探究 Oracle 高水位對數據庫性能影響1
大家好！我是來自雲和恩墨的陳龍，目前主要負責Oracle技術支持工作。在我開始學習Oracle 的時候就聽eygle老師說過，要想學好技術，一定要要多做實驗，多做學習記錄，理論與實踐相結合，才能真正理解吸收那些知識，所以今天我想分享一下對Oracle高水位線與SQL訪問性能相關性的研究體會。談不上很深入的研究，只是想與大家分享我的Oracle學習過程，希望能與大家交流進步。之所以分享這個學習內容，是因為在我曾經經歷的一些優化項目中，遇到由於高水位導致SQL訪問性能下降的問題，這促使我想更深入的去理解：什么是高水位線？ 高水位到底會帶來哪些影響？ 應該怎樣更好的解決高水位帶來的問題？在開始深入分析之前，讓我們先來了解一下高水位線HWM。
1 HWM的基本原理（概念）在Oracle中，高水位線（High-warter mark, HWM）被用來形容數據塊的使用位置，即說明那些塊是已經被使用的，那些沒有。在創建一個新的表時，Oracle 就會為這個對象分配一個段。在這個段中，第一個區的第一個塊在創建時就會被分配存儲一些表頭信息。高水位的管理機制在MSSM和ASSM中不同，下面分別介紹這兩種管理機制：手動段空間管理（MSSM）在以往的手動段空間管理中（MSSM），高水位標記HWM, 一個段分成三部分，header block，used block(row data),unused block，其中used block和unused block之間的分界線就是高水位標記HWM，當進行全表掃描的時候，會掃描到HWM下的所有數據塊，即使used block中很多數據被刪除了，全表掃描還是以HWM為准。當插入insert時，freelist中沒有空閑塊，HWM會向上移動，但是只會向上移動，不會自動收縮，即使delete大量數據，導致HWM下有很多空閑塊。如下圖：
2 HWM 演示過程（上）原理描述完了，那么現在我們來測試一下，驗證之前我們所描述的部分。我們先從MSSM管理的方式開始：
大家好！我是來自雲和恩墨的陳龍，目前主要負責Oracle技術支持工作。在我開始學習Oracle 的時候就聽eygle老師說過，要想學好技術，一定要要多做實驗，多做學習記錄，理論與實踐相結合，才能真正理解吸收那些知識，所以今天我想分享一下對Oracle高水位線與SQL訪問性能相關性的研究體會。談不上很深入的研究，只是想與大家分享我的Oracle學習過程，希望能與大家交流進步。之所以分享這個學習內容，是因為在我曾經經歷的一些優化項目中，遇到由於高水位導致SQL訪問性能下降的問題，這促使我想更深入的去理解：什么是高水位線？ 高水位到底會帶來哪些影響？ 應該怎樣更好的解決高水位帶來的問題？在開始深入分析之前，讓我們先來了解一下高水位線HWM。
1 HWM的基本原理（概念）在Oracle中，高水位線（High-warter mark, HWM）被用來形容數據塊的使用位置，即說明那些塊是已經被使用的，那些沒有。在創建一個新的表時，Oracle 就會為這個對象分配一個段。在這個段中，第一個區的第一個塊在創建時就會被分配存儲一些表頭信息。高水位的管理機制在MSSM和ASSM中不同，下面分別介紹這兩種管理機制：手動段空間管理（MSSM）在以往的手動段空間管理中（MSSM），高水位標記HWM, 一個段分成三部分，header block，used block(row data),unused block，其中used block和unused block之間的分界線就是高水位標記HWM，當進行全表掃描的時候，會掃描到HWM下的所有數據塊，即使used block中很多數據被刪除了，全表掃描還是以HWM為准。當插入insert時，freelist中沒有空閑塊，HWM會向上移動，但是只會向上移動，不會自動收縮，即使delete大量數據，導致HWM下有很多空閑塊。如下圖：
第一個區的第一個塊就稱為段頭(SEGMENT HEADE),段頭中就儲存了一些信息,基中HWM的信息就存儲在此。此時,因為第一個區的第一塊用於存儲段頭的一些信息，雖然沒有存儲任何實際的記錄,但也算是被使用,此時HWM是位於第2個塊當我們不斷插入數據到PM_USER后,第1個塊已經放不下后面新插入的數據,此時,ORACLE將高水位之上的塊用於存儲新增數據。
在向表里插入數據后,HWM本身也向上移.也就是說,當我們不斷插入數據時,HWM會往不斷上移,這樣,在HWM之下的,就表示使用過的塊,HWM之上的就表示已分配但從未使用過的塊。
當對表進行導出，導入后，或者move等操作后，HWM就會降低到真實水平上。自動段管理（ASSM）在自動段管理（ASSM）中，利用位圖來代替空閑列表，當會話向表插入數據時，數據庫只格式一個單獨的位圖塊，而不是像MSSM中那樣，會預先格式化一組塊。
在ASSM表空間中，除了一個HWM外，還有一個低HWM。在MSSM中，HWM推進時，所有的塊都會格式化並立即生效，這樣Oracle 就可以安全的讀取這些塊。但是對於ASSM，當HWM推進時，Oracle 並不會立即格式所有的塊，只是在第一次使用的時候才會對這些塊進行格式化。也就是說，在第一次使用的的時候，即進行insert 操作時，數據會插入到塊中的任意水位線，位於低水位線（LHMW）和高水位線（HHMW）之間。因此在這個區域的許多塊就不會被格式化。在一個ASSM段中的每個數據塊可能為這些狀態：◎ 在HWM之上這些塊都是沒有格式化，且沒有被使用◎在HWM之下這些塊會處於這些狀態之一：• 已經分配，但是沒有被格式化且沒有被使用• 已經格式化且包含數據• 已經格式化，但是已經刪除數據，塊為空下面來了解整個過程：
如圖所示，在沒進行數據插入前，段中的所有數據塊都是沒有格式化的且沒有被使用。假設這個時候某會話將數據插入時，數據庫會把數據寫到任何可以利用的空間塊中。如下圖所示：
數據庫也可能會選擇HWM和低HWM之間的任何數據塊，或者低HWM之下的任何可用的空間的塊。注意低HWM位置，因為HWM之下的塊只有在被使用的時候，才進行格式化，所以當存在數據掃描時，特別是全表掃描，Oracle 會讀取到低HWM的位置。如下圖所示：
如果某條會話將數據插入到某表中，但是在當前的HWM之下沒有足夠的可用空間，那么這個時候Oracle 會推進HWM，重新分配一組新的沒有格式化的塊。當HWM與低HWM之間的位置被填滿時，HWM會繼續往前推進，而低HWM會相應的推進到舊的HWM位置中。以此類推，當數據庫不斷的插入數據，HWM會持續往前推移，而低HWM會尾隨其后，除非重建、或縮小該對象等，否則HWM從不往回退。
2 HWM 演示過程（上）原理描述完了，那么現在我們來測試一下，驗證之前我們所描述的部分。我們先從MSSM管理的方式開始：
新建一個表，然后存儲分配較多的對象，
插入較多的數據，
現在來查詢下全表掃描所花時間，
從執行計划來看，該查詢走得時全表掃描，期間產生6278個物理讀，30028個邏輯讀。現在來分析該表，
查看統計信息，
查看統計信息，
從該表的統計信息來看，該表公有15384個塊，其中沒有用到的塊有0個，共有1003089行。現在來測試下delete對hwm的影響，
從統計信息來看，該表使用的塊還是15384個塊，但是空余塊依然是0個，按道理來說，在delete 后，應該會有空余的塊才對。其中，這里可以看出行數已經變為了0.從這里就可以驗證了之前的說法，即HWM在插入數據時,當現有空間不足而進行空間的擴展時會向上移,但刪除數據時不會往下移。這就會造成RACLE的全表掃描是讀取ORACLE高水位標記下的所有BLOCK,也就是說,不管HWM下的BLOCK現在實際有沒有存放數據,ORACLE都會一一讀取,這樣,在DELETE表后,ORACLE讀了大量的空塊,耗去了大量的時間測試環境沒有show_space 這個過程，現在聲明它：
那么這個就是HWM所有的BLOCK編號。