Oracle逻辑存储结构概述
逻辑存储结构简介
Oracle 数据库为数据库中的所有数据分配逻辑空间。
逻辑上，数据库空间分配的逻辑单元是数据块、 扩展区(extent)(extent)、 段、和表空间。
物理上，数据被存储在磁盘上的数据文件中 ，数据文件中的数据存储在操作系统块中。
逻辑存储结构特征
1、数据块是数据库 I/O 的最小单位，是Oracle数据库中最细的粒度级别存取单位， Oracle 数据库将数据存储为数据块。
2、一个逻辑数据块对应于特定字节数的物理磁盘空间，比如 8KB（默认建库数据块大小为8K）。
3、数据块是 Oracle 数据库可以使用或分配的最小存储单位。
4、扩展区(extent)是一组逻辑上连续的数据块，被分配来用于存储特定类型的信息。
5、单个扩展区(extent)不能跨越多个数据文件，即单个扩展区只能属于一个数据文件。
6、段是为一个特定数据库对象（如一个表）分配的一组 扩展区(extent)。例如，employees 表的数据存储在其自己的数据段中，而该表的每个索引存储在其自己的索引段中。会消耗存储空间的每个数据库对象都由单个段组成。
7、每个段属于且仅属于一个表空间。因此，一个段的所有 扩展区(extent)存储在相同的表空间中。在一个表空间中，一个段可以包括多个数据文件中的扩展区(extent)。
逻辑存储结构和物理存储结构的映射关系
下图是一个逻辑存储结构和物理存储结构的映射关系图
备注：表这个逻辑概念，主要用于方便理解，可以去掉；表空间、段、区、数据块，主要由四个逻辑结构组成。
逻辑存储层次结构
下图显示了在表空间中的数据块、 扩展区(extent)(extent)、和段之间的关系。在此示例中，一个段具有分别存储在不同数据文件中的两个 扩展区(extent)。
备注：
1、上图中，这个 24 KB 的 扩展区(extent)有 12 个数据块，而这个 72 KB 的 扩展区(extent)有 36 个数据块。
2、段的一个 扩展区(extent)可能存储在 users01.dbf 中，而另一个存储在 users02.dbf 中。
3、表空间---段---扩展区--数据块 ，这样的逻辑存储层次构成
逻辑空间管理
Oracle 数据库必须使用逻辑空间管理来在表空间中跟踪并分配扩展区(extent)。
当数据库对象需要扩展区(extent)时，该数据库必须有查找和分配扩展区(extent)的方法。同样，当对象不再需要扩展区(extent)时，数据库必须提供一种方法来重用可用空间。
Oracle 数据库基于创建的表空间的类型来管理其中的空间。两种类型，如下：
1、本地管理表空间 （默认值）
数据库使用表空间本身中的位图来管理扩展区(extent)。因此，本地管理表空间需要预留表空间的一部分用于位图。在一个表空间中，数据库可以使用自动段空间管理 （ASSM）或手动段空间管理 （MSSM）来管理段 。
表空间的每个数据文件头中维护一个位图，记录数据文件中的可用和已用空间信息。
2、字典管理表空间
数据库使用数据字典来管理 扩展区(extent) ，数据字典表中记录表空间中使用的分配和空闲、已用和可用的元数据。
下图显示了一个表空间中的逻辑空间管理方法的可选方案。
本地管理表空间
本地管理表空间在数据文件头中维护一个位图 ，以跟踪数据文件体中的可用空间和已用空间。
每一位对应一组块。
当空间被分配或释放时，Oracle 数据库更改位图值，以反映数据块的新状态。
下面的图形是位图管理存储的概念表示。标头中的 1 是指已用空间，而 0 指可用空间。
本地管理表空间优势
1、避免使用数据字典来管理扩展区(extent)
如果消耗或释放一个扩展区(extent)会导致在数据字典表需要记录这些元数据变更，即对数据字典表进行DML操作来实现，这个DML操作会在系统表空间、撤消段中消耗或释放空间，因此字典管理的表空间，扩展区的分配和释放，会发生一系列的递归操作。
2、自动跟踪相邻的可用空间
通过这种方式，数据库消除了合并空闲扩展区(extent)的需要。
3、自动确定本地管理扩展区(extent)的大小，或者在本地管理表空间中所有的扩展区(extent)可以具有相同的大小，并覆盖对象存储选项。
4、本地管理表空间，在并发情况下，性能上、稳定上远远高于字典管理表空间。
注意：Oracle 强烈建议使用自动段空间管理的本地管理表空间。
字典管理表空间
字典管理表空间使用数据字典来管理其扩展区(extent)。每当分配或释放了一个 扩展区(extent)时， Oracle 数据库更新数据字典中的表。例如，当表需要扩展区(extent)时，数据库查询数据字典表，并搜索空闲扩展区(extent)。如果数据库找到了空间，则修改一个数据字典表，并插入一行。按这种方式，数据库通过修改和移动数据来管理空间。
数据库在后台为数据库对象获取空间而执行的 SQL 是递归 SQL 。
频繁使用递归 SQL 可能会对性能有负面影响，因为必须串行化对数据字典的更新。
而默认的本地管理表空间（数据文件头中位图方式记录）避免了这种性能问题。
建议将《Oracle数据库逻辑存储结构》、《Oracle数据库表空间概述》、《Oracle数据库段segment概述》、《Oracle数据库扩展区(extent)概述》、《Oracle数据库数据块概述》这5篇文章一起看，对Oracle数据库的逻辑结构会有全面的理解。