数据库碎片是影响数据库性能的一个大因素,应及时发现并整理碎片。
一、 碎片是如何产生的
当创建一个数据库实例时,会分成称为表空间(tablespace)的多个逻辑段(segment),如系统(system)表空间,临时(temporary)表空间等。一个表空间可以包含多个数据范围(extent)和一个或多个自由范围块,即自由空间(free space)。
表空间、段、范围、自由空间的逻辑关系如下:
当表空间中生成一个段时,将从表空间有效自由空间中为这个段的初始范围分配空间。在这些初始范围充满数据时,段会请求增加另一个范围。这样的扩展过程会一直继续下去,直到达到最大的范围值,或者在表空间中已经没有自由空间用于下一个范围。
最理想的状态就是一个段的数据可被存在单一的一个范围中。这样,所有的数据存储时靠近段内其它数据,并且寻找数据可少用一些指针。但是一个段包含多个范围的情况是大量存在的,没有任何措施可以保证这些范围是相邻存储的。 当要满足一个空间要求时,数据库不再合并相邻的自由范围(除非别无选择), 而是寻找表空间中最大的自由范围来使用。这样将逐渐形成越来越多的离散的、分隔的、较小的自由空间,即碎片。
二、碎片对系统的影响
1、导致系统性能减弱
如上所述,当要满足一个空间要求时,数据库将首先查找当前最大的自由范围,而"最大"自由范围逐渐变小,要找到一个足够大的自由范围已变得越来越困难,从而导致表空间中的速度障碍,使数据库的空间分配愈发远离理想状态;
2、浪费大量的表空间
部分extent无法得以自动合并,浪费了大量的表空间。
三、自由范围的碎片计算
由于自由空间碎片是由几部分组成,如范围数量、最大范围尺寸等,我们可用FSFI(free space fragmentation index:自由空间碎片索引)值来直观体现:
FSFI=100*sqrt(max(extent)/sum(extents))*1/sqrt(sqrt(count(extents)))
可以看出,FSFI的最大可能值为100(一个理想的单文件表空间)。随着范围的增加,FSFI值缓慢下降,而随着最大范围尺寸的减少,FSFI值会迅速下降。
可以使用如下SQL可以用来计算FSFI值:
/* Formatted on 2011/01/27 14:12:43 (QP5 v5.115.810.9015) */
SELECT tablespace_name,
SQRT (MAX (blocks) / SUM (blocks))
* (100 / SQRT (SQRT (COUNT (blocks))))
FSFI
FROM dba_free_space
GROUP BY tablespace_name
ORDER BY 1;
比如,在某数据库运行上面SQL,得到以下FSFI值:
TABLESPACE_NAME FSFI
------------------------------ ----------
QS_OA 54.3794714
RBS 59.4603558
SYSAUX 84.0138802
SYSTEM 70.5946502
UNDOTBS1 20.0110492
USERS 100
XEZF 6.52482383 --碎片较多
XEZF_INDEX 32.1055286
8 rows selected.