Oracle行内链接不会引起USER_TABLES中CHAIN_CNT值变化

    前几天和群里网友讨论一个关于行内链接（intra-block chaining）的问题，问题非常有意思，恰好今天有空，顺便整理了一下这些知识点。

 

    问题描述：下面SQL，创建一个超过255列的表（实际为256列），然后插入几条数据，然后对表做ANALYZE分析过后，但是发现user_tables的CHAIN_CNT字段值为0，chained_rows表中没有记录，为什么会这样？

declare

v_sql varchar2(32767) ;

begin

v_sql := 'create table t_chain1 ( ' ;

for i in 1..256 loop

v_sql := v_sql || 'id'||i||' number,' ;

end loop ;

v_sql := rtrim(v_sql, ',') || ')';

execute immediate v_sql;

end ;

/

insert into t_chain1(id256) values(1);

insert into t_chain1(id256) values(2);

insert into t_chain1(id256) values(3);

commit;

analyze table t_chain1 list chained rows;

analyze table t_chain1 compute statistics;

SQL> select table_name, num_rows, chain_cnt, avg_row_len from user_tables

  2  where table_name='T_CHAIN1';

TABLE_NAME                       NUM_ROWS  CHAIN_CNT AVG_ROW_LEN

------------------------------ ---------- ---------- -----------

T_CHAIN1                                3          0         267

SQL> select * from chained_rows;

no rows selected

 

在分析这个问题前，我们要先了解一下Oracle数据库当中的Row Migration (行迁移) & Row Chaining (行链接)概念：

    当表中一行的数据不能在一个数据block中放入的时候，这个时候就会发生两种情况，一种是行链接（Row Chaining），另外一种就是行迁移（Row Migration）了。

   行链接产生在第一次插入数据的时候如果一个block不能存放一行记录的情况下。这种情况下，Oracle将使用链接一个或者多个在这个段中保留的block存储这一行记录，行链接比较容易发生在比较大的行上，例如行上有LONG、LONG RAW、LOB等数据类型的字段，这种时候行链接是不可避免的会产生的。

   当一行记录初始插入的时候事可以存储在一个block中的，由于更新操作导致行长增加了，而block的自由空间已经完全满了，这个时候就产生了行迁移。在这种情况下，Oracle将会迁移整行数据到一个新的block中（假设一个block中可以存储下整行数据），Oracle会保留被迁移行的原始指针指向新的存放行数据的block，这就意味着被迁移行的ROW ID是不会改变的。

 

当发生了行迁移或者行链接，对这行数据操作的性能就会降低，因为Oracle必须要扫描更多的block来获得这行的信息

row chain：When a row is too large to fit into any block, row chaining occurs. In this case, the Oracle devide the row into smaller chunks. each chunk is stored in a block along with the necessary poiters to retrive and assemble the entire row.

row migration：when a row is to be updated and it cannot find the necessary free space in its block, the Oracle will move the entire row into a new block and leave a pointer from the orginal block to the new location. This process is called row migration.

 

那么现在回到这个问题，我们先来看看表t_chain1的rowid,以及对应的文件号等信息：

select dbms_rowid.rowid_object(rowid)       obj#  ,

       dbms_rowid.rowid_relative_fno(rowid) rfile#,

       dbms_rowid.rowid_block_number(rowid) block#,

       dbms_rowid.rowid_row_number(rowid)   row#

from t_chain1 ;

 

我们看到这三条记录对应的行数据在BLOCK中的相对位置为1,3,5，那么说明当表的字段个数超过255时，是发生了行内链接的，关于这个，我们继续回顾一下行片段（row pieces）和行内链接（intra-block chaining）等概念

Row Format and Size

Oracle stores each row of a database table containing data for less than 256 columns as one or more row pieces. If an entire row can be inserted into a single data block, then Oracle stores the row as one row piece. However, if all of a row's data cannot be inserted into a single data block or if an update to an existing row causes the row to outgrow its data block, then Oracle stores the row using multiple row pieces. A data block usually contains only one row piece for each row. When Oracle must store a row in more than one row piece, it is chained across multiple blocks.

When a table has more than 255 columns, rows that have data after the 255th column are likely to be chained within the same block. This is called intra-block chaining. A chained row's pieces are chained together using the rowids of the pieces. With intra-block chaining, users receive all the data in the same block. If the row fits in the block, users do not see an effect in I/O performance, because no extra I/O operation is required to retrieve the rest of the row.

Each row piece, chained or unchained, contains a row header and data for all or some of the row's columns. Individual columns can also span row pieces and, consequently, data blocks. Figure 5-3 shows the format of a row piece:

 

这里面介绍了行内链接（intra-block chaining）概念，当一个表的列超过255列，ORACLE会把行记录分成两个或多个行片段（row piece），一个row piece包含255个字段,如果表中有312个字段，那么就会有三个行片段（row piece）, 行内链接（intra-block chaining）只是多个行片段（row piece）通过rowid串联起来，这也是上面测试案例，你看到的对应rowid返回该行数据在BLOCK中的相对位置对应是1、3、5 ，而不是1、2、3的原因，因为行内链接（intra-block chaining）发生的同一个块内（block），所以它并不会产生额外的IO操作，也就是说不影响IO（当然这个要看你如何理解）。那么我使用alter system dump 来看看行在块里面的信息吧

 

去$ORACLE_BASE下面的udmp找到对应的trc文件，我实验中生成的文件为scm2_ora_20850.trc

cc：表示列数，fb:H是指行记录的头，L是指行记录的最后一列，F是指行记录的第一列. 实验结果跟理论是一致的。到这里似乎一直没有回到我们的问题来，那么我们先来看看官方文档对AVG_ROW_LEN的解释：

 

Number of rows in the table that are chained from one data block to another, or which have migrated to a new block, requiring a link to preserve the old ROWID

注意我标记为红色的部分，显然AVG_ROW_LEN记录的是发生了行链接或行迁移的行数，要么是数据从一个block迁移到另外一个block，要么是数据从一个block链接到另外一个block。而行内链接（intra-block chaining)是发生在同一个block内的，所以这里实验产生的行内链接并不会记录到AVG_ROW_LEN里面，所以这就解释了AVG_ROW_LEN为0，chained_rows没有记录的原因。

下面我们来构造一个行链接的案例，如下所示，新建表t_chain,使其一行的记录无法插入到一个block里面，那么当插入的时候，就会产生行链接，此时对表做ANALYZE分析过后，但是发现user_tables的CHAIN_CNT字段值不为0了，chained_rows表中也会有相关记录

declare

v_sql varchar2(32767) ;

begin

v_sql := 'create table t_chain ( ' ;

for i in 1..256 loop

v_sql := v_sql || 'id'||i||' char(36),' ;

end loop ;

v_sql := rtrim(v_sql, ',') || ')';

execute immediate v_sql;

end ;

/

declare

v_sql varchar2(32767) ;

begin

v_sql := 'insert into t_chain select ' ;

for i in 1..255 loop

v_sql := v_sql || '''it is only test'',' ;

end loop ;

v_sql := v_sql || '''it is only test'' from dual; commit;';

dbms_output.put_line( v_sql); --将生成的脚本执行2次

end ;

/

SQL> analyze table t_chain list chained rows;

Table analyzed.

SQL> analyze table t_chain compute statistics;

Table analyzed.

SQL>  select table_name, num_rows, chain_cnt, avg_row_len from user_tables

  2  where table_name='T_CHAIN' ;

TABLE_NAME                       NUM_ROWS  CHAIN_CNT AVG_ROW_LEN

------------------------------ ---------- ---------- -----------

T_CHAIN                                 2          2        9481

SQL> select count(1) from chained_rows;

  COUNT(1)

----------

         2

SQL> select * from chained_rows;

OWNER_NAME   TABLE_NAME   CLUSTER_NAME   PARTITION_NAME  SUBPARTITION_NAME   HEAD_ROWID      ANALYZE_T

----------- ------------ --------------- -------------- ----------------- ------------------ ---------

SYS             T_CHAIN                                       N/A          ACOhqAABAAAVMLAAA 10-JUL-16

SYS             T_CHAIN                                       N/A          AACOhqAABAAAVMNAAA 10-JUL-16

SQL> 

 

 

参考资料：

https://docs.oracle.com/cd/B19306_01/server.102/b14237/statviews_2105.htm#REFRN20286

http://docs.oracle.com/cd/B19306_01/server.102/b14220/schema.htm#i4383

http://docs.oracle.com/cd/B28359_01/server.111/b28318/schema.htm#CNCPT1129