数据文件个数大于1024时ORACLE数据文件FILE_ID及RELATIVE_FNO的变化示例

2016-05-27 〓撒旦★之翼
通过ROWID计算数据块的相关信息: --详见: 数据文件头块保留大小、ROWID、数据文件最大大小等数据库限制的说明
根据small file tablespace的ROWID,计算出表空间、数据文件、BOOCK中行最大数如下:
根据ROWID的构成: ---注:2^10这种写法代表2的10次方,等于1024.
每个表空间最大文件数: 2^10 1024 ,去掉全0和全1 通常1022个
每数据文件最大数据块数量:filesize=block_size*2^22 ,也就是4M个ORACLE BLOCK
每个BLOKC中行数是: 2^16 65536,也就是每个BLOCK最多65536条记录
每个数据库最多65536个-64K个数据文件,最多支持64K个表空间,因为每个表空间最少需要包含一个数据文件。
更详细的数据库限制见官方文档:http://docs.oracle.com/cd/B19306_01/server.102/b14237/limits.htm#REFRN004这里引出新问题:如果数据库有大于1024个数据文件,ORACLE如何通过ROWID定位数据文件呢?这里oracle引入了相对文件号的概念,这种方法的主要思想是改变之前rowid中数据文件编号是参考整个数据库范围的事实,将其参考的范围改为表空间,即文件编号为4的文件不再是数据库中编号为4的数据文件,而是某个表空间中编号为4的数据文件。
这样我们便可以在不改变物理存储格式的情况下(仅仅是我们在解析rowid内容时的处理逻辑发生了变化,如将前10bit解析为表空间相对文件号rfn,而不是文件号file_id,然后通过数据字典视图将),进行数据库的扩容等等。

SQL> select file_id,relative_fno from dba_data_files; --可以查询FILE#和表空间内的相对FILE#

在数据文件数量没有超过1022个时,oracle数据库尽量保持file_id和relative_fno的相同;

在超过1022个数据文件后,oracle就会保证在整个数据库内file_id是唯一的,在单个表空间中relative_fno是唯一的。

那么这时就会存在一个问题,不同表空间中的具有相同相对文件号数据文件oracle是怎样区分开来的那?

为了解决这个问题,oracle在原有64byte rowid的基础上又添加了DATA_OBJECT_ID的信息,构成扩展rowid,即扩展rowid由四部分构成:data_object_id,rfn,block#,row#。

通过data_object_id 和数据字典视图的结合,oracle可以非常快速的将rfn转换为file_id,从而也就可以准确的进行行定位。

下面用实验来验证ORACLE对大于1024个数据文件时相对文件号relative_fno及文件号file_id的变化:

实验环境:
需要提前修改数据库内对数据文件最大值的限制:
BYS@ bys3>show parameter db_files ----当前数据库最大文件限制是200.建库时默认设置的。
NAME TYPE VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
db_files integer 200
BYS@ bys3>alter system set db_files=5000 scope=spfile;
System altered.
改完重启数据库后查询: --数据文件最大数是65536,64K个。详见: 数据文件头块保留大小、ROWID、数据文件最大大小等数据库限制的说明
SYS@ bys3>show parameter db_files
NAME TYPE VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
db_files integer 5000
否则因达到数据文件上限无法创建数据文件会报错,信息如下:
ERROR at line 1:
ORA-00059: maximum number of DB_FILES exceeded
ORA-06512: at line 6
提前创建好存放数据文件的目录(建议用新目录单独存放方便管理)并确保权限正确:/u01/oradata/bys3/test1/ /u01/oradata/bys3/test2/
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实验思路:

1.查询当前系统中数据文件的文件名,文件号,相对文件号信息。
2.新建一个TEST1表空间,然后使用循环新建1020个数据文件-此时TEST1有1021个数据文件。
3.手动输入命令,新建数据库文件,在增加到第1024个数据文件时会报错。--得出表空间最大是1023个数据文件。
4.查看此时文件号,相对文件号信息,对比并总结。
5.再创建一个TEST2表空间,然后使用循环新建1022个数据文件-此时TEST2有1023个数据文件。
6.查看此时文件号,相对文件号信息,对比并总结。
7.删除实验用表空间/数据文件,恢复测试环境。
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1、查询当前系统中数据文件的文件名,文件号,相对文件号信息。

BYS@ bys3>col file_name for a35
BYS@ bys3>select file_name,file_id,RELATIVE_FNO from dba_data_files;
FILE_NAME FILE_ID RELATIVE_FNO
----------------------------------- ---------- ------------
/u01/oradata/bys3/system01.dbf 1 1
/u01/oradata/bys3/sysaux01.dbf 2 2
/u01/oradata/bys3/undotbs01.dbf 3 3
/u01/oradata/bys3/user01.dbf 4 4
BYS@ bys3>select count(file_name) from dba_data_files;
COUNT(FILE_NAME)
----------------
4
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2.新建一个TEST1表空间,然后使用循环新建1020个数据文件-此时TEST1有1021个数据文件。

创建表空间TEST1:
create tablespace test1 datafile '/u01/oradata/bys3/test1/test001.dbf' size 1m;
使用循环1为test1表空间增加1020个大小为1M的数据文件
declare
v_sql varchar2(1000) ;
begin
for i in 1..1020 loop
v_sql := 'alter tablespace test1 add datafile ''/u01/oradata/bys3/test1/test'||i||'.dbf'' size 1m';
execute immediate v_sql ;
end loop;
end ;
/
#######CREATE TABLESPACE已经指定一个数据文件,此时表空间TEST1内有1021个数据文件。
查询:
col file_name for a38
BYS@ bys3>select * from (select file_name,file_id,relative_fno from dba_data_files where tablespace_name='TEST1' order by file_id desc) where rownum<5;
FILE_NAME FILE_ID RELATIVE_FNO
-------------------------------------- ---------- ------------
/u01/oradata/bys3/test1/test1020.dbf 1025 2
/u01/oradata/bys3/test1/test1019.dbf 1024 1
/u01/oradata/bys3/test1/test1018.dbf 1023 1023
/u01/oradata/bys3/test1/test1017.dbf 1022 1022
################

3.手动输入命令,新建数据库文件,在增加到第1024个数据文件时会报错。 --测试得出表空间最大文件数是1023

BYS@ bys3>alter tablespace test1 add datafile '/u01/oradata/bys3/test1/test1021.dbf' size 1m;
Tablespace altered.
BYS@ bys3>alter tablespace test1 add datafile '/u01/oradata/bys3/test1/test1022.dbf' size 1m;
Tablespace altered.
BYS@ bys3>alter tablespace test1 add datafile '/u01/oradata/bys3/test1/test1023.dbf' size 1m;
alter tablespace test1 add datafile '/u01/oradata/bys3/test1/test1023.dbf' size 1m
*
ERROR at line 1:
ORA-01686: max # files (1023) reached for the tablespace TEST1

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4.查看此时文件号,相对文件号信息,对比并总结。

BYS@ bys3>select count(file_name) from dba_data_files where tablespace_name='TEST1';
COUNT(FILE_NAME)
----------------
1023
BYS@ bys3>select * from (select file_name,file_id,relative_fno from dba_data_files where tablespace_name='TEST1' order by file_id desc) where rownum<10;
FILE_NAME FILE_ID RELATIVE_FNO
-------------------------------------- ---------- ------------
/u01/oradata/bys3/test1/test1022.dbf 1027 4
/u01/oradata/bys3/test1/test1021.dbf 1026 3
/u01/oradata/bys3/test1/test1020.dbf 1025 2
/u01/oradata/bys3/test1/test1019.dbf 1024 1 ---可以看到相对文件号大于1023时,自动变为1--TEST1表空间的1
/u01/oradata/bys3/test1/test1018.dbf 1023 1023
/u01/oradata/bys3/test1/test1017.dbf 1022 1022
/u01/oradata/bys3/test1/test1016.dbf 1021 1021
/u01/oradata/bys3/test1/test1015.dbf 1020 1020
/u01/oradata/bys3/test1/test1014.dbf 1019 1019
BYS@ bys3>select * from (select file_name,file_id,relative_fno from dba_data_files order by file_id ) where rownum<10;
FILE_NAME FILE_ID RELATIVE_FNO
-------------------------------------- ---------- ------------
/u01/oradata/bys3/system01.dbf 1 1
/u01/oradata/bys3/sysaux01.dbf 2 2
/u01/oradata/bys3/undotbs01.dbf 3 3
/u01/oradata/bys3/user01.dbf 4 4
/u01/oradata/bys3/test1/test001.dbf 5 5
/u01/oradata/bys3/test1/test1.dbf 6 6
/u01/oradata/bys3/test1/test2.dbf 7 7
/u01/oradata/bys3/test1/test3.dbf 8 8
/u01/oradata/bys3/test1/test4.dbf 9 9
BYS@ bys3>select file_name,file_id,relative_fno from dba_data_files where relative_fno=1;
FILE_NAME FILE_ID RELATIVE_FNO
-------------------------------------- ---------- ------------
/u01/oradata/bys3/system01.dbf 1 1
/u01/oradata/bys3/test1/test1019.dbf 1024 1
####################################################

5.再创建一个TEST2表空间,然后使用循环新建1022个数据文件-此时TEST2有1023个数据文件。

创建表空间TEST2:
create tablespace test2 datafile '/u01/oradata/bys3/test2/test001.dbf' size 1m;
使用循环2为test1表空间增加1022个大小为1M的数据文件
declare
v_sql2 varchar2(1000) ;
begin
for i in 1..1022 loop
v_sql2 := 'alter tablespace test2 add datafile ''/u01/oradata/bys3/test2/test'||i||'.dbf'' size 1m';
execute immediate v_sql2 ;
end loop;
end ;
/
#########CREATE TABLESPACE已经指定一个数据文件,此时表空间TEST2内有1023个数据文件。

6.查看此时文件号,相对文件号信息,对比并总结。

BYS@ bys3>select count(file_name) from dba_data_files where tablespace_name='TEST2';
COUNT(FILE_NAME)
----------------
1023
BYS@ bys3>select * from (select file_name,file_id,relative_fno from dba_data_files where tablespace_name='TEST2' order by file_id desc) where rownum<9;
FILE_NAME FILE_ID RELATIVE_FNO
-------------------------------------- ---------- ------------
/u01/oradata/bys3/test2/test1022.dbf 2050 4
/u01/oradata/bys3/test2/test1021.dbf 2049 3
/u01/oradata/bys3/test2/test1020.dbf 2048 2
/u01/oradata/bys3/test2/test1019.dbf 2047 1
/u01/oradata/bys3/test2/test1018.dbf 2046 1023
/u01/oradata/bys3/test2/test1017.dbf 2045 1022
/u01/oradata/bys3/test2/test1016.dbf 2044 1021
/u01/oradata/bys3/test2/test1015.dbf 2043 1020
8 rows selected.
通过以下查询,可以验证在一个表空间中,相对文件号RELATIVE_FNO是可以从1-1023。

当然如果表空间只有500个数据文件,假设最后一个数据文件的相对文件号和FILE_ID都是506,此时再增加新表空间,新表空间的第一个数据文件的相对文件号和FILE_ID都是507.。

相对文件号RELATIVE_FNO变为1只在数据库全库数据文件到达第1024个时发生(1023个时正常--相对文件号和FILE_ID相同)。
BYS@ bys3>select file_name,file_id,relative_fno from dba_data_files where relative_fno in(1,1022,1023);

FILE_NAME FILE_ID RELATIVE_FNO
-------------------------------------- ---------- ------------
/u01/oradata/bys3/system01.dbf 1 1
/u01/oradata/bys3/test1/test1017.dbf 1022 1022 ---生成数据文件序号顺序,
/u01/oradata/bys3/test1/test1018.dbf 1023 1023 ---可以看到相对文件号大于1023时,自动变为1--TEST1表空间的1
/u01/oradata/bys3/test1/test1019.dbf 1024 1 --FILE_ID在不断增大
/u01/oradata/bys3/test2/test1017.dbf 2045 1022 ---生成数据文件序号顺序,
/u01/oradata/bys3/test2/test1018.dbf 2046 1023 ---可以看到相对文件号大于1023时,自动变为1--TEST2表空间的1
/u01/oradata/bys3/test2/test1019.dbf 2047 1 --FILE_ID在不断增大


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7.删除实验用表空间/数据文件,恢复测试环境。

drop tablespace test1 including contents and datafiles;
drop tablespace test2 including contents and datafiles;