Oracle中表空间、段、区、块及方案详解

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oracle中的表空间(tablespace)、方案(schema)、段(segment)、区(extent)、块(block)详解

数据库存储总图
数据库物理结构
数据库逻辑结构

数据文件和日志文件是数据库中最重要的文件。它们是数据存储的地方。每个数据库至少有一个与之相关的数据文件，通常情况下不只一个，有很多。数据在数据文件中是如何组织的？要了解这些内容我们首先必须理解什么是表空间（tablespace）、段（segment）、区（extent）、块（block），这些都是oracle数据库在数据文件中组织数据的基本单元。现在我们来理解这些概念。

补充资料：逻辑存储结构
(1).块(Data Block)：数据库数据存放在数据块中，一个数据块对应特定磁盘上字节数。块是数据库最小的逻辑存储单元。
(2).区(Extend)：由一系列连续的块组成的，其分配是单一分配的。区也是系统分配空间和回收空间的基本单位。
(3).段(Segment)：表空间中特定类型的逻辑单位，由一个或多个区构成。包括数据段(Data Segment)、回滚段(Rollback Segment)、临时段(Temporary Segment)和索引段(Index Segment)
(4).表空间：逻辑磁盘空间，由数据文件组成，是最大的逻辑存储单元。

块

块是数据存储的物理单位，也是数据文件中最基础的单位，数据直接存储在块上。是oracle空间分配的最小单位。oracle中的块大小常见的有三种，2KB、4KB、8KB。块的大小在数据库创建时就已经固定下来，数据库中每个块的大小都是相同的，而且所有的块都有相同的格式，由“块头＋表目录＋行目录＋空闲空间＋数据空间”组成。块头包含着块类型（比如是表块、还是索引块）的信息、磁盘上块的位置等信息。表目录（table directory），如果有的话，包含着此块中存储各行的表的信息（如果一个块中存有多个表中的数据）。行目录（row directory）包含着数据行的描述信息，它是一个指针数组，指示了每一行在数据块中的物理位置。块头、表目录、行目录统称为块开销（block overhead），是oracle原来统计、管理块本身的。剩下的两部分很简单，已经存有数据的就是数据空间，暂时没存的就是空闲空间。

区

区又叫盘区，是数据文件中一个连续的分配空间，它比块要大，由块组成。有些对象分配空间时可能至少需要两个盘区，比如回滚段，而这两个盘区不一定要求相连。区的大小从一个块到2GB不等

段

段是oracle数据库中的分配单位，对象如表、索引等都是以段为单位进行分配。当创建一个表时将创建一个表段，创建一个索引时就创建一个索引段。每一个消耗存储空间的对象最终被存储到一个单一的段中。有回滚段、临时段、聚簇段、索引段等。
段(SEGMENT)存在于表空间中，是包含于表空间中的一种指定类型的逻辑存储结构，段由一组区组成。按照段中所存储数据的特性以及为优化系统性能的需要，将段分成4类，即数据段、索引段、回退段、临时段。例如，对于每个表，Oracle都分配一个或多个区以构成该表的数据段；而对于每个索引，Oracle则分配一个或多个区以构成索引段。

表空间

表空间是一个逻辑容器，它和数据文件关联起来，一个表空间至少有一个数据文件与之关联。一个表空间可以有多个段，一个段只能属于一个表空间。

方案（schema）

方案（schema）又叫模式，是比表空间小一级的逻辑概念，它也是一个逻辑容器。多个用户可能共用一个表空间，那如何区分开每一个用户？那么在表空间中对每个用户都有一个对应的方案，用于保存单个用户的信息。

oracle中存储的层次结构总结

  1. 数据库由一个或多个表空间组成
  2. 表空间由一个或多个数据文件组成，一个表空间包含多个段
  3. 段由一个或多个区组成
  4. 区是数据文件中一个连续的分配空间，由一个或多个块组成
  5. 块是数据库中最小、最基本的单位，是数据库使用的最小的I/O单元
  6. 每个用户都有一个对应的方案

要注意，数据表段区块的概念集合，很容易与schema的结构相混淆。schema是一个组织概念，是来自于经典数据库理论范畴。在oracle中，Schema就是一个组织概念，一个user对应的就是一个schema。schema是逻辑对象的集合组织，同表空间等概念不是一个层面的。在一个schema里，是可以将对象建立在任何数据表空间内的，只有一个默认表空间的概念default tablespace。指定默认表空间是在创建用户的时候指定的。

数据库的物理组件

数据库的物理组件是指从物理角度分析数据库的组成，也就是Oracle数据库创建后使用的操作系统物理文件。Oracle数据库的物理文件可分为3类，即数据文件、日志文件和控制文件。
数据文件(*.DBF)
数据文件(Data File)是用于存储数据库数据的文件。如表、索引数据等都存储在数据文件中。每个Oracle数据库有一个或多个物理数据文件。一个数据文件只能与一个数据库关联。数据文件以可检索的格式存储数据，这些数据可以通过SQL语句进行访问。
日志文件(*.LOG)
日志文件(Redo Log File)用于记录对数据库进行的修改信息，对数据库所作的全部修改都被记录在日志中，修改信息包括用户对数据的修改和管理员对数据库结构的修改。日志文件主要用于在数据库出现故障时实施数据库恢复。
控制文件(*.CTL)
控制文件(Control Files)是记录数据库物理结构的二进制文件。该文件包含维护和验证数据库完整性的必要信息。每个Oracle数据库都含有一个控制文件，它包含下列信息。
数据库名称和数据库唯一标识
当前日志顺序号
有关检查点的信息
数据文件和日志文件的路径和名称
数据库创建时间