Oracle 数据块结构深度

适用版本：Oracle Database 10g / 11g / 12c / 19c / 23ai 文档版本：v1.0 / 2026-07

1. 概述

Oracle 数据块是最小 I/O 单位[1]：

结构：

块头
表目录
行目录
行数据
空闲空间

2. 块大小

2.1 标准

- 默认 8K
- 2K / 4K / 8K / 16K / 32K
- db_block_size 参数

2.2 非标准

-- 多块大小
ALTER SYSTEM SET db_16k_cache_size = 1G;

CREATE TABLESPACE ts_16k BLOCKSIZE 16K;

2.3 选择

大小	适用
2K/4K	OLTP
8K	通用
16K/32K	数据仓库

3. 块结构

3.1 块头

- 块类型
- 块地址
- SCN
- ITL（Interested Transaction List）
- 块校验

3.2 表目录

- 块所属表
- 多表共享块（Cluster）

3.3 行目录

- 行位置
- 行长度
- 行状态

3.4 行数据

- 列数据
- 行头
- 列长度

3.5 空闲空间

- 未使用空间
- 增长预留

4. ITL（Interested Transaction List）

4.1 作用

- 事务锁信息
- 块上未提交事务
- 一致性读

4.2 配置

CREATE TABLE t (...) 
  INITRANS 10 
  MAXTRANS 255;

4.3 等待

- ITL 满 → 行锁等待
- ORA-00054（资源忙）

详细见：Oracle 事务与锁机制。

5. PCTFREE / PCTUSED

5.1 PCTFREE

CREATE TABLE t (...) PCTFREE 20;
-- 预留 20% 给 UPDATE

5.2 PCTUSED

CREATE TABLE t (...) PCTUSED 40;
-- 低于 40% 才能再插入

5.3 调整

场景	PCTFREE	PCTUSED
OLTP 频繁更新	高（30-40）	低（40-50）
仓库只读	低（5-10）	高（80-90）
默认	10	40

6. 行迁移

6.1 原因

- UPDATE 行变长
- 块空间不足
- 行迁到新块
- ROWID 不变
- 增加 I/O

6.2 检测

ANALYZE TABLE t COMPUTE STATISTICS;

SELECT 
  table_name, 
  chain_cnt,
  ROUND(chain_cnt / num_rows * 100, 2) AS pct_chained
FROM user_tables
WHERE chain_cnt > 0;

6.3 处理

-- 1. 增大 PCTFREE
ALTER TABLE t PCTFREE 30;

-- 2. 重建
ALTER TABLE t MOVE;

-- 3. 导入导出
expdp/impdp

7. 行链接

7.1 原因

- 行大于块大小
- LONG / LOB
- 多块链接

7.2 处理

- 增大块大小
- 表空间 16K / 32K
- LOB 独立段

8. HWM（High Water Mark）

8.1 概念

- 表使用过的最大块
- 全表扫描到 HWM
- DELETE 不降低

8.2 查看

SELECT 
  blocks, 
  empty_blocks, 
  num_rows
FROM user_tables
WHERE table_name = 'T';

8.3 降低

-- 10g+
ALTER TABLE t SHRINK SPACE;

-- 或
ALTER TABLE t MOVE;

详细见：Oracle 高水位线 HWM 详解。

9. Extent 分配

9.1 类型

- Dictionary Managed（旧）
- Locally Managed（LMT）
  - Uniform
  - Autoallocate

9.2 LMT

CREATE TABLESPACE ts 
  DATAFILE '/u01/oradata/ts01.dbf' SIZE 100M
  EXTENT MANAGEMENT LOCAL AUTOALLOCATE
  SEGMENT SPACE MANAGEMENT AUTO;

9.3 Uniform

CREATE TABLESPACE ts 
  DATAFILE '...' SIZE 100M
  EXTENT MANAGEMENT LOCAL UNIFORM SIZE 1M;

10. Segment

10.1 类型

Table
Index
Cluster
Lob
LobIndex
Temporary
Rollback/Undo

10.2 管理

-- 自动
SEGMENT SPACE MANAGEMENT AUTO

-- 手动（旧）
FREELIST

11. ASSM（Automatic Segment Space Management）

11.1 特性

- 位图管理空闲
- 替代 FREELIST
- 减少热点
- 自动

11.2 启用

CREATE TABLESPACE ts 
  DATAFILE '...' 
  SEGMENT SPACE MANAGEMENT AUTO;

12. 块转储

12.1 转储

ALTER SYSTEM DUMP DATAFILE 1 BLOCK 100;

12.2 查看

# trace 文件
$ORACLE_BASE/diag/rdbms/.../trace/

12.3 内容

- 块头
- ITL
- 行数据
- 校验

13. 块恢复

13.1 RMAN

RMAN> BLOCKRECOVER DATAFILE 1 BLOCK 100, 101;
RMAN> BLOCKRECOVER CORRUPTION LIST;

13.2 V$DATABASE_BLOCK_CORRUPTION

SELECT * FROM v$database_block_corruption;

详细见：Oracle DBMS_REPAIR 修复损坏块。

14. 监控

14.1 链行

SELECT name, value FROM v$sysstat 
WHERE name LIKE 'table fetch%continued row%';

14.2 块等待

SELECT event, total_waits, time_waited
FROM v$system_event
WHERE event LIKE 'buffer busy%' OR event LIKE 'read%';

14.3 I/O

SELECT 
  phyrds, phywrts, phyblkrd, phyblkwrt
FROM v$filestat;

15. 常见坑与排错

15.1 ORA-01578

- 块损坏
- RMAN 恢复
- DBMS_REPAIR

15.2 行迁移多

- 增大 PCTFREE
- 重建表
- SHRINK

15.3 HWM 高

- SHRINK
- MOVE
- 在线重定义

16. 最佳实践

块大小选择：场景
PCTFREE 调整：更新模式
ASSM：自动
LMT：现代
监控行迁移：性能
SHRINK HWM：空间
ITL 足够：并发
RMAN 块恢复：损坏
块转储：诊断
文档化：配置

17. 参考资料

[1] Oracle Database Concepts 19c, “Data Blocks” https://docs.oracle.com/en/database/oracle/oracle-database/19/cncpt/logical-storage-structures.html