Oracle数据块格式

数据块结构
Oracle 数据块有三部分:
Cache layer
Transaction layer
Data layer

Oracle Data Block的结构简图如下,其中从Data header到Row Data部分合称Data Layer:

———————
– Cache Layer –
———————
– Transaction Layer –
———————
– Data Header –
———————
– Table Directory –
———————
– Row Directory –
———————
– Free Space –
———————
– Row Data –
———————
– Tailchk –
———————
下面将使用bbed工具来显示相关结构信息

BBED> map
 File: /u01/app/oracle/oradata/shardcat/users01.dbf (7)
 Block: 135                                   Dba:0x01c00087
------------------------------------------------------------
 KTB Data Block (Table/Cluster)

 struct kcbh, 20 bytes                      @0

 struct ktbbh, 72 bytes                     @20

 struct kdbh, 14 bytes                      @100

 struct kdbt[1], 4 bytes                    @114

 sb2 kdbr[8]                                @118

 ub1 freespace[7983]                        @134

 ub1 rowdata[71]                            @8117

 ub4 tailchk                                @8188

数据块组件
Oracle数据块三层C结构,它被映射到SGA kcbh(内核缓存数据块头)中的数据块。Cache Layer包含关于块格式,类型(数据,索引,头等)信息和序列数据。

BBED> p kcbh
struct kcbh, 20 bytes                       @0
   ub1 type_kcbh                            @0        0x06
   ub1 frmt_kcbh                            @1        0xa2
   ub2 wrp2_kcbh                            @2        0x0000
   ub4 rdba_kcbh                            @4        0x01c00087
   ub4 bas_kcbh                             @8        0x01286184
   ub2 wrp_kcbh                             @12       0x0000
   ub1 seq_kcbh                             @14       0x01
   ub1 flg_kcbh                             @15       0x06 (KCBHFDLC, KCBHFCKV)
   ub2 chkval_kcbh                          @16       0x0137
   ub2 spare3_kcbh                          @18       0x0000

Cache Layer:Block的第一部分,长度为20字节,内部数据结构名为kcbh,包括
type_kcbh:块类型(table/index,rollback segment,temporary segment等)
frmt_kcbh:块格式(v6,v7,v8)
rdba_kcbh:块地址DBA
bas_kcbh/wrp_kcbh:SCN
seq_kcbh:块的序列号
flg_kcbh:块的标志

事务层存储了关于数据块的事务信息
Transaction Layer:内部结构名ktbbh。分成两部分,第一部分为固定长度,长度为24字节,包含事务相关的一些基本信息。第二部分为可变长度,包含itl,长度根据itl条目的个数变化,每个itl长度为24字节,内部结构名ktbbhitl

BBED> p ktbbh
struct ktbbh, 72 bytes                      @20
   ub1 ktbbhtyp                             @20       0x01 (KDDBTDATA)
   union ktbbhsid, 4 bytes                  @24
      ub4 ktbbhsg1                          @24       0x0001af27
      ub4 ktbbhod1                          @24       0x0001af27
   struct ktbbhcsc, 8 bytes                 @28
      ub4 kscnbas                           @28       0x01286182
      ub2 kscnwrp                           @32       0x8000
      ub2 kscnwrp2                          @34       0x0000
   sb2 ktbbhict                             @36       7938
   ub1 ktbbhflg                             @38       0x32 (NONE)
   ub1 ktbbhfsl                             @39       0x00
   ub4 ktbbhfnx                             @40       0x01c00080
   struct ktbbhitl[0], 24 bytes             @44
      struct ktbitxid, 8 bytes              @44
         ub2 kxidusn                        @44       0x0006
         ub2 kxidslt                        @46       0x0012
         ub4 kxidsqn                        @48       0x000038f6
      struct ktbituba, 8 bytes              @52
         ub4 kubadba                        @52       0x010002d9
         ub2 kubaseq                        @56       0x10c9
         ub1 kubarec                        @58       0x09
      ub2 ktbitflg                          @60       0x8000 (KTBFCOM)
      union _ktbitun, 2 bytes               @62
         sb2 _ktbitfsc                      @62      -32768
         ub2 _ktbitwrp                      @62       0x8000
      ub4 ktbitbas                          @64       0x01228dbb
   struct ktbbhitl[1], 24 bytes             @68
      struct ktbitxid, 8 bytes              @68
         ub2 kxidusn                        @68       0x0008
         ub2 kxidslt                        @70       0x001b
         ub4 kxidsqn                        @72       0x00003a9a
      struct ktbituba, 8 bytes              @76
         ub4 kubadba                        @76       0x010002b5
         ub2 kubaseq                        @80       0x114f
         ub1 kubarec                        @82       0x20
      ub2 ktbitflg                          @84       0x2001 (KTBFUPB)
      union _ktbitun, 2 bytes               @86
         sb2 _ktbitfsc                      @86       10
         ub2 _ktbitwrp                      @86       0x000a
      ub4 ktbitbas                          @88       0x01286184

这种结构出现在数据库每个数据块的开头部分。它甚至出现在不由redo改变的排序块中。它也会出现在数据文件头块和控制文件头块的开头部分。缓存层提供了对坏数据的规模。它也用来确保正确的数据块被读取并且数据块没有破裂或损坏。所谓破裂的数据块就是只有一部分被写入磁盘,数据块的一部分保留了之前的版本。

Data Layer:包括Data Header,Table Directory,Row Directory,Free Space和Row Data。

Data Header:长度14字节,内部数据结构名kdbh

BBED> p kdbh
struct kdbh, 14 bytes                       @100
   ub1 kdbhflag                             @100      0x00 (NONE)
   sb1 kdbhntab                             @101      1
   sb2 kdbhnrow                             @102      8
   sb2 kdbhfrre                             @104     -1
   sb2 kdbhfsbo                             @106      34
   sb2 kdbhfseo                             @108      8017
   sb2 kdbhavsp                             @110      7977
   sb2 kdbhtosp                             @112      7989

其中kdbhnrow是存储在数据块中的记录数为8,而表中确实有8条记录。(从ROWID可以判断出来)

SQL> select dbms_rowid.rowid_block_number(rowid),t1.t_id,t1.t_name from jy.t1;

DBMS_ROWID.ROWID_BLOCK_NUMBER(ROWID)       T_ID T_NAME
------------------------------------ ---------- ----------------------------------------
                                 134          9 YYL
                                 135          1 A
                                 135          2 B
                                 135          3 C
                                 135          4 D
                                 135          5 E
                                 135          6 F
                                 135          7 JYHY
                                 135          8 JYYYL

9 rows selected.

Table Directory: 一般table只有一个条目,cluster则有一个或多个条目。每个条目长4字节,内部数据结构名kdbt

BBED> p kdbt
struct kdbt[0], 4 bytes                     @114
   sb2 kdbtoffs                             @114      0
   sb2 kdbtnrow                             @116      8

Row Directory:数目由块中数据的行数决定,每个条目长2字节,内部数据结构名kdbr

BBED> p kdbr
sb2 kdbr[0]                                 @118      8080
sb2 kdbr[1]                                 @120      8072
sb2 kdbr[2]                                 @122      8064
sb2 kdbr[3]                                 @124      8056
sb2 kdbr[4]                                 @126      8048
sb2 kdbr[5]                                 @128      8040
sb2 kdbr[6]                                 @130      8029
sb2 kdbr[7]                                 @132      8017

查看表中的记录数据,一个重复计数也可以被指定用来重复执行examine命令来检查后续的行记录。下面的例子显示了先使用print命令来设置最后一行记录的偏移量,然后检查后面的8行记录的操作.

BBED> p *kdbr[7]
rowdata[0]
----------
ub1 rowdata[0]                              @8117     0x2c

BBED> x /8rnc
rowdata[0]                                  @8117
----------
flag@8117: 0x2c (KDRHFL, KDRHFF, KDRHFH)
lock@8118: 0x02
cols@8119:    2

col    0[2] @8120: 8
col    1[5] @8123: JYYYL

rowdata[12]                                 @8129
-----------
flag@8129: 0x2c (KDRHFL, KDRHFF, KDRHFH)
lock@8130: 0x00
cols@8131:    2

col    0[2] @8132: 7
col    1[4] @8135: JYHY

rowdata[23]                                 @8140
-----------
flag@8140: 0x2c (KDRHFL, KDRHFF, KDRHFH)
lock@8141: 0x00
cols@8142:    2

col    0[2] @8143: 6
col    1[1] @8146: F

rowdata[31]                                 @8148
-----------
flag@8148: 0x2c (KDRHFL, KDRHFF, KDRHFH)
lock@8149: 0x00
cols@8150:    2

col    0[2] @8151: 5
col    1[1] @8154: E

rowdata[39]                                 @8156
-----------
flag@8156: 0x2c (KDRHFL, KDRHFF, KDRHFH)
lock@8157: 0x00
cols@8158:    2

col    0[2] @8159: 4
col    1[1] @8162: D

rowdata[47]                                 @8164
-----------
flag@8164: 0x2c (KDRHFL, KDRHFF, KDRHFH)
lock@8165: 0x00
cols@8166:    2

col    0[2] @8167: 3
col    1[1] @8170: C

rowdata[55]                                 @8172
-----------
flag@8172: 0x2c (KDRHFL, KDRHFF, KDRHFH)
lock@8173: 0x00
cols@8174:    2

col    0[2] @8175: 2
col    1[1] @8178: B

rowdata[63]                                 @8180
-----------
flag@8180: 0x2c (KDRHFL, KDRHFF, KDRHFH)
lock@8181: 0x00
cols@8182:    2

col    0[2] @8183: 1
col    1[1] @8186: A

Free Space:表示数据块中可用空间,内部数据结构名freespace

Row Data:表示实际的数据,内部数据结构名rowdata

BBED> p rowdata[0]
ub1 rowdata[0]                              @8117     0x2c

BBED> d /v offset 8117
 File: /u01/app/oracle/oradata/shardcat/users01.dbf (7)
 Block: 135     Offsets: 8117 to 8191  Dba:0x01c00087
-------------------------------------------------------
 2c020202 c109054a 5959594c 2c000202 l ,......JYYYL,...
 c108044a 5948592c 000202c1 0701462c l ...JYHY,......F,
 000202c1 0601452c 000202c1 0501442c l ......E,......D,
 000202c1 0401432c 000202c1 0301422c l ......C,......B,
 000202c1 02014101 068461            l ......A...a

 <16 bytes per line>

Tailchk:保存在块结尾用于校验的数据,长度4个字节,内部结构名tailchk。所有Oracle块的最后四个字节都是tail check(结尾检查)。
对于一个Oracle 8以上版本的数据块的tail它是由SCN base的低位两字节的内容,数据块的类型与SCN序列号组成的。例如,如果SCN base为 0x01286184,数据块类型为0x06,SCN序列号为0x01,那么tail check将是0x61840601

BBED> p tailchk
ub4 tailchk                                 @8188     0x61840601

BBED> p kcbh
struct kcbh, 20 bytes                       @0
   ub1 type_kcbh                            @0        0x06
   ub1 frmt_kcbh                            @1        0xa2
   ub2 wrp2_kcbh                            @2        0x0000
   ub4 rdba_kcbh                            @4        0x01c00087
   ub4 bas_kcbh                             @8        0x01286184
   ub2 wrp_kcbh                             @12       0x0000
   ub1 seq_kcbh                             @14       0x01
   ub1 flg_kcbh                             @15       0x06 (KCBHFDLC, KCBHFCKV)
   ub2 chkval_kcbh                          @16       0x0137
   ub2 spare3_kcbh                          @18       0x0000

虽然tail check的值通常是由这三个组件级成,Oracle会对最终的值作为一个值(4字节)以单无符号整数来存储。在小字节序编码(little-endian)的构架机器中,比如Intel,这个值将以低位字节优先的方式来存储。因此如果使用标准块编辑器或dump命令来检查数据块的tail check时,字节顺序可能不一样。一个tail check为0x61840601,在Intel机器上它将以”01068461″的形式存储在磁盘。

BBED> dump /v offset 8188
 File: /u01/app/oracle/oradata/shardcat/users01.dbf (7)
 Block: 135     Offsets: 8188 to 8191  Dba:0x01c00087
-------------------------------------------------------
 01068461                            l ...a

 <16 bytes per line>

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