oracle也会读取整个块。所以说，“块”是Oracle读写数据的最小单位或者最基本的单位。

块的标准大小由初始化参数DB_BLOCK_SIZE指定。具有标准大小的块称为标准块(Standard Block)。块的大小和标准块的大小不同的块叫非标准块(Nonstandard Block)。

操作系统每次执行I/O的时候，是以操作系统的块为单位;Oracle每次执行I/O的时候，都是以Oracle的块为单位。

数据块的大小是通过kb字节个数来指定的，默认为8KB。相关参数为db_block_size

SQL> show parameter db_block_size

NAME                                 TYPE        VALUE
----------------------- --------------------- ---------
db_block_size                        integer     8192

数据区（Extent）

数据区表示一系列连续的数据块集合。当一个表、回滚段或临时段创建或需要附加空间时，系统总是为之分配一个新的数据区。一个数据区不能跨越多个文件，因为它包含连续的数据块。使用区的目的是用来保存特定数据类型的数据，也是表中数据增长的基本单位。一个Oracle对象包含至少一个数据区。设置一个表或索引的存储参数包含设置它的数据区大小。

在进行存储数据信息的时候，Oracle将分配数据块进行存储，但是不能保证所有分配的数据块都是连续的结构。

举个例子来说,当我们创建一个表时,首先ORACLE会分配一区的空间给这个表,随着数据不断地增长,原来的这个区容不下插入的数据时,ORACLE是以区为单位进行扩展的,也就是说再分配多少个区给这个表,而不是多少个块.

视图dba_extents（或者all_extents、user_extents）是我们研究分区结构和存储构成的重要手段。

段（Segment）

段是由多个数据区构成的，它是为特定的数据库对象（如表段、索引段、回滚段、临时段）分配的一系列数据区。段内包含的数据区可以不连续，并且可以跨越多个文件。使用段的目的是用来保存特定对象。

数据段是与数据库对象相对应，一般一个数据库对象对应一个数据段。

多个extent是对应一个数据段，每个数据段实际上就是数据库一个对象的代表。

一般来说, 当创建一个对象时(表,索引),就会分配一个段给这个对象.

一个Oracle数据库有4种类型的段：
　　数据段：数据段也称为表段，它包含数据并且与表和簇相关。当创建一个表时，系统自动创建一个以该表的名字命名的数据段。
　　索引段：包含了用于提高系统性能的索引。一旦建立索引，系统自动创建一个以该索引的名字命名的索引段。
　　回滚段：包含了回滚信息，并在数据库恢复期间使用，以便为数据库提供读入一致性和回滚未提交的事务，即用来回滚事务的数据空间。当一个事务开始处理时，系统为之分配回滚段，回滚段可以动态创建和撤销。系统有个默认的回滚段，其管理方式既可以是自动的，也可以是手工的。
　　临时段：它是Oracle在运行过程中自行创建的段。当一个SQL语句需要临时工作区时，由Oracle建立临时段。一旦语句执行完毕，临时段的区间便退回给系统。

从dba_segments、user_segments视图中，可以比较清楚看清数据段的结构。

表空间（tablespace）

是数据库的逻辑划分。任何数据库对象在存储时都必须存储在某个表空间中。表空间对应于若干个磁盘文件，即表空间是由一个或多个磁盘文件构成的。表空间相当于操作系统中的文件夹，也是数据库逻辑结构与物理文件之间的一个映射。每个数据库至少有一个表空间，表空间的大小等于所有从属于它的数据文件大小的总和。

TableSpace是存储结构中的最高层结构。建立一个表空间的时候，是需要指定存储的文件。一个表空间可以指定多个数据文件，多个文件可以在不同的物理存储上。也就是说，表空间是可以跨物理存储的。

一个数据库实例可以有N个表空间，一个表空间下可以有N张表。

系统表空间（system tablespace）

是每个Oracle数据库都必须具备的。其功能是在系统表空间中存放诸如表空间名称、表空间所含数据文件等数据库管理所需的信息。

系统表空间的名称是不可更改的。系统表空间必须在任何时候都可以用，也是数据库运行的必要条件。因此，系统表空间是不能脱机的。
系统表空间包括数据字典、存储过程、触发器和系统回滚段。为避免系统表空间产生存储碎片以及争用系统资源的问题，应创建一个独立的表空间用来单独存储用户数据。

SYSAUX表空间

是随着数据库的创建而创建的，它充当SYSTEM的辅助表空间，主要存储除数据字典以外的其他对象。SYSAUX也是许多Oracle 数据库的默认表空间，它减少了由数据库和DBA管理的表空间数量，降低了SYSTEM表空间的负荷。

临时表空间

相对于其他表空间而言，临时表空间（temp tablespace）主要用于存储Oracle数据库运行期间所产生的临时数据。数据库可以建立多个临时表空间。当数据库关闭后，临时表空间中所有数据将全部被清除。除临时表空间外，其他表空间都属于永久性表空间。

撤销表空间

用于保存Oracle数据库撤销信息，即保存用户回滚段的表空间称之为回滚表空间（或简称为RBS撤销表空间（undo tablespace））。在Oracle8i中是rollback tablespace，从Oracle9i开始改为undo tablespace。在Oracle 10g中初始创建的只有6个表空间sysaux、system、temp、undotbs1、example和users。其中temp是临时表空间，undotbs1是undo撤销表空间。

USERS表空间

用户表空间，用于存放永久性用户对象的数据和私有信息。每个数据块都应该有一个用户表空间，以便在创建用户是将其分配给用户。

创建表空间

create [temporary] tablespace "TBS"           -- '表空间类型及名称', 默认 '永久'，temporary 临时表空间
datafile 'D:\Oracle\TBS.dbf' size 10m                -- '数据文件的位置及大小'
[autoextend off] | [autoextend on next n maxsize m]  -- '是否自动扩展'，默认 'off'
[loggin | nologgin]                                  -- '是否产生日志'，默认 'loggin'
[segment space management auto]                      -- '段空间自动管理'，默认 'auto', 建议默认
[extent management local [uniform size n]]           -- '表空间管理方式'，dictionary | local(默认，推荐)

–查看表空间 SELECT TABLESPACE_NAME, STATUS, CONTENTS FROM DBA_TABLESPACES;

–删除表空间 DROP TABLESPACE db_test INCLUDING CONTENTS AND DATAFILES;

用户

用户是数据库的访问者和使用者，它是一种数据库对象，用于标识数据库的登录者和拥有者。用户可以拥有自己的数据库对象，也可以访问其他用户的数据库对象，这取决于用户的权限和角色。用户是数据库的安全和控制的基础，它可以实现数据库的身份认证和访问控制。

用户的名称是由用户名（User Name）决定的，它是用户的唯一标识，可以由用户自定义。用户的创建和管理是由SQL语句实现的，例如：

–创建用户 CREATE USER utest IDENTIFIED BY utestpwd DEFAULT TABLESPACE db_test TEMPORARY TABLESPACE temp;

–查看用户 SELECT USERNAME, DEFAULT_TABLESPACE, TEMPORARY_TABLESPACE FROM DBA_USERS;

–删除用户 DROP USER utest CASCADE;

表

表是数据库的基本对象，它是一种二维的数据结构，用于存储数据。表由行和列组成，每一行代表一条记录，每一列代表一个属性。表是数据库的数据源和目标，它是数据库操作的对象和结果。

表的名称是由表名（Table Name）决定的，它是表的唯一标识，可以由用户自定义。表的创建和管理是由SQL语句实现的，例如：

–创建表 CREATE TABLE emp ( empno NUMBER(4) PRIMARY KEY, ename VARCHAR2(10), job VARCHAR2(9), mgr NUMBER(4), hiredate DATE, sal NUMBER(7,2), comm NUMBER(7,2), deptno NUMBER(2) REFERENCES dept(deptno) );

–查看表 SELECT TABLE_NAME, TABLESPACE_NAME FROM USER_TABLES;

–删除表 DROP TABLE emp;

表空间、用户和表的关系

总结

一个数据库有很多表空间，一个表空间有多个段组成，一个段由多个区组成，一个区由连续的数据块组成。表空间不是表，段是用来存储数据库对象的（如表、所以、过程等），一个区用来存储特定类型的数据的（如字符、日期、数字、其他类型）。

表空间、用户和表是数据库的三个重要对象，它们之间有着密切的关系。一般来说，一个用户可以拥有多个表空间，一个表空间可以包含多个表，一个表只能属于一个表空间和一个用户。