ORACLE空間管理實驗1：探索LMT表空間管理下資料檔案頭的結構及點陣圖中區的記錄方式

實驗分兩步：

1.LMT本地管理的表空間，ASSM 自動段管理時資料檔案的結構分析

ORACLE 11G:0號作業系統塊，1-2是檔案頭，3-127是點陣圖資訊。128號開始及之後存放的是資料了—可能是段頭或段的資料。
ORACLE 10G時資料檔案頭只有8個塊存放點陣圖資訊。--本文未實驗。

2.點陣圖塊中對於區的使用情況的記錄--第一個記錄區使用情況的是3號塊，本文檢視的就是3號塊。

在點陣圖塊中用二進位制數值1來表示區的起始個數--或者叫第一個可以分配的區的位置。 這個記錄上的區個數和自動或固定區大小是沒有關係的，可以通過建兩個不同分配方式表空間來驗證，下面貼有。

結合實驗，我理解的是點陣圖中的表示的是區的位置，不是DBA這種絕對位置，而是相對的第幾個第幾個這種，ORACEL在分配時根據點陣圖塊中的資訊，找到第一個可以供分配的區。--不知道這樣說準確不，弄不清的就看後面實驗吧。

3.哪些操作會釋放空間？空間釋放會做什麼操作？

刪除段時的點陣圖變化：如果段被刪除（DROP）或TRUNCATE，相應的區將被回收。如果只是DELETE資料，是不會回收區空間的--資料塊中的空間也不會回收-高水位。

比如1、2、3、4、5個區，TRUNCATE 2號區所在的表A，
truncate table a;DDL操作，做一次完全檢查點，再DUMP點陣圖中記錄區的資料檔案3號塊，發現FIRST已經變化，釋放區空間。
就是DUMP的資料檔案3號塊這一行資訊中變化：RelFno: 14, BeginBlock: 128, Flag: 0, First: 1, Free: 63487

4.是否開啟閃回DROP回收站功能時驗證Oracle找尋可用區的不同方式：

開啟閃回DROP回收站功能-11G預設開啟，比如一個資料檔案中有多個段（表），表的建立先後順序不同，分配到的區在資料檔案中的先後也會不同。這時，如果把資料檔案上建的第一個表drop，DUMP點陣圖塊會發現，First: 4,這個值會變為First: 1, ，後面可能在很遠後會有 0000FFFFFFFF0F00。  但是據說，開啟閃回時查詢可用區是掃描整個點陣圖，First: 4,這個值是沒用的。 在drop後，事實上是將表系統命令rename,區及資料還存在資料檔案上。如果查詢整個點陣圖區，都沒有可用區，則會按 drop的時間，將最早drop的區釋放。如果釋放了所有回收站中的表的空間，還是不夠用，就會擴充套件資料檔案。

如未開啟閃回DROP的回收站功能，如果把資料檔案上建的第一個表刪除或TRUNCATE，，點陣圖中First: 4, 這個值是不會變的，會一直接從First: 4,往下分配，直到資料檔案中區分配完，才會再回到最前面查詢空閒。

注;關於點陣圖中對區使用的記錄的計算方法如下：
DUMP此塊，可以看到比如以下：
RelFno: 7, BeginBlock: 128, Flag: 0, First: 4, Free: 63451
0F00000000000000
這是因為，塊中用16進位制來表示2進位制，應該將16進位制轉化為2進位制，檢視二進位制1的個數來計算起始區的個數。
更簡單的計算方法是：每個16進位制最多表示4個1，分別是十六進位制1--二進位制1，十六進位制3--二進位制11，十六進位制7--二進位制11，十六進位制F--二進位制1111
在我這裡0F就是四個二進位制1了，表示分配了四個區。

實驗第一步：LMT本地管理的表空間，ASSM 自動段管理時資料檔案的結構分析

新建一個表空間test4，在test4表空間上新建一個資料檔案，插入一行資料，做一個完全檢查點。可以從dba_segments.header_block查出段頭的位置，DUMP test4表空間的1-4及127-131號塊。

BYS@ bys3>create table test4(aa int) tablespace test4;
Table created.
BYS@ bys3>insert into test4 values(99889);
1 row created.
BYS@ bys3>commit;
Commit complete.
BYS@ bys3>select segment_name,header_block,header_file,blocks from dba_segments where segment_name='TEST4';
SEGMENT_NAME    HEADER_BLOCK HEADER_FILE     BLOCKS
--------------- ------------ ----------- ----------
TEST4                    130          14          8
BYS@ bys3>alter system checkpoint;   ---要做一個完全檢查點，不然新插入的資料未寫入資料檔案。
System altered.
#############
BYS@ bys3>alter system dump datafile 14 block min 1 block max 4;
System altered.
BYS@ bys3>select value from v$diag_info where name like 'De%';
VALUE
----------------------------------------------------------------------------------------------------
/u01/diag/rdbms/bys3/bys3/trace/bys3_ora_12335.trc
BYS@ bys3>alter system dump datafile 14 block min 127 block max 131;
System altered.
BYS@ bys3>select value from v$diag_info where name like 'De%';
VALUE
----------------------------------------------------------------------------------------------------
/u01/diag/rdbms/bys3/bys3/trace/bys3_ora_12377.trc
################

DUMP資料塊的內容分析

2號塊內容：--點陣圖塊頭

Start dump data blocks tsn: 9 file#:14 minblk 1 maxblk 4

Block 1 (file header) not dumped:use dump file header command --DUMP資料檔案第1個塊--塊頭，要用alter system set events 'immediate trace name file_hdrs level 3';
Block dump from cache:   --這一點從buffer cache中來的
Dump of buffer cache at level 4 for tsn=9 rdba=58720258
BH (0x217f7538) file#: 14 rdba: 0x03800002 (14/2) class: 13 ba: 0x2171c000    --BH資訊詳解見：詳解Buffer Header--DUMP buffer結合X$BH檢視各欄位
  set: 3 pool: 3 bsz: 8192 bsi: 0 sflg: 1 pwc: 0,0
  dbwrid: 0 obj: -1 objn: 1 tsn: 9 afn: 14 hint: f
  hash: [0x2a39741c,0x2a39741c] lru: [0x22fed538,0x22fe44d8]
  ckptq: [NULL] fileq: [NULL] objq: [0x24444154,0x22fe44f0] objaq: [0x2444414c,0x22fe44f8]
  st: XCURRENT md: NULL fpin: 'ktfbwh0d: ktfbsearch' tch: 2
  flags: block_written_once redo_since_read
  LRBA: [0x0.0.0] LSCN: [0x0.0] HSCN: [0xffff.ffffffff] HSUB: [1]
Block dump from disk:
buffer tsn: 9 rdba: 0x03800002 (14/2)            ------tsn: 9表空間號，rdba: 0x03800002 (14/2)  14號檔案2號塊
scn: 0x0000.0077dfdb seq: 0x02 flg: 0x04 tail: 0xdfdb1d02    
frmt: 0x02 chkval: 0xb96b type: 0x1d=KTFB Bitmapped File Space Header  --這裡可以看到這個塊是點陣圖塊的資訊
Hex dump of block: st=0, typ_found=1
Dump of memory from 0xB6C22600 to 0xB6C24600
B6C22600 0000A21D 03800002 0077DFDB 04020000  [..........w.....]
B6C22610 0000B96B 0000000E 00000008 00000500  [k...............]
B6C22620 00000001 00000000 00000000 0000007E  [............~...]
B6C22630 000004FF 00000001 0000008F 00000003  [................]
B6C22640 00000000 00000000 00000000 00000000  [................]
B6C22650 00000080 00000008 00000000 00000000  [................]
B6C22660 00000000 00000000 00000000 00000000  [................]
        Repeat 504 times
B6C245F0 00000000 00000000 00000000 DFDB1D02  [................]
File Space Header Block:
Header Control:
RelFno: 14, Unit: 8, Size: 1280, Flag: 1 ---相對檔案號14，Unit: 8--分配單元，每個塊的大小為8192，。  Size: 1280--此資料檔案包含的塊數-1280*8K=10M
AutoExtend: NO, Increment: 0, MaxSize: 0      ---
Initial Area: 126, Tail: 1279, First: 1, Free: 143   ---Initial Area: 126，這是指出了有126個塊用於記錄點陣圖資訊-,從3-127-11G前是6個
Deallocation scn: 3.0
Header Opcode:
Save: No Pending Op
Block dump from cache:

Dump of buffer cache at level 4 for tsn=9 rdba=58720259   --TNS9是表空間號，rdba=58720259是FILE和BLOCK，RDBA計算方法如下：

BYS@ bys3>select dbms_utility.make_data_block_address(14,2) from dual;
DBMS_UTILITY.MAKE_DATA_BLOCK_ADDRESS(14,2)
------------------------------------------
                                  58720258

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

3號塊內容--第一個點陣圖塊--區的分配在此可以觀察--詳見實驗第二步

############
Block dump from cache:
Dump of buffer cache at level 4 for tsn=9 rdba=58720260
Block dump from disk:
buffer tsn: 9 rdba: 0x03800004 (14/4)  --4號點陣圖塊，未使用。
scn: 0x0000.0077dc17 seq: 0x01 flg: 0x04 tail: 0xdc171e01
frmt: 0x02 chkval: 0x8364 type: 0x1e=KTFB Bitmapped File Space Bitmap
Hex dump of block: st=0, typ_found=1
Dump of memory from 0xB6C22600 to 0xB6C24600
B6C22600 0000A21E 03800004 0077DC17 04010000  [..........w.....]
B6C245F0 00000000 00000000 00000000 DC171E01  [................]
File Space Bitmap Block:
BitMap Control:
RelFno: 14, BeginBlock: 508032, Flag: 0, First: 0, Free: 63488    --這個點陣圖塊中沒有記錄有區的資訊。。資料檔案剛開始用，才分了一個區，用不到這個點陣圖塊來記錄。
###################################################################################################
Start dump data blocks tsn: 9 file#:14 minblk 127 maxblk 131
Block dump from cache:
Dump of buffer cache at level 4 for tsn=9 rdba=58720383
Block dump from disk:
buffer tsn: 9 rdba: 0x0380007f (14/127)
scn: 0x0000.0077dd0d seq: 0x01 flg: 0x04 tail: 0xdd0d1e01
frmt: 0x02 chkval: 0x40d9 type: 0x1e=KTFB Bitmapped File Space Bitmap  --這個塊還是關於區的點陣圖塊
Hex dump of block: st=0, typ_found=1
Dump of memory from 0xB6BE1600 to 0xB6BE3600
        Repeat 507 times
B6BE35F0 00000000 00000000 00000000 DD0D1E01  [................]
File Space Bitmap Block:
BitMap Control:
RelFno: 14, BeginBlock: 62980224, Flag: 0, First: 0, Free: 63488  --這個點陣圖塊中沒有記錄有區的資訊。。資料檔案剛開始用，才分了一個區，用不到這個點陣圖塊來記錄。
################################################################################
Block dump from cache:
Dump of buffer cache at level 4 for tsn=9 rdba=58720384
BH (0x21be7f70) file#: 14 rdba: 0x03800080 (14/128) class: 8 ba: 0x218e0000
  set: 3 pool: 3 bsz: 8192 bsi: 0 sflg: 1 pwc: 0,0
  dbwrid: 0 obj: 22963 objn: 22963 tsn: 9 afn: 14 hint: f
  hash: [0x2b3fd83c,0x2b3fd83c] lru: [0x21fe8ec0,0x227f1d68]
  ckptq: [NULL] fileq: [NULL] objq: [0x24440ce4,0x21fe8ed8] objaq: [0x21fe8ee0,0x21ff6f2c]
  st: XCURRENT md: NULL fpin: 'ktspfwh6: ktspffbmb' tch: 1
  flags: block_written_once redo_since_read
  LRBA: [0x0.0.0] LSCN: [0x0.0] HSCN: [0xffff.ffffffff] HSUB: [1]
Block dump from disk:
buffer tsn: 9 rdba: 0x03800080 (14/128)
scn: 0x0000.0077dfe3 seq: 0x02 flg: 0x04 tail: 0xdfe32002
frmt: 0x02 chkval: 0x9faf type: 0x20=FIRST LEVEL BITMAP BLOCK   ---可以看到，第128個塊是新建立表的L1塊了，後面還有L2,段頭-L3，不是本篇主題，我沒貼出來了。
Hex dump of block: st=0, typ_found=1

實驗第二步：點陣圖塊中對於區的使用情況的記錄

1.正常情況下的分析：

BH (0x22fe4424) file#: 14 rdba: 0x03800003 (14/3) class: 12 ba: 0x22c56000
  set: 3 pool: 3 bsz: 8192 bsi: 0 sflg: 1 pwc: 0,0
  dbwrid: 0 obj: -1 objn: 1 tsn: 9 afn: 14 hint: f
  hash: [0x2a7fb618,0x2a7fb618] lru: [0x217f75ec,0x20bfca24]
  ckptq: [NULL] fileq: [NULL] objq: [0x217f7604,0x24444154] objaq: [0x217f760c,0x2444414c]
  st: XCURRENT md: NULL fpin: 'ktfbwh36: ktfbbsearch' tch: 2
  flags: block_written_once redo_since_read
  LRBA: [0x0.0.0] LSCN: [0x0.0] HSCN: [0xffff.ffffffff] HSUB: [1]
Block dump from disk:
buffer tsn: 9 rdba: 0x03800003 (14/3)
scn: 0x0000.0077dfdb seq: 0x01 flg: 0x04 tail: 0xdfdb1e01
frmt: 0x02 chkval: 0x4c9b type: 0x1e=KTFB Bitmapped File Space Bitmap    --第3個塊，開始使用點陣圖記錄此資料檔案中區的使用情況
Hex dump of block: st=0, typ_found=1
Dump of memory from 0xB6C22600 to 0xB6C24600
B6C22600 0000A21E 03800003 0077DFDB 04010000  [..........w.....]
B6C22610 00004C9B 0000000E 00000080 00000000  [.L..............]
B6C22620 00000001 0000F7FF 00000000 00000000  [................]
B6C22630 00000000 00000000 00000001 00000000  [................]
B6C22640 00000000 00000000 00000000 00000000  [................]
        Repeat 506 times
B6C245F0 00000000 00000000 00000000 DFDB1E01  [................]
File Space Bitmap Block:
BitMap Control: 
RelFno: 14, BeginBlock: 128, Flag: 0, First: 1, Free: 63487    --因為是新建的表空間，並在此表空間新建表，暫時只分配了一個區。

0100000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000   

這裡的01就是表示的區的塊數，十六進位制01表示二進位制是一個1，二進位制的一個1就是表示分配了一個區了，因為新表插入一行資料,所以只分配了一個區。。可以使用手動分配區命令後再DUMP ,alter table test2 allocate extent ;

如果是 First: 3，表示當前已經分配了3個區，那麼對應的十六進位制是0700，二進位制為111。。見圖：

2.在資料檔案中有兩個表，刪除靠前的一個---點陣圖中變為 First: 1,

BYS@ bys3>create table test4 (aa int) tablespace test2;
Table created.
BYS@ bys3>insert into test4 select object_id from dba_objects;
17556 rows created.
BYS@ bys3>commit;
Commit complete.
BYS@ bys3>alter system checkpoint;
System altered.
BYS@ bys3>alter system dump datafile 7 block 3;
System altered.
BYS@ bys3>select value from v$diag_info where name like 'De%';
VALUE
----------------------------------------------------------------------------------------------------
/u01/diag/rdbms/bys3/bys3/trace/bys3_ora_22652.trc
此時DUMP檔案中3號塊的點陣圖記錄：
File Space Bitmap Block:
BitMap Control:
RelFno: 7, BeginBlock: 128, Flag: 0, First: 1204, Free: 62284
FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF
FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF
FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF
FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF
FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFFFFFF FFFFFFFFFFFF0F00 0000000000000000

刪除第一個表：
BYS@ bys3>truncate table test2;
Table truncated.
BYS@ bys3>alter system checkpoint;
System altered.
BYS@ bys3>exit
新會話：
BYS@ bys3>alter system dump datafile 7 block 3;
System altered.
BYS@ bys3>select value from v$diag_info where name like 'De%';
VALUE
----------------------------------------------------------------------------------------------------
/u01/diag/rdbms/bys3/bys3/trace/bys3_ora_22707.trc
此時DUMP檔案中3號塊的點陣圖記錄：
RelFno: 7, BeginBlock: 128, Flag: 0, First: 1, Free: 63451
0100000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000
0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000
0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000
0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000
0000000000000000 0000000000000000 0000FFFFFFFF0F00 0000000000000000

3.不同大小的區分配方式，對點陣圖中區的記錄沒有影響。

BYS@ bys3>create tablespace test3 datafile '/u01/oradata/bys3/test3.dbf' size 100m uniform size 8m;
Tablespace created.
BYS@ bys3>create table test33(aa int) tablespace test3;
Table created.
BYS@ bys3>insert into test33 values(11);
1 row created.
BYS@ bys3>commit;
Commit complete.
BYS@ bys3>alter system checkpoint;
System altered.
BYS@ bys3>alter system dump datafile 8 block 3;
System altered.
BYS@ bys3>select * from v$DIAG_INFO;
/u01/diag/rdbms/bys3/bys3/trace/bys3_ora_23058.trc
###########
RelFno: 8, BeginBlock: 128, Flag: 0, First: 1, Free: 63487
0100000000000000 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000
########33
BYS@ bys3>alter table test33 allocate extent;
Table altered.
BYS@ bys3>alter system checkpoint;
System altered.
BYS@ bys3>alter system dump datafile 8 block 3;
#############3
RelFno: 8, BeginBlock: 128, Flag: 0, First: 2, Free: 63486
0300000000000000  --這裡的十六進位制3，轉換為二進位制就是11，表示分配了兩個區。