Oracle 9i: Автоматическое управление пространством внутри сегмента

В версии Oracle 9i добавлена дополнительная возможность - перевод распределения пространства внутри сегмента под автоматическое управление. Выигрыш от этого трудно еще оценить, можно только основываться на результатах тестов производительности сделанных самим Oracle, которые показывают некоторый выигрыш от использования новой технологии при массовых вставках данных в один сегмент. Насколько мне представляется более вероятным, технология, прежде всего рассчитана на параллельный сервер Oracle или, как он сейчас называется Real Application Cluster. Но и для не кластерного применения она тоже может быть полезна, хотя бы тем, что снимает некоторую головную боль с DBA. Теперь нужно думать о установке одного единственного параметра, ответственного за распределение пространства внутри сегмента - PCTFREE. Параметры PCTUSED, FREELISTS, FREELIST GROUPS для сегментов, с новыми правилами распределения пространства, будут просто проигнорированы.

В новой технологии Oracle отказывается от использования списков свободных блоков. Так же как в управлении экстентами внутри табличного пространства, теперь могут использоваться битовые маски. Битовые маски располагаются в специальных блоках. Один блок битовых масок отвечает за один экстент. При создании экстентов, внутри каждого отводиться место под размещение этих блоков. Информация о заполненности каждого блока теперь определяется в четырёх градациях (0% до 25%, от 25% до 50%, от 50% до 75% и от 75% до 100%).

Если сегмент имеет несколько экстентов, то с целью исключения конкуренции за блоки битовых масок, Oracle пытается произвести распределение этих блоков между серверными процессами. При распределении он использует идентификатор серверного процесса (Process ID) и хэш-функцию (механизм подобный закреплению серверных процессов за списками свободных блоков). Таким образом, если, например, имеется новая таблица с несколькими экстентами, то серверные процессы, совершенно необязательно начнут её заполнение с первого.

High Water Mark сохраняет свою функцию и по-прежнему указывает на точку разделения между отформатированными и не отформатированными блоками. Т.е. это обозначает, что выше High Water Mark никаких данных нет, и никогда не было.

Как известно High Water Mark используется как ограничитель, при полном сканировании таблицы. Однако, используя новый алгоритм, Oracle заполняет сегмент отнюдь неравномерно - Данные могут быть вставлены в последний экстент, между тем как предыдущие могут оказаться совершенно незаполненными. Использование старого механизма полного сканирования, в этом случае, является неэффективным.

Для исправления этой ситуации Oracle ввел дополнительные индикаторы заполненности - Low High Water Mark. Этот индикатор теперь, есть в каждом экстенте, и указывает на точку разделения между отформатированными и не отформатированными блоками внутри этого экстента.

Полное сканирование, как и раньше, захватывает все экстенты ниже High Water Mark включительно, но сканирование каждого экстента в отдельности производиться только до локальной точки заполнения (Low High Water Mark).

 По-прежнему вставка новых данных в блок разрешена только до тех пор, пока свободного пространства в нем остается не меньше, чем определяет параметр PCTFREE. После этого вставка в блок не производиться, пока заполненность блока не опустится в градацию ниже, той, где находиться PCTFREE.

Пример: Допустим PCTFREE=20%, тогда новые строки в блок будут вставляться до тех пор пока он не заполниться максимум на 80%. В этой ситуации градация заполненности блока будет в интервале 75%-100%. В блок будут позволены новые вставки только когда градация заполненности станет, по крайней мере, 50%-75%.

Установка нового алгоритма управления распределением пространства внутри сегмента, производиться на уровне табличного пространства и только для табличных пространств с локальным управлением экстентами (local management extents).

   CREATE TABLESPACE EXAMPLE DATAFILE '/u01/oradata/example01.dbf' SIZE 10m
   EXTENT MANAGEMENT LOCAL
   SEGMENT SPACE MANAGEMENT AUTO; 

После этой команды, все сегменты в табличном пространстве EXAMPLE будут подчиняться новой технологии распределения.

Так же как и при использовании множественных списков свободных блоков, выигрыш в производительности можно получить только при вставке одновременно несколькими процессами данных в один сегмент.

Как уже упоминалось выше, новая технология исключительно полезна при работе с базой данной одновременно через несколько экземпляров(instance), т.е. в среде Real Application Cluster. До 9i конкуренция за списки свободных блоков между экземплярами исключалась, прежде всего, установкой нескольких групп списков свободных блоков во время создании сегмента. Причем в определении количества подобных групп, приходилось учитывать количество одновременно работающих экземпляров. - А при расширении системы (добавлении новых узлов в кластер и новых экземпляров), возможно, пересоздавать имеющиеся сегменты с большим количеством групп. Используя новую технологию, эта ситуация может быть решена обеспечением в сегменте достаточного количества экстентов со свободным пространством.