oracle 10g 新特性 大文件表空间

简单介绍
Oracle 10g 的存储能力有了显著的增强。这表现在很多方面，下面介绍 10g 新增的表空间类型：大文件 (Bigfile) 表空间。 

大文件表空间从某种角度来说提高了 Oracle 在 VLDB 上的管理能力。 只有自动段空间管理的 LMT (Locally Managed Tablespaces ) 支持 BIGFILE 表空间。 大文件表空间只能包含一个文件，但是文件可以达到 4G 个数据块大小。(以下用 BFT 指代 BIGFILE Tablespace。)

BFT 可以和以下存储技术结合使用：

自动存储管理(ASM) 
LVM 
OMF
理论上的 BFT 可以达到下面所列的值：

数据块大小(单位：K) BFT 最大值(单位：T) 
2k 8T 
4k 16T 
8k 32T 
16k 64T 
32k 128T 

在实际环境中，这还受到操作系统的文件系统的限制。

BFT基本操作
10g 数据库在创建的时候，会指定默认的表空间类型。如果不特殊指定的话，默认为 SMALLFILE 类型的表空间。

SQL> SELECT *
  2    FROM database_properties                
  3   WHERE property_name = 'DEFAULT_TBS_TYPE';

PROPERTY_NAME        PROPERTY_VALUE  DESCRIPTION
-------------------- --------------- ----------------------------------------
DEFAULT_TBS_TYPE     SMALLFILE       Default tablespace type
这种情况下，如果我们创建表空间的时候不指定类型，那么默认创建的都是 SMALLFILE 类型的表空间。可以通过 ALTER DATABASE 命令来修改数据库默认的表空间类型：

SQL> ALTER DATABASE SET DEFAULT bigfile TABLESPACE;

Database altered.

SQL> SELECT *
  2      FROM database_properties                
  3     WHERE property_name = 'DEFAULT_TBS_TYPE';

PROPERTY_NAME        PROPERTY_VALUE  DESCRIPTION
-------------------- --------------- ----------------------------------------
DEFAULT_TBS_TYPE     BIGFILE         Default tablespace type

SQL> 
SQL> ALTER DATABASE SET DEFAULT smallfile TABLESPACE; 
创建 BIGFILE 类型的表空间，只需指定额外的一个参数 BIGFILE 即可，其他和原有创建表空间语法类似：

CREATE BIGFILE TABLESPACE bftbs
    DATAFILE '/u01/app/oracle/oradata/DEMO/bftbs01.dbf' SIZE 5M;
DBA_TABLESPACES (USER_TABLESPACES)与 V$TABLESPACE 这两个视图可以查看 BIGFILE 表空间的相关信息。先看看 DBA_TABLESPACES 在 10g 中有了什么变化：

SQL> desc DBA_TABLESPACES
 Name                                      Null?    Type
 ----------------------------------------- -------- ------------------------
 TABLESPACE_NAME                           NOT NULL VARCHAR2(30)
 BLOCK_SIZE                                NOT NULL NUMBER
 INITIAL_EXTENT                                     NUMBER
 NEXT_EXTENT                                        NUMBER
 MIN_EXTENTS                               NOT NULL NUMBER
 MAX_EXTENTS                                        NUMBER
 PCT_INCREASE                                       NUMBER
 MIN_EXTLEN                                         NUMBER
 STATUS                                             VARCHAR2(9)
 CONTENTS                                           VARCHAR2(9)
 LOGGING                                            VARCHAR2(9)
 FORCE_LOGGING                                      VARCHAR2(3)
 EXTENT_MANAGEMENT                                  VARCHAR2(10)
 ALLOCATION_TYPE                                    VARCHAR2(9)
 PLUGGED_IN                                         VARCHAR2(3)
 SEGMENT_SPACE_MANAGEMENT                           VARCHAR2(6)
 DEF_TAB_COMPRESSION                                VARCHAR2(8)
 RETENTION                                          VARCHAR2(11)
 BIGFILE                                            VARCHAR2(3)

SQL> 
和 9i 相比， DBA_TABLESPACES 视图多了两列：RETENTION 和 BIGFILE。其中 BIGFILE 列说明该表空间是否为 BFT：

SQL> SELECT tablespace_name, bigfile
  2    FROM dba_tablespaces;

TABLESPACE_NAME                BIG
------------------------------ ---
SYSTEM                         NO
UNDOTBS                        NO
SYSAUX                         NO
TEMP                           NO
USERS                          NO
EXAMPLE                        NO
TEST                           NO
BFTBS                          YES

8 rows selected.
V$TABLESPACE 视图相对 9i 也增加了新的列： 
SQL> desc V$TABLESPACE
 Name                                      Null?    Type
 ----------------------------------------- -------- ------------------------
 TS#                                                NUMBER
 NAME                                               VARCHAR2(30)
 INCLUDED_IN_DATABASE_BACKUP                        VARCHAR2(3)
 BIGFILE                                            VARCHAR2(3)
 FLASHBACK_ON                                       VARCHAR2(3)
其中 FlASHBACK_ON 和 BIGFILE 列都是新增的。

BFT 属性
BFT有一些特有的属性。

1.每个表空间只能包含一个数据文件。如果试图添加新的文件，则会报告 ORA-32771 错误：

SQL> ALTER TABLESPACE bftbs 
  2  ADD DATAFILE '/u01/app/oracle/oradata/DEMO/bftbs02.dbf' SIZE 5M;
ALTER TABLESPACE bftbs
*
ERROR at line 1:
ORA-32771: cannot add file to bigfile tablespace
2.只有自动段空间管理的 LMT (locally managed tablespaces ) 支持 BFT 

SQL> CREATE BIGFILE TABLESPACE bftbs02
  2      DATAFILE '/u01/app/oracle/oradata/DEMO/bftbs02.dbf' SIZE 5M
  3  EXTENT MANAGEMENT DICTIONARY;
CREATE BIGFILE TABLESPACE bftbs02
*
ERROR at line 1:
ORA-12913: Cannot create dictionary managed tablespace


SQL> CREATE BIGFILE TABLESPACE bftbs02
  2          DATAFILE '/u01/app/oracle/oradata/DEMO/bftbs02.dbf' SIZE 5M
  3      SEGMENT SPACE MANAGEMENT MANUAL;
CREATE BIGFILE TABLESPACE bftbs02
*
ERROR at line 1:
ORA-32772: BIGFILE is invalid option for this type of tablespace

3.相对文件号(RELATIVE_FNO)为1024 ( 4096 on OS/390)

因为BFT只有一个数据文件，所以其相对文件号也是固定的:1024

SQL> SELECT tablespace_name, file_id, relative_fno
  2    FROM dba_data_files;

TABLESPACE_NAME                   FILE_ID RELATIVE_FNO
------------------------------ ---------- ------------
USERS                                   4            4
SYSAUX                                  3            3
UNDOTBS                                 2            2
SYSTEM                                  1            1
EXAMPLE                                 5            5
TEST                                    6            6
BFTBS                                   7         1024

7 rows selected.

SQL>
4.rowid的变化

在 BFT 上存储的表的 ROWID 与 smallfile 表空间上的 rowid 结构有些不同的。要正确得到 rowid 信息，dbms_rowid 包增加了一个新的参数　ts_type_in　来解决这个问题。参考这个范例：

SQL> SELECT DBMS_ROWID.rowid_block_number (ROWID, 'BIGFILE')
  2    FROM foo;

DBMS_ROWID.ROWID_BLOCK_NUMBER(ROWID,'BIGFILE')
----------------------------------------------
                                            24

SQL> 
你可以创建多大的表空间? 
我们在前面提及，BFT 还受到操作系统的文件系统的限制。下面我们以 Linux 操作系统为例：

SQL> SHOW parameters db_block_size

NAME                                 TYPE        VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
db_block_size                        integer     8192
SQL> 
也就是说，理论上我们可以创建最大 32T (4G*8K) 的表空间。我们可以做到么? 
SQL> CREATE BIGFILE TABLESPACE bftbs02
  2      DATAFILE '/u01/app/oracle/oradata/DEMO/bftbs02.dbf' SIZE 20T reuse;
CREATE BIGFILE TABLESPACE bftbs02
*
ERROR at line 1:
ORA-01119: error in creating database file '/u01/app/oracle/oradata/DEMO/bftbs02.dbf'
ORA-27059: could not reduce file size
Linux Error: 27: File too large
Additional information: 2

SQL> 
注意我们得到的操作系统信息(黑色部分)：File too large 。这说明超出了操作系统允许值。我所用的环境是Fedora Core Linux, 内核的版本是2.6.9，文件系统是 EXT3 。2.4以后的版本的内核都是支持 LFS (Large File Support)的。

文件系统(块) 文件大小限制 文件系统大小限制 
ext2/3 (2K) 256G 8T 
ext2/3 (4K) 2T 16T 
ext2/3 (8K) 64T 32T 
ReiserFS 3.6  1E 16T 

我们检查一下OS文件系统块大小：

[root@FC3 ~]# tune2fs -l /dev/hda7 | grep Block
Block count:              2621440
Block size:               4096
Blocks per group:         32768
[root@FC3 ~]#
也即，我们可以在操作系统上创建不大于 2T 的文件。虽然我们没有那么大的存储空间，不妨也测试一下：

SQL> CREATE BIGFILE TABLESPACE bftbs02
  2      DATAFILE '/u01/app/oracle/oradata/DEMO/bftbs02.dbf' SIZE 1800g;
在另外一个终端中，观察该目录的变化情况：

[root@FC3 DEMO]# ls -ltr
total 1159048
-rw-------  1 oracle oracle       5251072 Nov 28 20:05 bftbs01.dbf
-rw-------  1 oracle oracle 1932735291392 Nov 28 20:49 bftbs02.dbf
[root@FC3 DEMO]# 
哇，我们真的能观察到Oracle在创建“超大”文件呢，接近1.8T 的文件 :-) 要过一会儿，Oracle 才会报告错误(毕竟1800G 的大文件):

CREATE BIGFILE TABLESPACE bftbs02
*
ERROR at line 1:
ORA-19502: write error on file "/u01/app/oracle/oradata/DEMO/bftbs02.dbf",
blockno 898048 (blocksize=8192)
ORA-27072: File I/O error
Additional information: 898047
可见，在本例中，由于操作系统文件系统的限制，我们只可以创建2T以下的 BFT。

你需要BFT么?
应用 BFT 的话，优点缺点都存在。根据 Oracle 官方的文档，DB_FILES 和 MAXDATAFILES 这两个参数的值给 SGA 带来的压力会减轻(原来的压力就很大么?)。数据库中最大数据文件数是有限的 (64K files)，BFT 的出现的确对海量数据库有一定的积极意义。从一定程度上来说，BFT 简化了管理多个数据文件的复杂性，但是在恢复的时候可能是一场灾难。

在笔者看来，至少我们现在在大多数情况下不需要用 BFT 。"你要把鸡蛋都放到一个篮子里么? "