数据文件internal分析

众所周知，Oracle的数据是储存在数据文件中的。那么Oracle是以什么格式来储存数据的呢？相信大家都对其内部结构很感爱好。这篇文章就帮大家来了解Oracle数据文件的内部结构。
我们知道数据库储存的最小单位是数据块，其他如extent,segment,tablespace等都是由数据块组成，所以我们就从数据块的结构来分析。典型的数据块由3部分构成： 1．      头信息区 2．          这个区包括数据块的地址，数据块类型，检查点信息，scn信息，数据块版本号等。（以下是其大概的构造，稍后会做解释） ――――――――――――――――――――――――――― *** 2003-06-10 10:05:10.296 Start dump data blocks tsn: 2 file#: 3 minblk 13107 maxblk 13107 buffer tsn: 2 rdba: 0x00c03333 (3/13107) scn: 0x0000.00105d22 seq: 0x05 flg: 0x00 tail: 0x5d220605 frmt: 0x02 chkval: 0x0000 type: 0x06=trans data Block header dump: 0x00c03333 Object id on Block? Y seg/obj: 0x6493 csc: 0x00.105d22 itc: 1 flg: O typ: 1 – DATA fsl: 0 fnx: 0x0 ver: 0x01 ―――――――――――――――――――――――――――― 2．事务列表区事务列表去包括了在这个数据块内的事务，也就是我们知道的ITL(interested transaction list),从中我们可以知道XID（transaction id）,UBA(undo block address)等信息（以下是其大概的构造，稍后会做解释） Itl           Xid                  Uba         Flag Lck        Scn/Fsc 0x01   xid: 0x0009.012.00000002    uba: 0x00800c84.0000.25 ----    1 fsc 0x0000.00000000 3．数据区，尾区数据区顾名思义是真正存储数据的地方，在这里我们可以看到每一条记录。至于尾区，这里储存着数据块的版本号，与数据头信息区的版本号相对应，可以用来确定数据块前后是否一致。（以下是其大概的构造，稍后会做解释） ――――――――――――――――――――――――――― data_block_dump =============== tsiz: 0x1fb8 hsiz: 0x14 pbl: 0x0f3f7444 bdba: 0x00c03333 flag=----------- ntab=1 nrow=1 frre=-1 fsbo=0x14 fseo=0x1fb2 avsp=0x1f9b tosp=0x1f9b 0xe:pti[0] nrow=1 offs=0 0x12:pri[0] offs=0x1fb2 block_row_dump: tab 0, row 0, @0x1fb2 tl: 6 fb: --H-FL-- lb: 0x1 cc: 1 col 0: [ 2] c1 02（数据就在这里） end_of_block_dump End dump data blocks tsn: 2 file#: 3 minblk 13107 maxblk 13107 ――――――――――――――――――――――――――― 下面我们来做一个完整的实验，首先创建一个新的表空间 SQL> create tablespace testblock datafile 'd:\oracle\oradata\test\testblock.ora' size 100m; 表空间已创建。创建一个新用户并指定默认表空间为testblock,临时表空间为temp
SQL> create user testblock identified by testblock default tablespace testblock
temporary tablespace temp;
用户已创建 SQL> grant create session to testblock; 授权成功。 SQL> grant resource to testblock; 授权成功。 SQL> connect testblock/testblock@test 已连接。 SQL> create table testblock (a number); 表已创建。 SQL> insert into testblock values(1); 已创建 1 行。 SQL> insert into testblock values(2); 已创建 1 行。 SQL> commit; 提交完成。 SQL> connect internal/oracle@test 已连接。 SQL> select header_file,header_block from dba_segments where segment_name='TESTBLOCK'; HEADER_FILE HEADER_BLOCK ----------- ------------ 11 2       从这里我们知道testblock表所在的数据文件号是11，数据头块号是2，下面我们dump出数据块来看下 ――――――――――――――――――――――――――――――――――
*** 2003-06-12 11:36:22.437 *** SESSION ID:(12.96) 2003-06-12 11:36:22.343 Start dump data blocks tsn: 8 file#: 11 minblk 2 maxblk 2 buffer tsn: 8 rdba: 0x02c00002 (11/2) scn: 0x0000.001148eb seq: 0x01 flg: 0x00 tail: 0x48eb1001 frmt: 0x02 chkval: 0x0000 type: 0x10=DATA SEGMENT HEADER – UNLIMITED    Extent Control Header    -----------------------------------------------------------------    Extent Header:: spare1: 0      space2: 0      #extents: 1      #blocks: 4                         last map 0x00000000 #maps: 0      offset: 4128          Highwater:: 0x02c00004 ext#: 0      blk#: 1      ext size: 4         #blocks in seg. hdr's freelists: 1         #blocks below: 1         mapblk 0x00000000 offset: 0                          Unlocked       Map Header:: next 0x00000000 #extents: 1    obj#: 25755 flag: 0x40000000    Extent Map    -----------------------------------------------------------------     0x02c00003 length: 4         nfl = 1, nfb = 1 typ = 1 nxf = 0    SEG LST:: flg: USED   lhd: 0x02c00003 ltl: 0x02c00003
End dump data blocks tsn: 8 file#: 11 minblk 2 maxblk 2 ―――――――――――――――――――――――――――――――――― 这里我们看到表空间号是tsn: 8，数据文件号是file#: 11，相对数据块地址是rdba: 0x02c00002 (11/2)，SCN为scn: 0x0000.001148eb（SCN Base=0011,SCN Wrap=48eb）,尾区版本号为tail: 0x48eb1001(tail=SCN Wrap: 48eb + type: 0x10+ seq: 0x01),由于这个块是整个Segment的头，所以它还包含整个Segment的一些存储信息，比如extent数，block数，高水位地址 Highwater:: 0x02c00004，自由列表信息hdr's freelists: 1等等。假如才用本地治理表空间，则此块的存储信息通过位图方式治理。真正的数据是储存在下一个块也就是0x02c00002＋1＝0x02c00003，我们来看看究竟。 ―――――――――――――――――――――――――――――――――― *** 2003-06-12 12:00:41.781 Start dump data blocks tsn: 8 file#: 11 minblk 3 maxblk 3 buffer tsn: 8 rdba: 0x02c00003 (11/3) scn: 0x0000.001148ee seq: 0x01 flg: 0x02 tail: 0x48ee0601 frmt: 0x02 chkval: 0x0000 type: 0x06=trans data    Block header dump: 0x02c00003 Object id on Block? Y seg/obj: 0x649b csc: 0x00.1148eb itc: 1 flg: O typ: 1 - DATA
      fsl: 0 fnx: 0x0 ver: 0x01
Itl           Xid                  Uba         Flag Lck        Scn/Fsc 0x01   xid: 0x0006.03f.000000da    uba: 0x00800ad2.00ae.04 --U-    2 fsc 0x0000.001148ee data_block_dump =============== tsiz: 0x1fb8 hsiz: 0x16 pbl: 0x0ec77444 bdba: 0x02c00003 flag=----------- ntab=1 nrow=2 frre=-1 fsbo=0x16 fseo=0x1fac avsp=0x1f90 tosp=0x1f90 0xe:pti[0] nrow=2 offs=0 0x12:pri[0] offs=0x1fb2 0x14:pri[1] offs=0x1fac block_row_dump: tab 0, row 0, @0x1fb2 tl: 6 fb: --H-FL-- lb: 0x1 cc: 1 col 0: [ 2] c1 02 tab 0, row 1, @0x1fac tl: 6 fb: --H-FL-- lb: 0x1 cc: 1 col 0: [ 2] c1 03 end_of_block_dump End dump data blocks tsn: 8 file#: 11 minblk 3 maxblk 3 ―――――――――――――――――――――――――――――――――― 谜团解开了，ITL,数据都呈现出来了，开始分析！ Block header dump: 0x02c00003 Object id on Block? Y seg/obj: 0x649b csc: 0x00.1148eb itc: 1 flg: O typ: 1 - DATA
      fsl: 0 fnx: 0x0 ver: 0x01 数据块地址正是0x02c00002＋1＝0x02c00003 segment/object id为0x649b,转成10进制为25755，可以由obj#表中得知
SQL> select obj# from sys.obj$ where name='TESTBLOCK';
       OBJ# ----------       25755 csc(SCN at last Block CleanOut): 0x00.1148eb表示最后一次块清除(Block CleanOut)时候的SCN，关于块清除的概念可以查阅Thomas Kyte 著的”eXPert one by one Oracle”。
itc: 1 表示Number of itl slots flg: O 表示此块被放置在自由列表（freelist）中 typ: 1 – DATA,类型1表示数据，类型2表示索引 fsl: 0 ITL TX FREELIST SLOT
fnx: 0x0 自由列表中下一块的地址 ―――――――――――――――――――――――――――――――――― Itl           Xid                  Uba         Flag Lck        Scn/Fsc 0x01   xid: 0x0006.03f.000000da    uba: 0x00800ad2.00ae.04 --U-    2 fsc 0x0000.001148ee 这个事务列表中当前有一个事务，里面记载着slot号，事务id,undo block address,受影响的行数，事务递交时的scn等 Itl slot =0x01 事务id= xid: 0x0006.03f.000000da 由于xid由3部分组成，xid= Undo Segment Number +Transaction Table Slot Number+ Wrap ,得到 0x0006 – Undo Segment Number 03f – Transaction Table Slot Number 000000da– Wrap 回滚块地址＝uba: 0x00800ad2.00ae.04 由于uba由3部分组成，uba= Address of the last undo block used+ Sequence+ Last Entry in UNDO record map得到 0x00800ad2– Address of the last undo block used 00ae– Sequence 04– Last Entry in UNDO record map flag标志我引用www.ixora.com.au的一段解释，这里的--U-表示已经递交 ---- = transaction is active, or committed pending cleanout C--- = transaction has been committed and locks cleaned out -B-- = this undo record contains the undo for this ITL entry --U- = transaction committed (maybe long ago); SCN is an upper bound ---T = transaction was still active at block cleanout SCN Lck（number of rows affected by this transaction）表示这个事务所影响的行数,这里是2行，正好对应2次insert Scn/Fsc 标志我引用www.ixora.com.au的一段解释
If the transaction has been cleaned out, this is the commit SCN or an upper bound thereof. Otherwise the leading two bytes contain the free space credit for the transaction - that is, the number of bytes freed in the block by the transaction ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― data_block_dump =============== tsiz: 0x1fb8 hsiz: 0x16 pbl: 0x0ec77444 bdba: 0x02c00003 flag=----------- ntab=1 nrow=2 frre=-1 fsbo=0x16 fseo=0x1fac avsp=0x1f90 tosp=0x1f90 0xe:pti[0] nrow=2 offs=0 0x12:pri[0] offs=0x1fb2 0x14:pri[1] offs=0x1fac ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 这一部分记载着一些储存参数，简单得分析一些，给出各个标志的解释 tsiz:Total Data Area Size（数据块的大小） hsiz:Data Header Size(数据块头大小) pbl: ptr to buffer holding the block（指向这个数据块在内存中映象的指针） bdba: block dba / rdba（数据块地址） flag: n=pctfree hit (clusters),f=dont put on freelist k=flushable cluster keys ntab: number of tables (>1 is a cluster) nrow: number of rows
frre: first free row index entry, -1=you have to add one(没有创建索引) fsbo: free space begin offset(从hsiz开始) fseo: free space end offset（） avsp: available space in the block（可用空间） tosp: total available space when all txs commit 0xe:pti[0] nrow=2 offs=0本块储存2条记录 0x12:pri[0] offs=0x1fb2---- 记录的起始物理位置 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― 终于见到到数据了，这个部分就存储着对应的记录，继续分析 block_row_dump: tab 0, row 0, @0x1fb2 tl: 6 fb: --H-FL-- lb: 0x1 cc: 1 ol 0: [ 2] c1 02 tab 0, row 1, @0x1fac tl: 6 fb: --H-FL-- lb: 0x1 cc: 1 col 0: [ 2] c1 03 end_of_block_dump End dump data blocks tsn: 8 file#: 11 minblk 3 maxblk 3 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――― tl表示Row Size(number of bytes plus data) fb:Flag Byte     H-head of row piece     F-first data piece     L-last data piece Lb表示lock byte,表示这个事务在itl的入口 Cc表示number of columns in this Row piece,表示这一行只有1列 col 0: [ 2] c1 02 第一列，[2]表示长度，c1 02是数据（经过一套复杂的过程可以转换成10进制数据）到此为止，数据块的结构我们已经都把它展开并进行了分析，期待大家的继续！