数字化信息平台Oracle数据库空闲碎片整合

邢姝

大庆油田有限责任公司第九采油厂数字化运维中心  邮编：163000

摘要：为了充分解决传统工作中随着数据量增加吞吐量减少的问题，造成数据无法快速恢复等问题，提出一种Oracle数据库碎片整合技术。对此，本文介绍了空闲碎片形成机理，提出了Oracle数据库碎片整合策略，并开展仿真实验工作，结果显示，该方法整体整合效果良好。

关键词：Oracle数据库；在空闲碎片；整合策略

前言：当前，信息技术快速发展，推动社会朝着大数据时代方向发展。通过相关研究结果显示，Oracle数据库中空闲数据在整体储存数据的占比超出60%，并且在时间不断推移过程中，空闲数据也持续增多。基于数据量快速增加背景下，碎片数据整合计数是强化数据库的空间效率关键技术[1]。

1空闲碎片形成机理

表空间产生一段之后，在表空间的有效自由空间是该段初始阶段的分配空间。初始阶段数据储量达到最大限制后，段请求在其他区域开展数据储存工作，不断拓展，或是表空间中没有自由空间。段中所有数据均处于相邻状态，确定数据就能够节省指针。但是段中部分区域较为复杂，缺乏有利技术为数据在区域中的邻接保存提供保障。基于达到空间规范标准条件，Oracle数据库无法合并相邻空间内容，通常选择最大适配方法，即采用空闲最大值部分，以充分获得较小的、离散的以及增多的空闲内容，即碎片。

对于表空间，空闲碎片主要是表空间的邻接空闲数据集合，撤销某段之后，会对其中区进行空闲部分标识处理。此部分并非始终合并相邻空闲，二者之间会始终保持良好界限。

若是不合并空闲碎片，则基于Oracle数据库的下空间将请求发出的条件，Oracle数据库不会整合邻近空闲碎片。因此，通常会采用表空间后面更大空闲区，并不会选择靠前较小空间区域。最终因为没有对空间进行充分使用，使得表空间形成“速度颠簸”问题。上述过程能够可能造成Oracle数据库的理想分配状况与空间分配状况产生较大差异。同时，碎片化还会导致数据呈现分散分布状况，在Oracle数据库开展数据存取操作过程中，磁头会快速移动，严重影响系统性能。在空闲区中虽然能够在后台开展周期性合并操作，但是无法对全部空闲区展开自动整合处理，使得一些表空间价值无法充分发挥出来[2]。

基于理想表空间，各个数据库通过独立区域进行保存，另外，可用空间都保持在连续、较大区域中，在寻找某数据对象的储存空间过程中，不仅需要获得足够储存空间，同时在回收过程中最小化地循环调用量。

2 Oracle数据库碎片整合策略

结合Oracle数据库碎片产生原因以及现有整合技术，设计Oracle数据库整合方法过程中，主要是在已有在线分段收缩高水位技术整合Oracle数据库数据库，另外，整合Oracle数据库碎片的整理流程，在碎片收集、整理以及通知等方面自动化设计Oracle数据库的整合技术。功能需求如下：

（1）采集单元。要求该单元能够自动化分析Oracle数据库已有表格，开展分析工作时，借助对应用户碎片率以及大小开展控制，对象用户最终输出值低于碎片率、同时在该达标数据以内的数据开展参数记录工作。进行采集单元设计过程中，应该对相关参数可配置进行分析，借助配置完成人工操作收集规则以及输出结果，配置参数涵盖规模大小、用户表名以及段集合等，借助此类参数控制能够针对各用户表格，向下步收缩单元输出特定碎片化参数[3]。

（2）收缩单元。选择在线分段收缩高水位技术收缩处理相应碎片，实现过程为：

①迁移碎片表。②备份数据以及结构。此环节通过临时表收集所需数据，选择命令操作。③在线段收缩。此环节主要涵盖以下流程：第一，将原表删除，选择命令操作。第二，还原表，选择命令操作。第三，重建索引，选择命令操作。④表分析。⑤对执行过程分析，生成执行日志。

通过上述流程能够更改HWM数值，进而在有效信息段位收缩背景，整合以及优化碎片空间，充分强化数据库空间利用率以及访问性能。

（3）通知单元。为了实现碎片的自动化整合流程，流程执行均选择工具脚本实现，因此对整合过程进行最终完成时，应该设置通知单元，借助通知单元对收缩单元执行日志进行扫描，输出短信向管理人员以及联系人发送通知，进而对碎片整合进行自动化整合。借助该方法建立脚本工具，进而对碎片采集、日志管理进行自动化处理。

3仿真实验

为了对碎片整合方案可行性以及有效性进行验证，根据相应方法建立仿真环境，通过Oracle数据库开展仿真实验，建立碎片整理、数据表以及生成碎片表等方面开展验证分析工作。

3.1数据表以及生成碎片表

第一，为了获得良好测试环境，基于Oracle数据库建立数据表，同时借助脚本对表开展数据处理，数据行数在1382万左右，数据量在1.56G左右，BLOCKS数量在2万个左右，单个BLOCKS主要是8K，根据安装参数进行确定，对这张表进行全表扫描，能够发现相应COST是55381，见下图。

图1数据生成结果

插入数据之后，通过数据库对DELETE命令有效执行，删除表的数据，形成碎片，之后全表扫描，查询数据虽然是0条，然而查询TIME、COST并未发生变化，如此，即为实验测试提供良好碎片环境。

3.2自动化整理碎片数据

收集碎片数据，该模块完成执行操作后，获得仿真条件碎片数据，同时转化为制定格式向后续单元输入。另外，借助Oracle数据库的管理工具进行查看，收集工作结束后，碎片表即进入到今日碎片整合列表中。见下图。

图2整合列表

在列表中，通过整合单元处理碎片数据，进而压缩处理碎片表收段。收集单元完成操作后，系统会结合整合列表任务信息，自动执行收缩单元以及校验单元，最终结果显示整合成功[4]。

检查执行完成结果，借助命令对操作日志进行检查，数据表中信息由20多万BLOCKS减少至8个。对相应cost数据进行检查，发现整个系统cost信息由5万多减少的2个，并且time也减少至对应1。体现出手段压缩较为成功，碎片高质量、高效率完成整合。

3.3通知单元实验

通知单元仿真实验，可以按照部署生产营销环境之后的脚本执行状况进行。同时通知单元能够产生相关报表，碎片整合状况报表数据见下图。

图3通知单元报表信息

结语：综上所述，本文设计一种Oracle数据库的碎片化信息整合策略。通过仿真测试能够发现，系统cost信息由5万多减少的2个，数据通知报表信息明确，可以促使Oracle数据库快速恢复，可以有效实现误差控制，针对空闲碎片具有良好整合效果，可以开展应用推广工作。

参考文献：

[1]李靖, 王林飞, 闫浩飞. 基于Oracle数据库的航磁异常自动渲染技术[J]. 物探与化探, 2020(01):6-6.

[2]刘军. 一种ORACLE数据库系统以及DataGuard环境部署方法和数据库切换方法: 人民邮电出版社, CN112764967A[P]. 2021.

[3]熊学锋、彭小庆、曹鑫. 基于改进ORM的Oracle数据库异构资源整合方法研究[J]. 电子设计工程, 2020, 28(21):5-5.

[4]冯燕茹, 潘志安, 贾琴琴,等. 以人才培养目标为导向的Oracle数据库差异化教学实践[J]. 教育教学论坛, 2019, (10):136-137.