块（Block）管理

1.1、数据块结构

Oracle数据块是I/O的最小单位，其内部结构如下：

|---------------------|------------------------|
| 组成部分 | 说明 |
| Common Header | 块类型、格式、SCN等基本信息 |
| Table Directory | 该块中存储了哪些表的数据 |
| Row Directory | 每行数据在块内的位置指针 |
| Free Space | 未使用的空间，用于INSERT和UPDATE |
| Row Data | 实际的行数据存储区域 |
| Block Overhead | 块管理元数据，约占84~107字节 |

1.2、块大小选择

Oracle支持2KB、4KB、8KB（默认）、16KB、32KB五种块大小。选择原则：

**推荐：**OLTP场景（短事务、高并发）：8KB（默认），平衡行锁和缓存效率
**大块优势：**DSS/数据仓库（大范围扫描）：16KB或32KB，减少I/O次数
**通用建议：**混合负载：8KB通常是最佳折中

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-- 查看当前块大小
SHOW PARAMETER db_block_size;

-- 非标准块大小表空间（需要配置对应的缓冲池）
CREATE TABLESPACE ts_16k
  DATAFILE '+DATA' SIZE 10G
  BLOCKSIZE 16K;

-- 必须先配置16K缓冲池
ALTER SYSTEM SET db_16k_cache_size = 2G SCOPE=BOTH;

实例：块大小优化

**S --- Situation（场景）：**某OLTP系统数据库（块大小8KB）在处理大量小事务时出现Buffer Busy Waits等待事件，热块争用严重，AWR报告显示buffer busy waits占总等待时间的15%。

T --- Task **（任务）：**分析热块争用原因，评估是否需要调整块大小或采用其他优化手段。

A --- Action（行动）：

1、分析AWR报告，定位热块争用的具体段：

SELECT owner, object_name, statistic_name, value FROM v$segment_statistics WHERE statistic_name = 'buffer busy waits' ORDER BY value DESC FETCH FIRST 10 ROWS ONLY;

2、发现IDX_ORDER_STATUS索引是主要争用源；

3、评估方案：

方案A：调整块大小（需要重建数据库，不可行）

方案B：使用反向键索引（适合等值查询但不适合范围查询）

方案C：分区索引（将索引分散到多个段，最优方案）

4、选择方案C，创建LIST分区索引。

**R --- Result（结果）：**使用分区索引后，buffer busy waits等待时间下降70%。索引段从1个分散到16个分区段，热块争用基本消除。TPS从12000提升至18000，系统吞吐量提升50%。（结论：大多数情况下，调整块大小不如优化索引结构有效。）

1.3、 PCTFREE 和 PCTUSED

PCTFREE和PCTUSED是控制块空间使用的关键参数：

PCTFREE **：**块中保留的空闲空间百分比，用于UPDATE操作。默认10%。
**PCTUSED：**块使用率低于此值后才重新加入Freelist（仅MSSM）。默认40%。

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-- 创建表时设置PCTFREE/PCTUSED
CREATE TABLE orders (
  order_id    NUMBER,
  customer_id NUMBER,
  order_date  DATE,
  amount      NUMBER(12,2)
) PCTFREE 20 PCTUSED 40;

-- ASSM模式下查看实际块使用情况
ANALYZE TABLE orders COMPUTE STATISTICS;
SELECT table_name, num_rows, blocks, empty_blocks,
       avg_space, chain_cnt
FROM dba_tables
WHERE owner = 'APP_USER' AND table_name = 'ORDERS';

-- DBMS_SPACE包分析块使用详情
DECLARE
  unformatted_blocks NUMBER;
  unformatted_bytes  NUMBER;
  fs1_blocks NUMBER; fs1_bytes NUMBER;
  fs2_blocks NUMBER; fs2_bytes NUMBER;
  fs3_blocks NUMBER; fs3_bytes NUMBER;
  fs4_blocks NUMBER; fs4_bytes NUMBER;
  full_blocks NUMBER; full_bytes NUMBER;
BEGIN
  DBMS_SPACE.SPACE_USAGE(
    segment_owner => 'APP_USER',
    segment_name  => 'ORDERS',
    segment_type  => 'TABLE',
    unformatted_blocks => unformatted_blocks,
    unformatted_bytes  => unformatted_bytes,
    fs1_blocks => fs1_blocks, fs1_bytes => fs1_bytes,
    fs2_blocks => fs2_blocks, fs2_bytes => fs2_bytes,
    fs3_blocks => fs3_blocks, fs3_bytes => fs3_bytes,
    fs4_blocks => fs4_blocks, fs4_bytes => fs4_bytes,
    full_blocks => full_blocks, full_bytes => full_bytes
  );
  DBMS_OUTPUT.PUT_LINE('0-25% free: ' || fs1_blocks);
  DBMS_OUTPUT.PUT_LINE('25-50% free: ' || fs2_blocks);
  DBMS_OUTPUT.PUT_LINE('50-75% free: ' || fs3_blocks);
  DBMS_OUTPUT.PUT_LINE('75-100% free: ' || fs4_blocks);
  DBMS_OUTPUT.PUT_LINE('Full blocks: ' || full_blocks);
END;