Oracle pctfree和pctused详解

Posted 2022-04-04 lkj371

 

   pctfree这个参数定义了一个块保留空间的百分比，保留空间是为了将来可能发生的更新操作，因为更新可能增大被更新行占用的空间，如果此时该块没有可利用空间，那么只有发生row migrate了，从而会降低I/O性能。换句话说，就是当一个块的利用率达到1-pctfree的时候，oracle就将该块从freelist中移除，不再向该块插入数据。所以说pctfree是控制什么时候将块从freelist中移除的。

    pctused这个参数控制一个块什么时候被重新启用来插入数据，例如当一个块达到1-pctfree利用率的时候，oracle停止向该块插入数据，同时从freelist移除该块，但是后来发生一些删除操作，使得该块的利用率下降，当该块的利用率降到pctused以下的时候该块就被重新启用来插入数据了，也即是将该块重新加入到freelist列表中，所以说pctused是控制什么时候将一个块重新加入freelist的。

    举个例子：比如一个块的pctfree定为10%，pctused定为40%（oracle默认设置）。那么一个块的使用率达到90%（即1-10%）的时候，oracle将该块从freelist中移除，停止使用该块来插入数据（但可更新）。后来该块上发生了一些删除操作，使得该块的利用率下降，当使用率下降到40%以下的时候，oracle重新将该块加入freelist，可用于新的插入。

 

注意：

    PCTFREE和PCTUSED的值可以在创建表时指定，也可以在创建表后用修改，但是要注意的是，修改后的值，只对修改后的数据操作有影响，对之前的无效。因为OLTP系统对数据块的DML操作会较为频繁，所以在OLTP系统中正确配置这两个属性可能会对性能有一定的提高。

    在Oracle11g中，表空间默认使用本地位图自动管理，PCTFREE的默认值是10，且无法自定义管理PCTUSED属性，除非将表空间设置为手动管理。

 

    下面是一个比较形象的比喻，大家可以参考：

    把BLOCK 想成一個水杯。侍者把水倒入放在我們面前的水杯，要多滿呢，我們要求他倒 9 分滿好了，這時候 PCTFREE 代表著設定為 10 ，意思就是說，當 BLOCK 使用到達 90% 的時候，就不可以在使用了，這個 BLOCK 應該從 FREELIST 列表中移除 (un-link) 。為何要保留 10% 的空間呢？這是為了提供 update 資料時所可能增加的空間使用，如果空間保留的太小，就容易發生 row chaining 。

PCTUSED 代表著這杯水什麼時候可以添加，假設 PCTUSED 為 40 ，代表當我們把水杯的水喝到剩下 40% 以下時，侍者就會知道需要加水了。你想想看，如果說在餐廳裡妳每喝一口水侍者就來加水，你會不會覺得很煩，對餐廳來說，也要派很多人不斷幫每桌客人加水，這生意還能做嗎？所以說， PCTUSED 代表著 re-link 回 FREELIST 的意義，如果說 PCTUSED 設的太大，例如 70 好了，代表這杯水你隨便喝一口侍者就要來加水了，這隱含的意義是，這個杯子的利用率增加，但是侍者頻繁的服務造成了負荷 (I/O Overhead) 。 PCTUSED 設小一點，例如 10 ，代表當水喝到剩下 10% 的時候 ( 如同 DELETE 事務操作 ) ，才須要放回 FREELIST ，代表可以加水了 ( 如同 INSERT 事務操作 ) 。

簡單的說，如果希望儲存空間發揮最大使用效益，可以把PCTUSED設大一點，相反的，如果想要提高IO效能，應該把PCTUSED設定小一點。

 

 

 

一、建立表时候，注意PCTFREE参数的作用

      PCTFREE：为一个块保留的空间百分比，表示数据块在什么情况下可以被insert，默认是10，表示当数据块的可用空间低于10%后，就不可以被insert了，只能被用于update；即：当使用一个block时，在达到pctfree之前，该block是一直可以被插入的，这个时候处在上升期。

      PCTUSED：是指当块里的数据低于多少百分比时，又可以重新被insert，一般默认是40,即40%，即：当数据低于40%时，又可以写入新的数据，这个时候处在下降期。

 

二、举例说明

      假设你一个块可以存放100个数据，而且PCTFREE 是10，PCTUSED是40，则：不断的向块中插入数据，如果当存放到90个时，就不能存放新的数据，这是受pctfree来控制，预留的空间是给UPDATE用的。

      当你删除一个数据后，再想插入个新数据行不行？不行，必须是删除41个，即低于40个以后才能插入新的数据的，这是受pctused来控制的。

      注意：如果表空间上启用了ASSM，在建立表的时候，只能指定PCTFREE，否则可用指定PCTFREE和PCTUSED。

             

 

三、调整pctfree与pctused
1、通过user_tables的pct_free,pct_used来查看
select a.table_name, a.pct_free, a.pct_used, a.* from user_tables a; 
说明：
pctfree表示用于保留更新操作的百分比，如果超过该值不能插入数据。
pctused表示数据所占最低百分比，如果达到pctfree时不能插入，delete后如果达到pctused才可以用来insert

 

2、如果你使用的是自动管理表空间pctused不需要设置，请参照下面的※延伸阅读
altertable tablename pctfree values;
说明：
pctfree默认是10，主要看更新的数据有多大，可以查看表的max_row_len如果很大又频繁更新可以考虑增加该值。
pctused主要看删除数据的大小，如果很大可以调大该值，如果不是很频繁可以设置小一些30-40
pctused+pctfree<90

 

3、查看自动管理表空间
select tablespace_name,segment_space_management from user_tablespaces; --segment_space_management为auto表示自动管理表空间
主要起到节省表空间的作用。

 

※延伸阅读

 

本地管理tablespace（LMT）——LMT是通过把EXTENT MANAGEMENT LOCAL子句添加到tablespace的定义句法而实现的。和原来由字典管理的tablespace（DMT）不同，LMT会将扩展管理自动化，并保持Oracle DBA不会被用来指定管理扩展大小的NEXT存储参数。这个原则唯一的例外是在NEXT和MINEXTENTS一起用在表格创建的时候。
自动段空间管理（ASSM）   ——ASSM的tablespace是通过将SEGMENT SPACE MANAGEMENT AUTO子句添加到tablespace的定义句法里而实现的。通过使用位图freelist取代传统单向的链接列表freelist，ASSM的tablespace会将freelist的管理自动化，并取消为独立的表格和索引指定PCTUSED、FREELISTS和FREELIST GROUPS存储参数的能力。

自动段空间管理(ASSM)

在920以前，表的剩余空间的管理与分配都是由连接列表freelist来完成的，因为freelist存在串行的问题，因此容易引起段头的争用与空间的浪费（其实这一点并不明显），最主要的还是因为需要DBA花费大量的精力去管理这些争用并监控表的空间利用。

自动段空间管理（ASSM），它首次出现在Oracle920里。有了ASSM，连接列表freelist被位图所取代，它是一个二进制的数组，能够迅速有效地管理存储扩展和剩余区块（free block），因此能够改善分段存储本质，ASSM表空间上创建的段还有另外一个称呼叫Bitmap Managed Segments（BMB段）

Create tablespaceleonarding
datafile ‘/ora01/oem/leonarding01.dbf ‘
size 10m
EXTENT MANAGEMENT LOCAL-- Turn on LMT
SEGMENT SPACE MANAGEMENT AUTO-- Turn on ASSM;

一旦你定义好了tablespace，那么表和索引就能够使用各种方法很容易地被移动到新的tablespace里，带有ASSM的本地管理tablespace会略掉任何为PCTUSED、NEXT和FREELISTS所指定的值。

当表格或者索引被分配到这个tablespace以后，用于独立对象的PCTUSED的值会被忽略，而Oracle9i会使用位图数组来自动地管理tablespace里表格和索引的freelist。对于在LMT的tablespace内部创建的表格和索引而言，这个NEXT扩展子句是过时的，因为由本地管理的tablespace会管理它们。但是，INITIAL参数仍然是需要的，因为Oracle不可能提前知道初始表格加载的大小。对于ASSM而言，INITIAL最小的值是三个块。

 

使用ASSM的一个巨大优势是，位图freelist肯定能够减轻缓冲区忙等待（buffer busy wait）的负担，这个问题在Oracle9i以前的版本里曾是一个严重的问题。

缓冲区不再忙等待
　　在没有多个freelist的时候，每个Oracle表格和索引在表格的头部都曾有一个数据块，用来管理对象所使用的剩余区块，并为任何SQL插入声明所创建的新数据行提供数据块。当数据缓冲内的数据块由于被另一个DML事务处理锁定而无法使用的时候，缓冲区忙等待就会发生。当你需要将多个任务插入到同一个表格里的时候，这些任务就被强制等待，而同时Oracle会在同时分派剩余的区块，一次一个。
　　有了ASSM之后，Oracle宣称显著地提高了DML并发操作的性能，因为（同一个）位图的不同部分可以被同时使用，这样就消除了寻找剩余空间的串行化。根据Oracle的测试结果，使用位图freelist会消除所有分段头部（对资源）的争夺，还能获得超快的并发插入操作
　　ASSM的局限性
　　尽管ASSM显示出了令人激动的特性并能够简化Oracle DBA的工作，但是Oracle9i的位图分段管理还是有一些局限性的：
　　
　　1.一旦DBA被分配之后，它就无法控制tablespace内部的独立表格和索引的存储行为。
　　2.大型对象不能够使用ASSM，而且必须为包含有LOB数据类型的表格创建分离的tablespace。
　　3.你不能够使用ASSM创建临时的tablespace。这是由排序时临时分段的短暂特性所决定的。
　　4.只有本地管理的tablespace才能够使用位图分段管理。
　　5.使用超高容量的DML（例如INSERT、UPDATE和DELETE等）的时候可能会出现性能上的问题。