目录
大家好,我是哪吒,最近项目有一个新的需求,
按月建表,按天分区
。
不都是分库分表吗?怎么又来个分区?
让我们一起,一探究竟,深入理解一下Oracle分区表技术,实现快速入门,丰富个人简历,提高面试level,给自己增加一点谈资,秒变面试小达人,BAT不是梦。
三分钟你将学会:
- Oracle是如何存储数据的?
- Oracle分区是什么?
- 何时分区?
- 分区表的分类都有哪些?
- Oracle分区技术实战演练
一、Oracle是如何存储数据的?
1、逻辑存储与物理存储
在国企或者一线大厂,一般都会选择使用Oracle数据库,程序通过mybatis等持久层框架访问Oracle数据库,指定表空间,表空间内包含若干张表,表中存有行数据,行数据以行片段的形式存储在数据库块中,① 当插入的行太大,无法装入单个块时;② 或因为更新的缘故,导致现有行超出了当前空间时 -> 就会发生整个行不存储在一个位置的情况。
Oracle在逻辑上将数据存储在表空间中,在物理上将数据存储在数据文件中。
表空间包括若干个数据文件,这些表空间使用与运行Oracle软件的操作系统一致的物理结构。数据库的数据存储在构成数据库表空间的数据文件中。
临时文件是一个临时表空间的文件;它是通过TEMPFILE选项创建的。临时表空间不包含表,通常用于排序。
2、进一步分析它们之间的关系
- 数据库包含若干个表空间(逻辑存储单元);
- 每一个表空间包含很多的Oracle 逻辑数据块,逻辑数据块的大小一般在2 KB 至32 KB,默认8 KB;
- Oracle 数据块是逻辑I/O的最小单位;
- 特定数目的相邻逻辑块构成了“区”;
- 特定逻辑结构分配的一组区构成了一个段;
3、Oracle逻辑数据块
数据库块包含块头、行数据、可用空间。
(1)块头
块头包含段类型(如表或索引)、数据块地址、表目录、行目录和事务处理插槽。
每个插槽的大小为24 字节,修改块中的行时会使用这些插槽。
(2)行数据
块中行的实际数据。
(3)可用空间
可用空间位于块的中部,允许头和行数据空间在必要时进行增长。当插入新行或用更大的值更新现有行的列时,行数据会占用可用空间。
(4)致块头增长的原因有:
- 行目录需要更多的行条目;
- 需要的事务处理插槽数多于最初配置的数目;
块中的可用空间最初是相邻的。但是,删除和更新操作可能会使块中的可用空间变成碎片,需要时Oracle 服务器会接合块中的空闲空间。
二、Oracle分区表技术
分区是指表和索引可以被分成若干个部分,它们拥有相同的逻辑属性和数据结构。所有分区的字段和索引都是一样的。
分区表是将表数据分为若干个可以被单独管理的片,每个片就是一个分区,分一个分区都可以拥有自己的物理属性,比如表空间、事务槽、存储参数、最小区段数等,通过建分区语句指定,提升可用性和存储效率。
每个分区可以被单独管理,降低管理成本和备份成本,提高容错率,避免“一荣既荣,一损俱损”的问题。
1、分区表的优缺点
(1)优点
- 可以通过指定分区提高查询性能;
- 提高容错率,避免“一荣既荣,一损俱损”的问题;
- 降低管理成本;
- 降低备份成本;
(2)缺点
普通表和分区表不能直接转换,可以通过数据迁移,再重命名的方式实现,需要重建约束、索引,在创建表时可以添加关键字“parallel compress”并行执行,提高效率,下面会通过SQL实例介绍。
2、何时分区?
单表的数据量如果过大,会影响SQL的读写性能,我们可以通过分库分表的方式解决表性能的问题,Oracle的分区表是将一张大表在物理上分成几个较小的表,从逻辑上看仍然是一张完整的表。这样,每次DML操作只考虑其中一张分区表即可。
那么,临界点是多少呢?
- 数量量超过500万且空间占用超过2GB的时候
必须分区
; - 数量量高于100万,低于500万时建议分区;
注意:单个分区的数据可以超过500万,但存储空间不建议超过2GB。
三、分区相关的数据字典
根据数据字典表的前缀不同,可查询的内容及权限有所差异:
- DBA_开头:需要DBA权限,查询全库内容;
- ALL_开头:查询当前用户权限下的内容;
- USER_开头:查询当前用户下的内容;
以下是分区表的一些相关字典表,前缀是“DBA_”、“ALL_”、“USER_”;
- 分区表信息字典表:*_PART_TABLES;
- 分区信息字典表:*_TAB_PARTITIONS;
- 子分区信息字典表:*_TAB_SUBPARTITIONS;
- 分区表的分区字段信息字典表:*_PART_KEY_COLUMNS;
四、分区表的分类
1、范围分区
将数据基于范围映射到每一个分区,这个范围是由创建分区表时指定的分区键决定。
一般选取id或者时间作为范围分区的分区键。
(1)按月建表,按天分区
createtable WORKER_202301
(
id VARCHAR2(100)notnull,
name VARCHAR2(200),
technology VARCHAR2(100),
save_date DATE)partitionby range (SAVE_DATE)(partition WORKER20230129 values less than (TO_DATE('2023-01-30 00:00:00','SYYYY-MM-DD HH24:MI:SS','NLS_CALENDAR=GREGORIAN'))tablespace MYSPACE
pctfree 10
initrans 1
maxtrans 255
storage
(
initial 80K
minextents 1
maxextents unlimited
),partition WORKER20230130 values less than (TO_DATE('2023-01-31 00:00:00','SYYYY-MM-DD HH24:MI:SS','NLS_CALENDAR=GREGORIAN'))tablespace MYSPACE
pctfree 10
initrans 1
maxtrans 255
storage
(
initial 80K
minextents 1
maxextents unlimited
));createindex IDX_WORKER_ID202301 on WORKER_202301 (ID)local;createindex IDX_WORKER_ID_NAME202301 on WORKER_202301 (ID, NAME)local;
(2)建表语句分析
- NLS_CALENDAR=GREGORIAN:用于指定Oracle所使用的日历体系,其取值为Arabic Hijrah、English Hijrah、Gregorian、Japanese Imperial、Persian、ROC Official、Thai Buddha。
- tablespace:指定表空间;
- pctfree:块保留10%的空间留给更新该块数据使用
- initrans:初始化事务槽的个数;
- maxtrans:最大事务槽的个数;
- storage:存储参数
- initial:区段(extent)一次扩展64k
- minextents:最小区段数
- maxextents unlimited:最大区段无限制
每个块都有一个块首部。这个块首部中有一个事务表。事务表中会建立一些条目来描述哪些事务将块上的哪些行/元素锁定。这个事务表的初始大小由对象的INITRANS
设置指定。对于表,这个值默认为2(索引的INITRANS 也默认为2)。事务表会根据需要动态扩展,最大达到MAXTRANS
个条目(假设块上有足够的自由空间)。所分配的每个事务条目需要占用块首部中的23~24 字节的存储空间。注意,对于Oracle
10g,MAXTRANS 则会忽略,所有段的MAXTRANS 都是255。由于oracle块里有一个PCT_free的概念,即oracle会预留块大小的10%作为缓冲,当修改oracle的事务增加时,事务槽向下增长,当更新oracle块的数据时,数据向上增长,PCT_free的空间被压缩。
local索引是针对单个分区表的索引;
在对分区表进行维护操作时需检查索引是否失效,索引失效除了会导致查询慢,还会导致数据写入失败,在ALTER TBALE语法中也可以添加关键字“UPDATE INDEXES”避免维护表时索引失效。
(3)插入三条数据
insertinto worker_202301 (id,name,technology,save_date)values('1','哪吒','java',to_date('2023/1/29 22:45:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202301 (id,name,technology,save_date)values('2','云韵','java',to_date('2023/1/29 22:46:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202301 (id,name,technology,save_date)values('3','美杜莎','Python',to_date('2023/1/30 00:45:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));
(4)查询指定分区
select*from worker_202301
partition(WORKER20230129);
跨分区查询时,查询每个分区的数据后使用UNION ALL关键字做集合查询,提高查询效率。
(5)添加分区
ALTERTABLE worker_202301
ADDPARTITION WORKER20230131
VALUES LESS THAN
(TO_DATE(' 2023-02-01 00:00:00','SYYYY-MM-DD HH24:MI:SS','NLS_CALENDAR=GREGORIAN'));
(6)删除分区
ALTERTABLE worker_202301
DROPPARTITION WORKER20230131;
2、列表分区
(1)列表分区适用于一个字段只有固定的几个值,比如类型、月份、课程等。
createtable WORKER_202302
(
id VARCHAR2(100)notnull,
name VARCHAR2(200),
technology VARCHAR2(100),
save_date DATE)partitionby list (technology)(partition technology_java values('java'),partition technology_python values('python'),partition technology_c values('c'));createindex IDX_WORKER_ID202301 on WORKER_202301 (ID)local;createindex IDX_WORKER_ID_NAME202301 on WORKER_202301 (ID, NAME)local;
(2)插入三条数据
insertinto worker_202302 (id,name,technology,save_date)values('1','哪吒','java',to_date('2023/2/1 22:45:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202302 (id,name,technology,save_date)values('2','云韵','java',to_date('2023/2/1 22:46:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202302 (id,name,technology,save_date)values('3','美杜莎','python',to_date('2023/2/2 00:45:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));
(3)查询列表分区数据
(4)如果一个分区的数据量不大,可以合并分区
createtable WORKER_202303
(
id VARCHAR2(100)notnull,
name VARCHAR2(200),
technology VARCHAR2(100),
save_date DATE)partitionby list (technology)(partition technology_java values('java','python'),partition technology_c values('c','c++'));
3、哈希分区
范围分区和列表分区都是使用某一个字段进行分区,此字段的分区度大才行,但也会产生诸多问题,比如上述的按技术列表分区,现阶段,Java开发人员明显高于C,此时就会导致分区不均匀的问题。
此时,hash分区闪亮登场,hash分区的好处是让分区更均匀一些。
(1)上面的诸多参数都可以省略。
createtable WORKER_202304
(
id VARCHAR2(100)notnull,
name VARCHAR2(200),
technology VARCHAR2(100),
save_date DATE)partitionbyhash(id)(partition worker_id_1,partition worker_id_2,partition worker_id_3,partition worker_id_4,);
此时,插入200条数据,id从1到200,验证一下是否均匀。数据条数分别是51、55、61、33。
(2)何时使用hash分区?
- 分区键的值最好是连续的;
- 分区数量最好是2的n次方,对hash运算更加友好;
(3)添加hash分区:
ALTERTABLE worker_202304
ADDPARTITION worker_id_5;
刚创建好分区,worker_id_5就有数据了,why?匪夷所思。
添加分区时,所有数据会重新计算hash值,重新分配到不同的分区表中。
(4)不可以删除hash分区
4、范围列表组合分区
(1)建表语句
createtable WORKER_202305
(
id VARCHAR2(100)notnull,
name VARCHAR2(200),
technology VARCHAR2(100),
save_date DATE)partitionby range (SAVE_DATE) SUBPARTITION BY LIST (technology)(partition WORKER20230529 values less than (TO_DATE(' 2023-05-30 00:00:00','SYYYY-MM-DD HH24:MI:SS','NLS_CALENDAR=GREGORIAN'))(
SUBPARTITION technology_java_29 values('java'),
SUBPARTITION technology_python_29 values('python'),
SUBPARTITION technology_c_29 values('c')),partition WORKER20230530 values less than (TO_DATE(' 2023-05-31 00:00:00','SYYYY-MM-DD HH24:MI:SS','NLS_CALENDAR=GREGORIAN'))(
SUBPARTITION technology_java_30 values('java'),
SUBPARTITION technology_python_30 values('python'),
SUBPARTITION technology_c_30 values('c')));
(2)插入8条数据
insertinto worker_202305 (id,name,technology,save_date)values('101','哪吒','java',to_date('2023/5/29 22:45:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202305 (id,name,technology,save_date)values('102','云韵','java',to_date('2023/5/29 22:46:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202305 (id,name,technology,save_date)values('103','美杜莎','java',to_date('2023/5/29 00:45:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202305 (id,name,technology,save_date)values('104','哪吒','java',to_date('2023/5/29 22:45:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202305 (id,name,technology,save_date)values('105','云韵1','python',to_date('2023/5/30 22:46:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202305 (id,name,technology,save_date)values('106','美杜莎1','python',to_date('2023/5/30 00:45:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202305 (id,name,technology,save_date)values('107','哪吒1','python',to_date('2023/5/30 22:45:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202305 (id,name,technology,save_date)values('108','云韵1','python',to_date('2023/5/30 22:46:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));
(3)查询分区数据
selectcount(1)from worker_202305 PARTITION(WORKER20230529);//4条 okselectcount(1)from worker_202305 PARTITION(WORKER20230530);//4条 okselectcount(1)from worker_202305 SUBPARTITION (TECHNOLOGY_JAVA_29);//4条 okselectcount(1)from worker_202305 SUBPARTITION (TECHNOLOGY_JAVA_30);//0条 ok
(4)添加主分区
ALTERTABLE worker_202305 ADDPARTITION WORKER20230531 values less than (TO_DATE(' 2023-06-1 00:00:00','SYYYY-MM-DD HH24:MI:SS','NLS_CALENDAR=GREGORIAN'))(
SUBPARTITION technology_java_31 values('java'),
SUBPARTITION technology_python_31 values('python'),
SUBPARTITION technology_c_31 values('c'))
为WORKER20230529添加子分区technology_go_29:
ALTERTABLE worker_202305
MODIFYPARTITION WORKER20230529
ADD SUBPARTITION technology_go_29 values('go');
(5)删除子分区
ALTERTABLE worker_202305
DROP SUBPARTITION technology_go_29;
5、范围哈希组合分区
(1)建表语句
createtable WORKER_202306
(
id VARCHAR2(100)notnull,
name VARCHAR2(200),
technology VARCHAR2(100),
save_date DATE)partitionby range (SAVE_DATE) SUBPARTITION BYHASH(id)(partition WORKER20230628 values less than (TO_DATE(' 2023-06-29 00:00:00','SYYYY-MM-DD HH24:MI:SS','NLS_CALENDAR=GREGORIAN'))(
SUBPARTITION worker_id_1,
SUBPARTITION worker_id_2,
SUBPARTITION worker_id_3,
SUBPARTITION worker_id_4
),partition WORKER20230629 values less than (TO_DATE(' 2023-06-30 00:00:00','SYYYY-MM-DD HH24:MI:SS','NLS_CALENDAR=GREGORIAN'))(
SUBPARTITION worker_id_5,
SUBPARTITION worker_id_6,
SUBPARTITION worker_id_7,
SUBPARTITION worker_id_8
));
(2)插入10条数据
insertinto worker_202306 (id,name,technology,save_date)values('101','哪吒','java',to_date('2023/6/28 22:45:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202306 (id,name,technology,save_date)values('102','云韵','java',to_date('2023/6/28 22:46:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202306 (id,name,technology,save_date)values('103','美杜莎','java',to_date('2023/6/28 00:45:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202306 (id,name,technology,save_date)values('104','哪吒','java',to_date('2023/6/28 22:45:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202306 (id,name,technology,save_date)values('105','云韵1','python',to_date('2023/6/29 22:46:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202306 (id,name,technology,save_date)values('106','美杜莎1','python',to_date('2023/6/29 00:45:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202306 (id,name,technology,save_date)values('107','哪吒1','python',to_date('2023/6/29 22:45:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202306 (id,name,technology,save_date)values('108','云韵1','python',to_date('2023/6/29 22:46:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202306 (id,name,technology,save_date)values('109','云韵1','python',to_date('2023/6/29 22:46:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202306 (id,name,technology,save_date)values('110','云韵1','python',to_date('2023/6/29 22:46:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));
(3)查询分区数据
selectcount(1)from worker_202306 PARTITION(WORKER20230628);selectcount(1)from worker_202306 PARTITION(WORKER20230629);selectcount(1)from worker_202306 SUBPARTITION (worker_id_1);selectcount(1)from worker_202306 SUBPARTITION (worker_id_2);selectcount(1)from worker_202306 SUBPARTITION (worker_id_5);selectcount(1)from worker_202306 SUBPARTITION (worker_id_6);
由于hash分区的缘故,数据分布不均匀。
6、列表哈希组合分区
(1)建表语句
createtable WORKER_202307
(
id VARCHAR2(100)notnull,
name VARCHAR2(200),
technology VARCHAR2(100),
save_date DATE)partitionby list (technology) SUBPARTITION BYHASH(id)(partition technology_java values('java')(
SUBPARTITION worker_id_1,
SUBPARTITION worker_id_2,
SUBPARTITION worker_id_3,
SUBPARTITION worker_id_4
),partition technology_python values('python')(
SUBPARTITION worker_id_5,
SUBPARTITION worker_id_6,
SUBPARTITION worker_id_7,
SUBPARTITION worker_id_8
));
(2)插入10条数据
insertinto worker_202307 (id,name,technology,save_date)values('101','哪吒','java',to_date('2023/7/28 22:45:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202307 (id,name,technology,save_date)values('102','云韵','java',to_date('2023/7/28 22:46:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202307 (id,name,technology,save_date)values('103','美杜莎','java',to_date('2023/7/28 00:45:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202307 (id,name,technology,save_date)values('104','哪吒','java',to_date('2023/7/28 22:45:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202307 (id,name,technology,save_date)values('105','云韵1','python',to_date('2023/7/29 22:46:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202307 (id,name,technology,save_date)values('106','美杜莎1','python',to_date('2023/7/29 00:45:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202307 (id,name,technology,save_date)values('107','哪吒1','python',to_date('2023/7/29 22:45:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202307 (id,name,technology,save_date)values('108','云韵1','python',to_date('2023/7/29 22:46:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202307 (id,name,technology,save_date)values('109','云韵1','python',to_date('2023/7/29 22:46:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));insertinto worker_202307 (id,name,technology,save_date)values('110','云韵1','python',to_date('2023/7/29 22:46:19','yyyy-MM-dd hh24:mi:ss'));
(3)查询分区数据
selectcount(1)from worker_202307 PARTITION(technology_java);selectcount(1)from worker_202307 PARTITION(technology_python);selectcount(1)from worker_202307 SUBPARTITION (worker_id_1);selectcount(1)from worker_202307 SUBPARTITION (worker_id_2);selectcount(1)from worker_202307 SUBPARTITION (worker_id_5);selectcount(1)from worker_202307 SUBPARTITION (worker_id_6);
五、对已有表进行分区
1、先创建一张表,再插入200条数据。
createtable WORKER_202308
(
id number notnull,
name VARCHAR2(200),
technology VARCHAR2(100),
save_date DATE)
2、创建一张新表,建一个范围分区
createtable WORKER_202308_tab
(
id number notnull,
name VARCHAR2(200),
technology VARCHAR2(100),
save_date DATE)partitionby range (id)(partition WORKER1 values less than (201));
3、把原表数据插入到新表
select*from WORKER_202308;select*from WORKER_202308_tab;ALTERTABLE WORKER_202308_tab
EXCHANGE PARTITION WORKER1
WITHTABLE WORKER_202308
WITHOUT VALIDATION;
成功转移。
4、删除原表、新表改名
DROPTABLE WORKER_202308;RENAME WORKER_202308_tab TO WORKER_202308;
5、将一个分区拆分成多个分区,分区界限元素必须是一个:字符串,日期时间或间隔文字。
AT括号内不能是字段名称,改为数字即可。
ALTERTABLE WORKER_202308
SPLIT PARTITION WORKER1 AT (180)INTO(PARTITION WORKER2,PARTITION WORKER3);
注意:不能修改分区列的数据类型
通过sql查询验证分区是否成功。
SELECT*FROM USER_TAB_PARTITIONS
WHERE TABLE_NAME='WORKER_202309';
通过sql查询分区数据:
selectcount(1)from WORKER_202309
PARTITION(WORKER1);//分区不存在 okselectcount(1)from WORKER_202309
PARTITION(WORKER2);//179条数据 okselectcount(1)from WORKER_202309
PARTITION(WORKER3);//21条数据 ok
6、截断分区
截断分区是指删除某个分区中的数据,并不会删除分区,也不会删除其它分区中的数据。
ALTERTABLE WORKER_202309
TRUNCATEPARTITION WORKER3;
7、合并分区
ALTERTABLE WORKER_202309
MERGE PARTITIONS WORKER2,WORKER3
INTOPARTITION WORKER3 ;
六、小结
使用Oracle这么久,第一次系统的了解Oracle的存储结构,
Oracle -> 表空间 -> 段 -> 区 -> 逻辑数据块
。
了解了Oracle分区表技术适用于哪些场景、何时分区、分区表的分类,并通过SQL实例进行了实战演练。
Java学习路线总结,搬砖工逆袭Java架构师
10万字208道Java经典面试题总结(附答案)
Java基础教程系列
Java高并发编程系列
数据库进阶实战系列
既然有MySQL了,为什么还要有MongoDB?
一次线上事故,我顿悟了MongoDB的精髓
版权归原作者 哪 吒 所有, 如有侵权,请联系我们删除。