Bulletin No: 18489
Product: ORACLE SERVER
Subject: Automatic Space Segment Management (BMB:BitMap Blocks)에 대해서 (9i)
Automatic Space Segment Management (BMB:BitMap Blocks)에 대해서 (9i)
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PURPOSE
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기존에 freelist로 관리되던 segment내의 free block에 대해서, 9i부터 새로 소개된 automatic space segment 관리에 대해서 살펴본다.
Explanation & Example
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1. freelist를 통한 free block관리
8i까지에서, segment의 free block들은 항상 freelist를 통해 관리된다. PCTUSED아래로 채워진 block들이 freelist로 연결되어 있어서, insert가 필요하면 이 freelist를 segment header에서부터 뒤지면서 블럭내의 빈 공간에 insert를 하게 되는것이다.
같은 table에 대해서 insert 트랜잭션이 동시에 많은 경우 table storage의 freelists 값을 증가시켜야 하고, OPS의 경우 node갯수를 고려하여 freelist groups을 지정해야 하는 등 freelist와 관련하여 DB Admin이 고려하여야 할 tuning point가 존재하여 왔다.
또한 이 freelist내의 free block에 대한 정보가 segment header내에 전체 정보를 가지고 있거나 dictionary table에 정보를 가지고 있는 것이 아니고, linked list 형태로 free block이 다음 free block을 지정하는 형태라 쉽게 freelist에 대한 정보를 확인하는 것도 불가능하다.
이렇게 전체 freelist에 대한 정보를 쉽게 확인하지 못하는 이유로, table에 대한 reorganization을 결정하는 기준을 정하기도 쉽지 않았고, db내에서 space 활용도 최적이 되지 못한다.
이러한 space관리에 대한 문제점을 극복하기 위해 9i에서 제시된 것이 ASSM (automatic space segment management)이다.
2. Automatic Space Segment Management
9i에서 제시된 이 ASSM방식은 segment에 할당된 space를 bitmap으로 관리한다.
ASSM 방식을 이용하려면 반드시 locally managed tablespace여야 하며, 다음과 같이 'segment space management auto'를 지정하면된다.
SQL>CREATE TABLESPACE test_tbs
DATAFILE '/oracle/data/data01.dbf' SIZE 50M
EXTENT MANAGEMENT LOCAL
SEGMENT SPACE MANAGEMENT AUTO;
auto가 아닌 manual로 지정되게 되면 이전과 같이 freelist방식을 사용하게 되며, DBA_TABLESPACES view의 SEGMENT_SPACE_MANAGEMENT column을 통해 AUTO인지 MANUAL방식인지 확인 가능하다.
이렇게 생성된 tablespace내에 table이나 index를 생성하게 되면 segment header 외에 추가적인 BMB (BitMap Blocks)라는 것이 생기게 된다. 이 BMB에는 할당된 block들의 space정보를 4 bit를 이용하여 다음 6가지 상태를 나타내는 bitmap 정보를 가진다.
(1) 75% 이상의 free space를 가지는 block
(2) 50% 이상 75% 미만의 free space를 가지는 block
(3) 25% 이상 50% 미만의 free space를 가지는 block
(4) 25% 미만의 free space를 가지는 block
(5) 꽉 찬 block
(6) 한번도 사용하지 않아 format 되지 않은 block
이렇게 ASSM 방법을 이용하여 space를 관리하게 되면 free block에 대해서 좀 더 상세한 정보를 바탕으로 space utilization도 높아지고, freelist를 타고 다음다음 block을 access하는대신 BMB를 참고로 적당한 block들을 선택하기 때문에 space에 관한 성능도 좋아진다.
또한 ASSM의 경우 해당 tablespace에 생성된 segment들은 freelists, freelist groups, pctused등은 지정하여도 무시되는데, 이것은 space관리 작업을 단순화시킬뿐 아니라, 특히 freelist groups 지정이 성능에 영향을 미쳤던 RAC에서 큰 도움이 된다. 그외에도 BMB를 동시에 다른 트랜잭션이 다른 part를 access 하는 것 또한 성능에 도움을 준다. 오라클은 internal benchmark 자료에 따르면 RAC에서 최적화된 freelist 관련 parameter를 지정한 상태에서 3백만건 데이타 insert 작업에 대해서, ASSM과 일반 manual 방법을 비교해 본 결과 35 % 정도 ASSM사용이 성능향상에 도움이 되었다.
이때 주의할 점은, locally managed tablespace와 이 ASSM 방식간에 혼동을 일으키는 경우가 종종 있다. 이것은 locally managed tablespace와 ASSM이 둘 다 bitmap방식을 통해 space를 관리한다는 측면때문 일 것으로 보인다.
ASSM방식을 사용하려면 미리 이야기한대로 locally managed tablespace에서만 사용가능한데, 기본적으로 locally managed tablespace는 dba_free_space에서 확인되는 할당되지 않은 space에 대한 관리이고, ASSM은 일단 segment내에 할당된 extent안에서 block내의 free space에 관한 것이다.
locally managed tablespace에 관한 좀 더 자세한 사항은 <Bulletin No: 11860>이나 <Bulletin No: 18261>를 참조하도록 한다.
3. space정보 확인 방법
ASSM방식을 사용하지 않고 freelist방법을 사용하는 경우 segment에 할당된 extent 내에 free block을 확인하는 방법은, table analyze후 DBA_TABLES의 EMPTY_BLOCK를 확인하거나 DBMS_SPACE.UNUSED_SPACE procedure를 이용하는 방법이 존재한다. 그리고 이 두 가지는 같은 정보를 보여준다.
ASSM으로 관리되는 table이나 index에 대해서는 DBA_TABLES의 EMPTY_BLOCKS와 DBMS_SPACE.UNUSED_SPACE가 다른 값을 나타낼 뿐 아니라, ASSM의 정확한 정보를 모두 나타내지 못하므로 새로이 소개된 DBMS_SPACE.SPACE_USAGE procedure를 이용하면 된다.
이 세가지 방법이 나타내는 각 정보에 대해서 자세히 살펴본다.
먼저 DBMS_SPACE.SPACE_USAGE의 사용방법이다. 아래에 예로 SCOTT user의 TEST table에 대해서 예로 들었다. TEST table은 ASSM 방식으로 관리되는 table이다.
SQL> declare
2 v_unformatted_blocks number;
3 v_unformatted_bytes number;
4 v_fs1_blocks number;
5 v_fs1_bytes number;
6 v_fs2_blocks number;
7 v_fs2_bytes number;
8 v_fs3_blocks number;
9 v_fs3_bytes number;
10 v_fs4_blocks number;
11 v_fs4_bytes number;
12 v_full_blocks number;
13 v_full_bytes number;
14 begin
15 dbms_space.space_usage ('SCOTT', 'TEST', 'TABLE', v_unformatted_blocks,
16 v_unformatted_bytes, v_fs1_blocks, v_fs1_bytes, v_fs2_blocks,
17 v_fs2_bytes, v_fs3_blocks, v_fs3_bytes, v_fs4_blocks,
18 v_fs4_bytes, v_full_blocks, v_full_bytes);
19 dbms_output.put_line('Unformatted Blocks = '||v_unformatted_blocks);
20 dbms_output.put_line('FS1 Blocks = '||v_fs1_blocks);
21 dbms_output.put_line('FS2 Blocks = '||v_fs2_blocks);
22 dbms_output.put_line('FS3 Blocks = '||v_fs3_blocks);
23 dbms_output.put_line('FS4 Blocks = '||v_fs4_blocks);
24 dbms_output.put_line('Full Blocks = '||v_full_blocks);
25 end;
26 /
Unformatted Blocks = 0
FS1 Blocks = 0
FS2 Blocks = 0
FS3 Blocks = 0
FS4 Blocks = 1
Full Blocks = 9
PL/SQL procedure successfully completed.
이때, FS1 ~ FS4가 의미하는것은 다음과 같다.
FS1 : 0-25%의 free space를 가진 block
FS2 : 25-50%의 free space를 가진 block
FS3 : 50-75%의 free space를 가진 block
FS4 : 75-100%의 free space를 가진 block
이예에서 SCOTT user의 TEST table에 data를 insert시키고 analyze후 조회하니 다음과 같은 결과가 나왔다. (단, DBMS_SPACE.SPACE_USAGE사용을 위해서는 analyze를 수행할 필요가 없다.)
아래의 예에서 보면 첫번째로 DBA_TABLES의 EMPTY_BLOCKS와 DBMS_SPACE.UNUSED_SPACE에서 보여주는 값이 서로 다르다. 그리고 정확한 정보를 주는 DBMS_SPACE_SPACE_USAGE에서는 75%이상 비어있는 block이 한개, full인 block이 9개로 나타난다. 그럼 전체 13개의 block중 3개의 block은 어떠한 block 일까? 이 3개의 BLOCK을 DBA_TALES에서는 EMPTY_BLOCK로 분류하였다.
이 세개의 block는 바로 space를 bitmap으로 관리하는 BMB 들이다.
DBA_TABLES DBMS_SPACE.UNUSED_SPACE DBMS_SPACE.SPACE_USAGE
--------------------- ---------------------------- ------------------------
BLOCKS | EMPTY_BLOCKS TOTAL_BLOCKS | UNUSED_BLOCKS FS4 Blocks | Full Blocks
--------------------- ---------------------------- ------------------------
10 3 13 0 1 9
Reference Documents
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<Note:180608.1> Automatic Space Segment Management in RAC Environments
<Note:149516.1> BMB versus Freelist Segment: DBMS_SPACE.UNUSED_SPACE
and DBA_TABLES.EMPTY_BLOCKS