資料檔案個數大於1024時ORACLE資料檔案FILE_ID及RELATIVE_FNO的變化示例

還不算暈發表於2013-12-16

通過ROWID計算資料塊的相關資訊： --詳見：資料檔案頭塊保留大小、ROWID、資料檔案最大大小等資料庫限制的說明
根據small file tablespace的ROWID，計算出表空間、資料檔案、BOOCK中行最大數如下：
根據ROWID的構成:          ---注：2^10這種寫法代表2的10次方，等於1024.
每個表空間最大檔案數：      2^10 1024 ，去掉全0和全1 通常1022個---本文下面的實驗測試出是1023個
每資料檔案最大資料塊數量：filesize=block_size*2^22   ，也就是4M個ORACLE BLOCK
每個BLOKC中行數是：       2^16   65536，也就是每個BLOCK最多65536條記錄
每個資料庫最多65536個-64K個資料檔案（下面修改引數的實驗得出是65534--官方文件寫的是65533），最多支援64K個表空間，因為每個表空間最少需要包含一個資料檔案。
更詳細的資料庫限制見官方文件：http://docs.oracle.com/cd/B19306_01/server.102/b14237/limits.htm#REFRN004

這裡引出新問題：如果資料庫有大於1024個資料檔案，ORACLE如何通過ROWID定位資料檔案呢？

這裡oracle引入了相對檔案號的概念，這種方法的主要思想是改變之前rowid中資料檔案編號是參考整個資料庫範圍的事實，將其參考的範圍改為表空間，即檔案編號為4的檔案不再是資料庫中編號為4的資料檔案，而是某個表空間中編號為4的資料檔案。
這樣我們便可以在不改變物理儲存格式的情況下（僅僅是我們在解析rowid內容時的處理邏輯發生了變化，如將前10bit解析為表空間相對檔案號rfn，而不是檔案號file_id，然後通過資料字典檢視將），進行資料庫的擴容等等。

SQL> select file_id,relative_fno from dba_data_files; --可以查詢FILE#和表空間內的相對FILE#

在資料檔案數量沒有超過1023個時，oracle資料庫儘量保持file_id和relative_fno的相同；

在超過1023個資料檔案後，oracle就會保證在整個資料庫內file_id是唯一的，在單個表空間中relative_fno是唯一的。

那麼這時就會存在一個問題，不同表空間中的具有相同相對檔案號資料檔案oracle是怎樣區分開來的那？

為了解決這個問題，oracle在原有64byte rowid的基礎上又新增了DATA_OBJECT_ID的資訊，構成擴充套件rowid，即擴充套件rowid由四部分構成：data_object_id,rfn,block#,row#。

通過data_object_id 和資料字典檢視的結合，oracle可以非常快速的將rfn轉換為file_id,從而也就可以準確的進行行定位。

下面用實驗來驗證ORACLE對大於1024個資料檔案時相對檔案號relative_fno及檔案號file_id的變化：

實驗環境：資料庫版本是11.2.0.4.0
需要提前修改資料庫內對資料檔案最大值的限制：
BYS@ bys3>show parameter db_files              ----當前資料庫最大檔案限制是200.建庫時預設設定的。
NAME                                 TYPE        VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
db_files                             integer     200
BYS@ bys3>alter system set db_files=5000 scope=spfile;
System altered.
--資料檔案最大數是65536，64K個（下面修改引數的實驗得出是65534--官方文件上是65533-http://docs.oracle.com/cd/B19306_01/server.102/b14237/limits002.htm#i287915）。詳見：資料檔案頭塊保留大小、ROWID、資料檔案最大大小等資料庫限制的說明
關於資料庫中資料檔案最大個數： ---實驗測出是65534，如下設定引數，啟動，根據報錯提示提示。--感謝群友提供思路。
SYS@ bys3>alter system set db_files=65536 scope=spfile;
System altered.
SYS@ bys3>startup   --關庫重啟報錯如下：
ORA-01131: DB_FILES system parameter value 65536 exceeds limit of 65534
SYS@ bys3>show parameter db_files    --又一次修改為65534，可以重啟，檢視引數已經修改為65534.
NAME                                 TYPE        VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
db_files                             integer     65534
否則因達到資料檔案上限無法建立資料檔案會報錯，資訊如下：
ERROR at line 1:
ORA-00059: maximum number of DB_FILES exceeded
ORA-06512: at line 6
提前建立好存放資料檔案的目錄（建議用新目錄單獨存放方便管理）並確保許可權正確：/u01/oradata/bys3/test1/   /u01/oradata/bys3/test2/
##########################################

實驗思路：

1.查詢當前系統中資料檔案的檔名，檔案號，相對檔案號資訊。
2.新建一個TEST1表空間，然後使用迴圈新建1020個資料檔案-此時TEST1有1021個資料檔案。
3.手動輸入命令，新建資料庫檔案，在增加到第1024個資料檔案時會報錯。--得出表空間最大是1023個資料檔案。
4.檢視此時檔案號，相對檔案號資訊，對比並總結。
5.再建立一個TEST2表空間，然後使用迴圈新建1022個資料檔案-此時TEST2有1023個資料檔案。
6.檢視此時檔案號，相對檔案號資訊，對比並總結。
7.刪除實驗用表空間/資料檔案，恢復測試環境。
結論：
通過實驗，可以驗證在一個表空間中，相對檔案號RELATIVE_FNO是可以從1-1023。但是在表空間中實際的相對檔案號並不是1-1023的順序，可能是 5-1023，1-4這樣。總之就是在一個表空間內，相對檔案號是惟一的。
比如：如果表空間只有500個資料檔案，假設最後一個資料檔案的相對檔案號和FILE_ID都是506，此時再增加新表空間，新表空間的第一個資料檔案的相對檔案號和FILE_ID都是507。
相對檔案號RELATIVE_FNO變為1只在資料庫全庫資料檔案到達第1024個時發生（1023個時正常--相對檔案號和FILE_ID相同）。當然了在資料檔案號達到2046個後，第2047個又是1，也就是以1023個為輪迴吧哈哈.
##############################

1、查詢當前系統中資料檔案的檔名，檔案號，相對檔案號資訊。

BYS@ bys3>col file_name for a35
BYS@ bys3>select file_name,file_id,RELATIVE_FNO from dba_data_files;
FILE_NAME                              FILE_ID RELATIVE_FNO
----------------------------------- ---------- ------------
/u01/oradata/bys3/system01.dbf               1            1
/u01/oradata/bys3/sysaux01.dbf               2            2
/u01/oradata/bys3/undotbs01.dbf              3            3
/u01/oradata/bys3/user01.dbf                 4            4
BYS@ bys3>select count(file_name) from dba_data_files;
COUNT(FILE_NAME)
----------------
               4
###################################################################

2.新建一個TEST1表空間，然後使用迴圈新建1020個資料檔案-此時TEST1有1021個資料檔案。

建立表空間TEST1：
create tablespace test1 datafile '/u01/oradata/bys3/test1/test001.dbf' size 1m;
使用迴圈1為test1表空間增加1020個大小為1M的資料檔案
declare
v_sql varchar2(1000) ;
begin
for i in 1..1020 loop
    v_sql := 'alter tablespace test1 add datafile ''/u01/oradata/bys3/test1/test'||i||'.dbf'' size 1m';
      execute immediate v_sql ;
end loop;
end ;
/
#######CREATE TABLESPACE已經指定一個資料檔案，此時表空間TEST1內有1021個資料檔案。
查詢：
col file_name for a38
BYS@ bys3>select * from (select file_name,file_id,relative_fno from dba_data_files where tablespace_name='TEST1' order by file_id desc) where rownum<5;
FILE_NAME                                 FILE_ID RELATIVE_FNO
-------------------------------------- ---------- ------------
/u01/oradata/bys3/test1/test1020.dbf         1025            2
/u01/oradata/bys3/test1/test1019.dbf         1024            1
/u01/oradata/bys3/test1/test1018.dbf         1023         1023
/u01/oradata/bys3/test1/test1017.dbf         1022         1022
################

3.手動輸入命令，新建資料庫檔案，在增加到第1024個資料檔案時會報錯。 --測試得出表空間最大檔案數是1023

BYS@ bys3>alter tablespace test1 add datafile '/u01/oradata/bys3/test1/test1021.dbf' size 1m;
Tablespace altered.
BYS@ bys3>alter tablespace test1 add datafile '/u01/oradata/bys3/test1/test1022.dbf' size 1m;
Tablespace altered.
BYS@ bys3>alter tablespace test1 add datafile '/u01/oradata/bys3/test1/test1023.dbf' size 1m;
alter tablespace test1 add datafile '/u01/oradata/bys3/test1/test1023.dbf' size 1m
*
ERROR at line 1:
ORA-01686: max # files (1023) reached for the tablespace TEST1

#####################################################################

4.檢視此時檔案號，相對檔案號資訊，對比並總結。

BYS@ bys3>select count(file_name) from dba_data_files where tablespace_name='TEST1';
COUNT(FILE_NAME)
----------------
            1023
BYS@ bys3>select * from (select file_name,file_id,relative_fno from dba_data_files where tablespace_name='TEST1' order by file_id desc) where rownum<10;
FILE_NAME                                 FILE_ID RELATIVE_FNO
-------------------------------------- ---------- ------------
/u01/oradata/bys3/test1/test1022.dbf         1027            4
/u01/oradata/bys3/test1/test1021.dbf         1026            3
/u01/oradata/bys3/test1/test1020.dbf         1025            2
/u01/oradata/bys3/test1/test1019.dbf         1024            1    ---可以看到相對檔案號大於1023時，自動變為1--TEST1表空間的1
/u01/oradata/bys3/test1/test1018.dbf         1023         1023
/u01/oradata/bys3/test1/test1017.dbf         1022         1022
/u01/oradata/bys3/test1/test1016.dbf         1021         1021
/u01/oradata/bys3/test1/test1015.dbf         1020         1020
/u01/oradata/bys3/test1/test1014.dbf         1019         1019
BYS@ bys3>select * from (select file_name,file_id,relative_fno from dba_data_files order by file_id ) where rownum<10;
FILE_NAME                                 FILE_ID RELATIVE_FNO
-------------------------------------- ---------- ------------
/u01/oradata/bys3/system01.dbf                  1            1
/u01/oradata/bys3/sysaux01.dbf                  2            2
/u01/oradata/bys3/undotbs01.dbf                 3            3
/u01/oradata/bys3/user01.dbf                    4            4
/u01/oradata/bys3/test1/test001.dbf             5            5       ---TEST1表空間的相對檔案號從5開始的
/u01/oradata/bys3/test1/test1.dbf               6            6   -----
/u01/oradata/bys3/test1/test2.dbf               7            7
/u01/oradata/bys3/test1/test3.dbf               8            8
/u01/oradata/bys3/test1/test4.dbf               9            9
BYS@ bys3>select file_name,file_id,relative_fno from dba_data_files where relative_fno=1;
FILE_NAME                                 FILE_ID RELATIVE_FNO
-------------------------------------- ---------- ------------
/u01/oradata/bys3/system01.dbf                  1            1
/u01/oradata/bys3/test1/test1019.dbf         1024            1
####################################################

5.再建立一個TEST2表空間，然後使用迴圈新建1022個資料檔案-此時TEST2有1023個資料檔案。

建立表空間TEST2：
create tablespace test2 datafile '/u01/oradata/bys3/test2/test001.dbf' size 1m;
使用迴圈2為test1表空間增加1022個大小為1M的資料檔案
declare
v_sql2 varchar2(1000) ;
begin
for i in 1..1022 loop
v_sql2 := 'alter tablespace test2 add datafile ''/u01/oradata/bys3/test2/test'||i||'.dbf'' size 1m';
execute immediate v_sql2 ;
end loop;
end ;
/
#########CREATE TABLESPACE已經指定一個資料檔案，此時表空間TEST2內有1023個資料檔案。

6.檢視此時檔案號，相對檔案號資訊，對比並總結。

BYS@ bys3>select count(file_name) from dba_data_files where tablespace_name='TEST2';
COUNT(FILE_NAME)
----------------
            1023
BYS@ bys3>select * from (select file_name,file_id,relative_fno from dba_data_files where tablespace_name='TEST2' order by file_id desc) where rownum<9;
FILE_NAME                                 FILE_ID RELATIVE_FNO
-------------------------------------- ---------- ------------
/u01/oradata/bys3/test2/test1022.dbf         2050            4
/u01/oradata/bys3/test2/test1021.dbf         2049            3
/u01/oradata/bys3/test2/test1020.dbf         2048            2
/u01/oradata/bys3/test2/test1019.dbf         2047            1           -------結合第4步的查詢，TEST2表空間的相對檔案號也是從5開始的，所以這裡可以有1 2 3 4的相對檔案號。
/u01/oradata/bys3/test2/test1018.dbf         2046         1023
/u01/oradata/bys3/test2/test1017.dbf         2045         1022
/u01/oradata/bys3/test2/test1016.dbf         2044         1021
/u01/oradata/bys3/test2/test1015.dbf         2043         1020
8 rows selected.
通過以下查詢，可以驗證在一個表空間中，相對檔案號RELATIVE_FNO是可以從1-1023。

當然如果表空間只有500個資料檔案，假設最後一個資料檔案的相對檔案號和FILE_ID都是506，此時再增加新表空間，新表空間的第一個資料檔案的相對檔案號和FILE_ID都是507.。

相對檔案號RELATIVE_FNO變為1只在資料庫全庫資料檔案到達第1024個時發生（1023個時正常--相對檔案號和FILE_ID相同）。
BYS@ bys3>select file_name,file_id,relative_fno from dba_data_files where relative_fno in(1,1022,1023);

FILE_NAME                                 FILE_ID RELATIVE_FNO
-------------------------------------- ---------- ------------
/u01/oradata/bys3/system01.dbf                  1            1
/u01/oradata/bys3/test1/test1017.dbf         1022         1022        ---生成資料檔案序號順序，
/u01/oradata/bys3/test1/test1018.dbf         1023         1023        ---可以看到相對檔案號大於1023時，自動變為1--TEST1表空間的1
/u01/oradata/bys3/test1/test1019.dbf         1024            1          --FILE_ID在不斷增大
/u01/oradata/bys3/test2/test1017.dbf         2045         1022     ---生成資料檔案序號順序，
/u01/oradata/bys3/test2/test1018.dbf         2046         1023      ---可以看到相對檔案號大於1023時，自動變為1--TEST2表空間的1
/u01/oradata/bys3/test2/test1019.dbf         2047            1      --FILE_ID在不斷增大

#########################

7.刪除實驗用表空間/資料檔案，恢復測試環境。

drop tablespace test1 including contents and datafiles;
drop tablespace test2 including contents and datafiles;

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Oracle的ORA-00059錯誤（超出資料檔案個數）
2014-08-05
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2011-04-07
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建立資料庫檔案-日誌檔案-次要資料庫檔案
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