外观
DM 存储结构
存储层次结构
| 层次 | 定义 | 管理单位 |
|---|---|---|
| 数据库 | 完整的数据集合，包含所有表空间 | 数据库实例 |
| 表空间 | 逻辑存储单元，包含一个或多个数据文件 | 表空间名 |
| 数据文件 | 物理存储文件，存储表空间的数据 | 文件名 |
| 段 | 数据库对象在磁盘上的存储分配单位，如表段、索引段 | 段名 |
| 区 | 连续的页组成的存储单元，是段的基本分配单位 | 区大小 |
| 页 | 最小的存储单位，固定大小 | 页大小 |
存储管理特点
- 逻辑与物理分离：表空间是逻辑概念，数据文件是物理概念，便于管理和维护
- 灵活的存储分配：支持多种页大小、区大小和段空间管理方式
- 高效的空间利用：采用动态扩展和回收机制，提高存储空间利用率
- 支持多种存储设备：适应不同类型的存储设备，如 HDD、SSD 等
表空间
表空间是 DM 数据库中的逻辑存储单元，用于组织和管理数据文件。每个表空间由一个或多个数据文件组成，所有数据库对象都存储在表空间中。
表空间类型
| 表空间类型 | 用途 | 默认名称 |
|---|---|---|
| 系统表空间 | 存储系统表、数据字典和控制信息 | SYSTEM |
| 回滚表空间 | 存储事务回滚数据 | ROLL |
| 临时表空间 | 存储临时数据，如排序结果 | TEMP |
| 主表空间 | 默认用户表空间，存储用户数据 | MAIN |
| 用户表空间 | 自定义表空间，存储特定用户或应用的数据 | 由用户定义 |
表空间属性
核心属性
| 属性 | 说明 | 默认值 |
|---|---|---|
| 名称 | 表空间唯一标识符 | - |
| 数据文件 | 表空间包含的数据文件列表 | - |
| 页大小 | 数据文件的页大小 | 8KB |
| 区大小 | 数据文件的区大小 | 16页 |
| 段空间管理 | 段空间管理方式 | AUTO |
| 状态 | 表空间状态（ONLINE/OFFLINE/READ ONLY） | ONLINE |
表空间状态
| 状态 | 描述 | 适用场景 |
|---|---|---|
| ONLINE | 表空间在线，可正常访问 | 正常运行状态 |
| OFFLINE | 表空间离线，不可访问 | 维护、备份或恢复 |
| READ ONLY | 表空间只读，只能查询，不能修改 | 历史数据、归档数据 |
表空间管理
创建表空间
sql
-- 创建用户表空间
CREATE TABLESPACE users
DATAFILE 'users01.dbf' SIZE 100M AUTOEXTEND ON NEXT 10M MAXSIZE 500M
PAGE_SIZE 8K
EXTENT_SIZE 16
SEGMENT_SPACE_MANAGEMENT AUTO;修改表空间
sql
-- 添加数据文件
ALTER TABLESPACE users
ADD DATAFILE 'users02.dbf' SIZE 100M AUTOEXTEND ON NEXT 10M MAXSIZE 500M;
-- 修改表空间状态
ALTER TABLESPACE users OFFLINE;
ALTER TABLESPACE users ONLINE;
ALTER TABLESPACE users READ ONLY;
ALTER TABLESPACE users READ WRITE;
-- 扩展数据文件
ALTER TABLESPACE users
RESIZE DATAFILE 'users01.dbf' TO 200M;删除表空间
sql
-- 删除表空间及其数据文件
DROP TABLESPACE users INCLUDING DATAFILES;查看表空间信息
sql
-- 查询所有表空间
SELECT * FROM DBA_TABLESPACES;
-- 查询表空间数据文件
SELECT * FROM DBA_DATA_FILES;
-- 查询表空间使用情况
SELECT TABLESPACE_NAME, FILE_NAME, BYTES, BLOCKS, STATUS
FROM DBA_DATA_FILES;数据文件
数据文件是存储表空间数据的物理文件，每个数据文件属于一个且仅属于一个表空间。
数据文件属性
| 属性 | 说明 | 默认值 |
|---|---|---|
| 文件名 | 数据文件的物理路径和名称 | - |
| 大小 | 数据文件的初始大小 | 100M |
| 自动扩展 | 是否自动扩展 | OFF |
| 扩展步长 | 自动扩展时的步长 | 10M |
| 最大大小 | 自动扩展的最大限制 | 无限制 |
| 状态 | 数据文件状态（ONLINE/OFFLINE） | ONLINE |
数据文件管理
创建数据文件
数据文件通常在创建表空间或修改表空间时创建：
sql
-- 创建表空间时指定数据文件
CREATE TABLESPACE users
DATAFILE 'users01.dbf' SIZE 100M;
-- 修改表空间时添加数据文件
ALTER TABLESPACE users
ADD DATAFILE 'users02.dbf' SIZE 100M;维护数据文件
sql
-- 重命名数据文件
ALTER TABLESPACE users
RENAME DATAFILE 'users01.dbf' TO 'users_new01.dbf';
-- 移动数据文件（需要先离线表空间）
ALTER TABLESPACE users OFFLINE;
-- 操作系统层面移动文件
ALTER TABLESPACE users
RENAME DATAFILE 'users01.dbf' TO '/new_path/users01.dbf';
ALTER TABLESPACE users ONLINE;
-- 检查数据文件完整性
CHECK TABLESPACE users;监控数据文件
sql
-- 查询数据文件状态
SELECT FILE_NAME, STATUS, BYTES, AUTOEXTENSIBLE, MAXBYTES
FROM DBA_DATA_FILES;
-- 查询数据文件使用情况
SELECT TABLESPACE_NAME, FILE_NAME,
BYTES/1024/1024 AS FILE_SIZE_MB,
(BYTES - BLOCKS*8192/1024/1024) AS USED_MB,
(BLOCKS*8192/1024/1024) AS FREE_MB
FROM DBA_DATA_FILES;段
段是数据库对象在磁盘上的存储分配单位，每个数据库对象对应一个或多个段。
段类型
| 段类型 | 用途 | 示例 |
|---|---|---|
| 表段 | 存储表数据 | 普通表、分区表 |
| 索引段 | 存储索引数据 | B树索引、位图索引 |
| 大字段段 | 存储大字段数据 | CLOB、BLOB 类型数据 |
| 回滚段 | 存储事务回滚数据 | 系统回滚段、用户回滚段 |
| 临时段 | 存储临时数据 | 排序结果、临时表数据 |
段空间管理
DM 数据库支持两种段空间管理方式：
自动段空间管理（AUTO）
- 由数据库自动管理段空间的分配和回收
- 使用位图跟踪块的使用情况
- 适用于大多数场景，尤其是高并发环境
- 支持自动扩展和收缩
手动段空间管理（MANUAL）
- 由数据库管理员手动管理段空间
- 使用空闲列表跟踪块的使用情况
- 适用于特殊场景，如批量加载数据
- 需要更多的管理开销
段管理操作
sql
-- 创建表时指定段空间管理方式
CREATE TABLE test_table (
id INT PRIMARY KEY,
name VARCHAR(100)
) TABLESPACE users
STORAGE (SEGMENT_SPACE_MANAGEMENT AUTO);
-- 查询段信息
SELECT SEGMENT_NAME, SEGMENT_TYPE, TABLESPACE_NAME, BYTES
FROM DBA_SEGMENTS
WHERE TABLESPACE_NAME = 'USERS';
-- 收缩段
ALTER TABLE test_table SHRINK SPACE;
-- 重建段
ALTER TABLE test_table MOVE TABLESPACE users;区
区是由连续的页组成的存储单元，是段的基本分配单位。当段需要更多空间时，数据库会为其分配一个或多个区。
区属性
| 属性 | 说明 | 默认值 |
|---|---|---|
| 区大小 | 区包含的页数 | 16页 |
| 区数量 | 段包含的区数 | 动态增长 |
| 分配方式 | 区的分配策略 | 连续分配 |
区管理
区大小设置
区大小可以在表空间级别或段级别设置：
sql
-- 创建表空间时指定区大小
CREATE TABLESPACE users
DATAFILE 'users01.dbf' SIZE 100M
EXTENT_SIZE 32;
-- 创建表时指定区大小
CREATE TABLE test_table (
id INT PRIMARY KEY,
name VARCHAR(100)
) TABLESPACE users
STORAGE (EXTENT_SIZE 32);区分配策略
DM 数据库采用以下区分配策略：
- 初始区：段创建时分配的第一个区
- 递增区：后续分配的区，大小可以递增
- 最大区：段可以分配的最大区大小
- 区重用：回收的区可以被重新分配给其他段
区监控
sql
-- 查询段的区信息
SELECT SEGMENT_NAME, EXTENT_ID, FILE_ID, BLOCK_ID, BYTES
FROM DBA_EXTENTS
WHERE SEGMENT_NAME = 'TEST_TABLE';
-- 查询表空间的区使用情况
SELECT TABLESPACE_NAME, COUNT(*) AS EXTENT_COUNT,
SUM(BYTES)/1024/1024 AS TOTAL_SIZE_MB
FROM DBA_EXTENTS
GROUP BY TABLESPACE_NAME;页
页是 DM 数据库中最小的存储单位，固定大小。所有数据都存储在页中，数据库 I/O 操作的最小单位也是页。
页大小
DM 数据库支持多种页大小，可在创建数据库时指定：
| 页大小 | 适用场景 |
|---|---|
| 4KB | 小数据量、高并发场景 |
| 8KB | 默认值，适用于大多数场景 |
| 16KB | 大数据量、复杂查询场景 |
| 32KB | 超大数据量、OLAP 场景 |
页类型
| 页类型 | 用途 |
|---|---|
| 数据页 | 存储表数据 |
| 索引页 | 存储索引数据 |
| 大字段页 | 存储大字段数据 |
| 段目录页 | 存储段的目录信息 |
| 段映射页 | 存储段的映射信息 |
| 区映射页 | 存储区的映射信息 |
| 位图页 | 存储块使用情况的位图 |
页结构
每个页由以下几个部分组成：
- 页头：存储页的基本信息，如页类型、页号、上一页、下一页等
- 页目录：存储行记录的偏移量，便于快速定位行记录
- 行记录：存储实际的数据行
- 空闲空间：页中未使用的空间
- 页尾：存储页的校验和，用于数据完整性检查
页管理
sql
-- 查询数据库页大小
SELECT PAGE_SIZE FROM V$DATABASE;
-- 设置表的页大小（需要与表空间页大小一致）
CREATE TABLE test_table (
id INT PRIMARY KEY,
name VARCHAR(100)
) TABLESPACE users
STORAGE (PAGE_SIZE 8);
-- 查看表使用的页信息
SELECT TABLE_NAME, BLOCKS, EMPTY_BLOCKS, NUM_ROWS
FROM DBA_TABLES
WHERE TABLE_NAME = 'TEST_TABLE';存储参数配置
核心存储参数
| 参数名 | 用途 | 默认值 | 优化建议 |
|---|---|---|---|
| PAGE_SIZE | 数据库默认页大小 | 8KB | 根据业务场景选择，OLTP 选 8KB，OLAP 选 16-32KB |
| EXTENT_SIZE | 数据库默认区大小 | 16页 | 大表建议 32-64 页，小表建议 16 页 |
| SEGMENT_SPACE_MANAGEMENT | 默认段空间管理方式 | AUTO | 建议使用 AUTO，减少管理开销 |
| AUTO_EXTEND_SIZE | 数据文件自动扩展步长 | 100MB | 根据存储设备性能调整，SSD 可以更大 |
| MAX_DATA_FILE_SIZE | 单个数据文件最大大小 | 无限制 | 根据存储设备大小设置 |
存储参数设置
sql
-- 创建数据库时设置存储参数
CREATE DATABASE "DAMENG"
PAGE_SIZE 8
EXTENT_SIZE 16
CASE_SENSITIVE Y
CHARSET 1
DB_NAME DAMENG
INSTANCE_NAME DMSERVER
PORT_NUM 5236
BUFFER 100
TIME_ZONE '+08:00'
UNICODE_FLAG 0
LENGTH_IN_CHAR Y
SYSTEM_PATH 'SYSTEM.DBF'
ROLL_PATH 'ROLL.DBF'
TEMP_PATH 'TEMP.DBF'
MAIN_PATH 'MAIN.DBF'
LOG_SIZE 256;
-- 修改存储参数（部分参数需要重启实例）
ALTER SYSTEM SET "PAGE_SIZE" = 16 SPFILE;存储管理最佳实践
1. 表空间设计
- 分离不同类型的数据：将系统数据、用户数据、索引数据、临时数据分开存储
- 合理规划表空间大小：根据业务增长预测设置合适的初始大小和自动扩展参数
- 使用多个数据文件：将表空间分布在多个数据文件上，提高 I/O 并行度
- 考虑存储设备特性：根据存储设备的性能和容量调整表空间配置
2. 数据文件管理
- 使用合适的文件大小：单个数据文件大小建议不超过 2GB，便于管理和备份
- 合理设置自动扩展参数：避免频繁的文件扩展，影响性能
- 将数据文件分布在不同磁盘：减少磁盘 I/O 争用
- 定期监控数据文件使用情况：及时发现和处理空间不足问题
3. 段和区管理
- 使用自动段空间管理：减少管理开销，提高并发性能
- 为大表设置合适的区大小：减少区数量，提高查询性能
- 定期重组段：消除碎片，提高空间利用率和查询性能
- 监控段增长趋势：预测存储空间需求，提前规划扩容
4. 页大小选择
- OLTP 场景：建议使用 8KB 页大小，平衡 I/O 效率和空间利用率
- OLAP 场景：建议使用 16-32KB 页大小，提高大数据量查询性能
- 混合场景：根据主要业务类型选择合适的页大小
- 考虑兼容性：页大小一旦确定，无法修改，需要谨慎选择
5. 存储监控
- 定期检查表空间使用率：设置告警阈值，如使用率超过 80% 时告警
- 监控数据文件增长：分析数据增长趋势，预测存储需求
- 检查存储碎片：定期重组碎片较多的表和索引
- 监控 I/O 性能：分析存储 I/O 瓶颈，优化存储配置
存储结构版本差异
DM 7 vs DM 8 存储结构差异
| 差异点 | DM 7 | DM 8 |
|---|---|---|
| 页大小支持 | 4KB、8KB | 4KB、8KB、16KB、32KB |
| 段空间管理 | 支持 AUTO 和 MANUAL | 增强了 AUTO 管理，性能更好 |
| 区分配策略 | 简单的递增分配 | 更智能的区分配策略，减少碎片 |
| 数据文件格式 | 较简单 | 优化了数据文件格式，提高了存储效率 |
| 存储监控 | 基础监控视图 | 提供了更丰富的存储监控视图和指标 |
DM 8.1 新特性
- 优化了页结构，提高了数据存储密度
- 增强了段空间管理，减少了碎片产生
- 改进了区分配算法，提高了空间利用率
- 新增了存储监控指标，便于性能分析
- 支持更大的数据文件和表空间
存储结构与性能关系
存储结构对性能的影响
| 存储组件 | 对性能的影响 | 优化建议 |
|---|---|---|
| 页大小 | 影响 I/O 效率和空间利用率 | 根据业务场景选择合适的页大小 |
| 区大小 | 影响段的空间分配效率 | 大表使用大的区大小，小表使用小的区大小 |
| 段空间管理 | 影响并发性能和管理开销 | 使用 AUTO 管理方式 |
| 数据文件分布 | 影响 I/O 并行度 | 将数据文件分布在不同磁盘上 |
| 表空间设计 | 影响数据访问效率 | 分离不同类型的数据，合理规划表空间 |
性能优化建议
- 使用合适的页大小：根据业务场景选择最佳页大小
- 优化区大小：为不同类型的表设置合适的区大小
- 合理分布数据文件：提高 I/O 并行度
- 定期重组表和索引：消除碎片，提高查询性能
- 使用 SSD 存储：提高 I/O 性能，尤其是随机 I/O
常见问题（FAQ）
Q1: 如何查看 DM 数据库的页大小？
A1: 可以通过以下方式查看：
- SQL 查询：
SELECT PAGE_SIZE FROM V$DATABASE; - 配置文件：查看 dm.ini 文件中的 PAGE_SIZE 参数
- 管理工具：通过 DM 管理工具查看数据库属性
Q2: 如何修改表空间的区大小？
A2: 表空间的区大小在创建时指定，创建后无法直接修改。可以通过以下方式间接修改：
- 创建新的表空间，指定新的区大小
- 将原表空间中的对象迁移到新表空间
- 删除原表空间
Q3: 如何查看表空间的使用率？
A3: 可以使用以下 SQL 查询：
sql
SELECT TABLESPACE_NAME,
SUM(BYTES)/1024/1024 AS TOTAL_SIZE_MB,
SUM(BYTES - FREE_SPACE)/1024/1024 AS USED_SIZE_MB,
SUM(FREE_SPACE)/1024/1024 AS FREE_SIZE_MB,
ROUND((SUM(BYTES - FREE_SPACE)/SUM(BYTES))*100, 2) AS USAGE_PERCENT
FROM (SELECT TABLESPACE_NAME, BYTES,
CASE WHEN STATUS = 'ONLINE' THEN BYTES - USED_SPACE ELSE 0 END AS FREE_SPACE
FROM V$TABLESPACE)
GROUP BY TABLESPACE_NAME;Q4: 表空间满了怎么办？
A4: 可以通过以下方式解决：
- 扩展数据文件大小：
ALTER TABLESPACE users RESIZE DATAFILE 'users01.dbf' TO 200M; - 启用数据文件自动扩展：
ALTER TABLESPACE users DATAFILE 'users01.dbf' AUTOEXTEND ON; - 添加新的数据文件：
ALTER TABLESPACE users ADD DATAFILE 'users02.dbf' SIZE 100M; - 清理表空间中的无用数据：删除过期数据或归档数据
Q5: 如何迁移表空间？
A5: 可以通过以下方式迁移表空间：
- 脱机迁移：将表空间离线，复制数据文件到新位置，然后修改表空间配置
- 联机迁移：使用 DM 提供的迁移工具，如 dmmigrate
- 导出导入：使用 dmp 工具导出表空间，然后在新位置导入
Q6: 如何监控存储碎片？
A6: 可以通过以下方式监控：
- 查询段的碎片情况：
SELECT SEGMENT_NAME, EXTENT_ID, BLOCKS FROM DBA_EXTENTS WHERE SEGMENT_NAME = 'TEST_TABLE'; - 使用 DBMS_SPACE 包：
CALL DBMS_SPACE.SPACE_USAGE('TEST_TABLE', 'USERS'); - 分析表和索引：
ANALYZE TABLE TEST_TABLE COMPUTE STATISTICS;
Q7: 如何减少存储碎片？
A7: 可以通过以下方式减少碎片：
- 使用自动段空间管理（AUTO）
- 为大表设置合适的区大小
- 定期重组表和索引：
ALTER TABLE TEST_TABLE MOVE;、ALTER INDEX TEST_INDEX REBUILD; - 使用合适的页大小
- 避免频繁的插入和删除操作
Q8: 如何优化临时表空间？
A8: 可以通过以下方式优化：
- 为临时表空间设置合适的大小
- 使用多个临时数据文件，分布在不同磁盘上
- 监控临时表空间使用率，及时扩展
- 优化排序操作，减少临时空间使用
- 考虑使用内存临时表空间
Q9: 如何备份表空间？
A9: 可以通过以下方式备份：
- 冷备份：关闭数据库，复制数据文件
- 热备份：使用
BACKUP TABLESPACE命令在线备份 - 增量备份：备份表空间的增量变化
- 数据泵导出：使用 dmp 工具导出表空间数据
Q10: 如何恢复表空间？
A10: 可以通过以下方式恢复：
- 完全恢复：使用备份恢复整个表空间
- 不完全恢复：恢复到指定时间点
- 表级恢复：只恢复表空间中的特定表
- 使用闪回技术：如果启用了闪回功能，可以快速恢复数据