Oracle数据库表类型

心已赠人 2022-07-11 00:00 250阅读 0赞

摘自《Oracle9i&10g编程艺术-深入数据库体系结构》第10章

Oracle数据库表类型

6.1 表的类型

1. 堆组织表

2. 索引组织表

3. 聚簇表

4. 散列聚簇表

5. 嵌套表

6. 临时表

7. 对象表

8. 外部表

一张表最多有1000列；表的行数理论上没有限制；表上索引个数可以是列的全排列数，而且一次性能够使用32个；表的数量没有限制。

6.2 术语

高水位标记 High Water Mark: 曾经包含数据的最右边的块。在全表扫描时，Oracle将扫描高水标记一下的所有块，即使它们不含数据。TRUNCATE将重新设置高水标记。

自由列表 Freelist: 在Oracle中用来跟踪高水标记以下有空闲空间的块对象。保留在高水标记以上的块，只有Freelist为空时才能被用到。

并行更新数据时，配置多个Freelist能提高整体性能，代价是增加了存储空间。

6.3 堆组织表

应 用中99%（或者更多）的情况下使用的可能都是堆组织表，不过随着IOT的出现，这种状况以后可能会有所改观，因为IOT本身就可以加索引。执行 CREATE TABLE语句时，默认得到的表类型就是堆组织表。如果你想要任何其他类型的表结构，就需要在CREATE语句本身中指定它。  
堆 （heap）是计算机科学领域中得到深入研究的一种经典数据结构。它实际上就是一个很大的空间、磁盘或内存区（当然，这里所说的磁盘是指数据库表的相应磁 盘），会以一种显然随机的方式管理。数据会放在最合适的地方，而不是以某种特定顺序来放置。许多人希望能按数据放入表中的顺序从表中取出数据，但是对于 堆，这是无法保证的。

6.4 索引组织表

数据在IOT中根据主键存储和排序。IOT特别适用于IR（信息检索）、空间和OLAP应用程序。

IOT名义上是表，但它们的段实际上是索引段。要显示空间使用等就要先把IOT表的名字转换成潜在的索引名。默认值是SYS\_IOT\_TOP\_<object\_id>，object\_id是为表分配的内部对象ID。推荐在建表时指定索引名。  
主要应用

对只包含主键列的表：使用堆组织表将有100%多的额外开销；

1． 构建自己的索引结构：例如自己实现一个提供大小写不敏感查询的类似函数索引

CREATE TABLE emp AS SELECT \* FORM scott.emp;

CREATE TABLE upper\_name

(x$ename,x$rid,

PRIMARY KEY(x$ename,x$rid)

)

ORGANIZATION INDEX

SELECT UPPER(ename),ROWID FROM emp;

CREATE OR REPLACE TRIGGER upper\_ename

AFTER INSERT OR UPDATE OR DELETE ON emp

FOR EACH ROW

BEGIN

IF (UPDATING AND (:OLD.ename||'x'<>:NEW.ename||'x'))

THEN

DELETE FROM upper\_name

WHERE x$ename=UPPER(:OLD.ename)

AND x$rid=:OLD.rowid;

INSERT INTO upper\_ename(x$ename,x$rid) VALUES (UPPER(:NEW.ename),:NEW.rowid);

ELSIF (INSERTING)

THEN

INSERT INTO upper\_ename(x$ename,x$rid) VALUES (UPPER(:NEW.ename),:NEW.rowid);

ELSIF (DELETING)

THEN

DELETE FROM upper\_name

WHERE x$ename=UPPER(:OLD.ename)

AND x$rid=:OLD.rowid;

END IF;

END;

2． 需要加强数据的共同定位或希望数据按特定的顺序物理存储时

对应Sybase和SQL Server用户，这种情况会采用聚簇索引，而这可能达到110%的额外开销，而IOT没有。经常用BETWEEN对主键或者唯一键进行查询，则会降低I/O数量。  
主要选项

NOCOMPRESS/COMPRESS N

压缩N列，即对其中前N列相同的值进行压缩。从而能够允许更多数据进入Buffer Cache，代价是略多的CPU能量。

OVERFLOW PCTTHRESHOLD N/INCLUDING column\_name

索引段的存储要密集于普通数据段（每块的行数要多），一般PCTUSED是没有意义的。而OVERFLOW子句允许设置另一个段以允许IOT中的行数据太大时溢出的这个段中。它再次引入PCTUSED，这样PCTUSED和PCTFREE对OVERFLOW段有对于堆组织表中相同的含义。而使用方法是如下中的一种：

PCTTHRESHOLD--当行中数据超出此百分比，该行尾部的列溢出到溢出块；

INCLUDING--指定列之前的列均存入索引块，之后的列存入溢出块。

二次索引

只要主键是IOT，可以在索引中拥有索引。但不像其他一般索引，它不包含真正rowid（物理地址），而是基于主键IOT的逻辑rowid，作用稍小。对于IOT的二次索引访问实际有两个扫描执行（一般表只需一个扫描索引结构），一个在二次结构中，一个在IOT本身中。

**索引组织表小结**  
在 建立IOT时，最关键的是适当地分配数据，即哪些数据存储在索引块上，哪些数据存储在溢出段上。对溢出条件不同的各种场景进行基准测试，查看对 INSERT、UPDATE、DELETE和SELECT分别有怎样的影响。如果结构只建立一次，而且要频繁读取，就应该尽可能地把数据放在索引块上（最 合适获取），要么频繁地组织索引中的数据（不适于修改）。堆

6.5 索引聚簇表

Oracle中聚簇是存储一组表的方法，而不是如同SQL Server、Sybase中那样（那是Oracle中的IOT）。概念上是通过聚簇码列将几张表"预连接"，尽可能将聚簇码列相同的几张表的行放入同一个块中。

CREATE CLUSTER emp\_dept\_cluster

(deptno NUMBER(2))

SIZE 1024;

CREATE INDEX emp\_dept\_cluster\_idx

ON CLUSTER emp\_dept\_cluster;

CREATE TABLE dept

(deptno NUMBER(2) PRIMARY KEY,

dname VARCHAR2(14),

loc VARCHAR2(3)

)

CLUSTER emp\_dept\_cluster(deptno);

CREATE TABLE emp

(empno NUMBER PRIMARY KEY,

ename VARCHAR2(10),

...

deptno NUMBER(2) REFERENCES dept(deptno)

)

CLUSTER emp\_dept\_cluster(deptno);

BEGIN

FOR x IN(SELECT \* FROM scott.dept)

LOOP

INSERT INTO dept VALUES(x.deptno,x.dname,x.loc);

INSERT INTO emp

SELECT \* FROM scott.emp

WHERE deptno=x.deptno;

END LOOP;

END;

注意这里的插入方法，这将尽可能保证每个块中放置尽可能多的聚簇码值，并让可以"预连接"的两个表中的值尽可能在同一个块中。

DBMS\_ROWID.ROWID\_BLOCK\_NUMBER(rowid)可用于检查rowid所属块。

很容易发现dept和emp有重复的rowid，表和rowid可以唯一确定行，rowid伪列只有在一张表中才是唯一的！

不使用聚簇的情况：

1．聚簇可能消极影响DML性能；

2．全扫描表的性能会受到影响--不仅仅扫描一个表，而是对多个表全扫描；

3．聚簇中的表不能TRUNCATE。

6.6 散列聚簇表

概念类似索引聚簇表，但用散列函数代替了聚簇码索引。Oracle采用行的码值，使用内部函数或者自定义的函数进行散列运算，从而指定数据的存放位置。这样没有在表中增加传统的索引，因此不能Range Scan散列聚簇中的表，而只能全表扫描（除非单独建立索引）。

CREATE CLUSTER hash\_cluster

(hash\_key NUMBER)

HASHKEYS 1000

SIZE 8192;

索引聚簇需要空间时是动态分配，而散列聚簇表在创建时确定了散列码数（HASHKEY）。Oracle采用第一个不小于HASHKEY的质数作为散列码数，将散列码数\*SIZE就得到分配的空间（字节），可容纳HASHKEYS/TRUNC(BLOCKSIZE/SIZE)字节的数据。

性能上，散列聚簇表消耗较少I/O，较多CPU，所需执行时间较少，大体取决于CPU时间（当然可能要等待I/O，取决于配置）。

下列情况下使用散列聚簇表较为合适：

1. 在一定程度上精确知道整个过程中表中记录行数或者合理的上限，以确定散列码数；

2. 不大量执行DML，尤其是插入。更新不会产生显著的额外开销，除非更新HASHKEY，这样会导致行迁移；

3. 总是通过HASHKEY值访问数据。

6.7 嵌套表

两种使用嵌套表的方法：

1． PL/SQL代码中作为扩展PL/SQL语言；

2． 作为物理存储机制，以持久地存储集合。  
嵌套表语法

创建嵌套表类型：

CREATE TABLE dept

(deptno NUMBER(2) PRIMARY KEY,

dname VARCHAR2(14),

loc VARCHAR2(13)

);

CREATE TABLE emp

(empno NUMBER(4) PRIMARY KEY,

ename VARCHAR2(10),

job VARCHAR2(9),

mgr NUMBER(4) REFERENCES emp,

hiredate DATE,

sal NUMBER(7, 2),

comm NUMBER(7, 2),

deptno NUMBER(2) REFERENCES dept

);

INSERT INTO dept SELECT \* FROM scott.dept;

INSERT INTO emp SELECT \* FROM scott.emp;

CREATE OR REPLACE TYPE emp\_type

AS OBJECT

(empno NUMBER(4),

ename VARCHAR2(10),

job VARCHAR2(9),

mgr NUMBER(4),

hiredate DATE,

sal NUMBER(7, 2),

comm NUMBER(7, 2)

);

CREATE OR REPLACE TYPE emp\_tab\_type

AS TABLE OF emp\_type;

使用嵌套表：

CREATE TABLE dept\_and\_emp

(deptno NUMBER(2) PRIMARY KEY,

dname VARCHAR2(14),

loc VARCHAR2(13),

emps emp\_tab\_type

)

NESTED TABLE emps STORE AS emps\_nt;

可以在嵌套表上增加约束：

ALTER TABLE emps\_nt ADD CONSTRAINT emps\_empno\_unique

UNIQUE(empno) ;

嵌套表不支持参照完整性约束，不能参考任何其他表甚至自己：

ALTER TABLE emps\_nt ADD CONSTRAINT mgr\_fk

FOREIGN KEY(mgr) REFERENCES emps\_nt(empno);

会产生错误ORA-30730。

INSERT INTO dept\_and\_emp

SELECT dept.\*,

CAST( MULTISET( SELECT empno, ename, job, mgr, hiredate, sal, comm

FROM emp

WHERE emp.deptno = dept.deptno ) AS emp\_tab\_type )

FROM dept;

MULTISET用来告诉Oracle子查询返回不止一行，CAST用来告诉Oracle将返回设置为一个集合类型。

查询时，嵌套表中的数据将在同一列中：

SELECT deptno, dname, loc, d.emps AS employees

FROM dept\_and\_emp d

WHERE deptno = 10;

Oracle同样提供方法去掉集合的嵌套，像关系型表一样处理（能够将EMPS列当作一个表，并自然连接且不需要连接条件）：

SELECT d.deptno, d.dname, emp.\*

FROM dept\_and\_emp D, TABLE(d.emps) emp;

按照"每行实际是一张表"的思想来更新：

UPDATE

TABLE( SELECT emps

FROM dept\_and\_emp

WHERE deptno = 10

)

SET comm = 100;

但如果返回SELECT emps FROM dept\_and\_emp WHERE deptno = 10少于一行，更新将失败（普通情况下更新0行是许可的），并返回ORA-22908错误--如同更新语句没有写表名一样；如果返回多于一行，更新也会失败，返回ORA-01427错误。这说明Oracle在使用了嵌套表后认为每一行指向另一个表，而不是如同关系型模型那样认为是另一个行集。

插入与删除的语法：

INSERT INTO TABLE

(SELECT emps FROM dept\_and\_emps WHERE deptno=10)

VALUES

(1234,'NewEmp','Clerk',7782,SYSDATE,1200,NULL);

DELETE FROM TABLE

(SELECT emps FROM dept\_and\_emps WHERE deptno=20)

WHERE ename='SCOTT';

一般而言，必须总是连接，而不能单独查询嵌套表（如EMPS）中的数据，但是如果确实需要，是可以的。提示NESTED\_TABLE\_GET\_REFS被用于EXP和IMP处理嵌套表。

SELECT /\*+NESTED\_TABLE\_GET\_REFS+\*/

NESTED\_TABLE\_ID, SYS\_NC\_ROWINFO$

FROM "TKYTE"."EMPS\_NT";

而我们察看EMPS\_NT的表结构是看不到NESTED\_TABLE\_ID,SYS\_NC\_ROWINFO$两列的。对父表DEPT\_AND\_EMP来说NESTED\_TABLE\_ID是一个外键。

使用这个提示就可以直接操作嵌套表了：

UPDATE /\*+NESTED\_TABLE\_GET\_REFS+\*/ emps\_nt

SET ename=INITCAP(ename);  
嵌套表存储

上例中，现实产生了两张表：

DEPT\_AND\_EMP

deptno

NUMBER(2)

dname

VARCHAR2(14)

loc

VARCHAR2(13)

SYS\_NC0000400005$

RAW(16)

EMPS\_NT

SYS\_NC\_ROWINFO$

NESTED\_TABLE\_ID

RAW(16)

empno

NUMBER(4)

ename

VARCHAR2(10)

job

VARCHAR2(9)

mgr

NUMBER(4)

hiredate

DATE

sal

NUMBER(7,2)

comm

NUMBER(7,2)

默认情况下，每个嵌套表列都产生一个额外的RAW(16)隐藏列，并在其上创建了唯一约束，用以指向嵌套表。而嵌套表中有两个隐藏列：SYS\_NC\_ROWINFO$是作为一个对象返回所有标量元素的一个伪列；另一个NESTED\_TABLE\_ID的外键回指向父表。

可以看到真实代码：

CREATE TABLE TKYTE.DEPT\_AND\_EMP

(DEPTNO NUMBER(2,0),

DNAME VARCHAR2(14),

LOC VARCHAR2(13),

EMPS EMP\_TAB\_TYPE)

PCTFREE 10 PCTUSED 40 INITRANS 1 MAXTRANS 255 LOGGING

STORAGE(INITIAL 131072 NEXT 131072

MINEXTENTS 1 MAXEXTENTS 4096

PCTINCREASE 0 FREELISTS 1 FREELIST GROUP 1

BUFFER\_POOL DEFAULT)

TABLESPACE USER

NESTED TABLE EMPS

STORE AS EMPS\_NT

RETURN BY VALUE;

RETURN BY VALUE用来描述嵌套表如何返回到客户应用程序中。

NESTED\_TABLE\_ID列必须是索引的，那么较好的解决办法就是使用IOT存储嵌套表。

CREATE TABLE TKYTE.DEPT\_AND\_EMP

(DEPTNO NUMBER(2,0),

DNAME VARCHAR2(14),

LOC VARCHAR2(13),

EMPS EMP\_TAB\_TYPE)

PCTFREE 10 PCTUSED 40 INITRANS 1 MAXTRANS 255 LOGGING

STORAGE(INITIAL 131072 NEXT 131072

MINEXTENTS 1 MAXEXTENTS 4096

PCTINCREASE 0 FREELISTS 1 FREELIST GROUP 1

BUFFER\_POOL DEFAULT)

TABLESPACE USER

NESTED TABLE EMPS

STORE AS EMPS\_NT

((empno NOT NULL,

UNIQUE(empno),

PRIMARY KEY(nested\_table\_id,empno))

ORGANIZATION INDEX COMPRESS 1)

RETURN BY VALUE;

这样与最初默认的嵌套表相比，使用了较少的存储空间并有最需要的索引。  
不使用嵌套表作为永久存储机制的原因

1．增加了RAW(16)列的额外开销，父表和子表都将增加这个额外的列；

2．当通常已经有唯一约束时，父表上的唯一约束是额外开销；

3．没有使用不支持的结构（NESTED\_TABLE\_GET\_REFS），嵌套表不容易使用。

一般推荐在编程结构和视图中使用嵌套表。如果要使用嵌套表作为存储机制，确保嵌套表是IOT，以避免NESTED\_TABLE\_ID和嵌套表本身中索引的额外开销。

**6.8 临时表**

Oracle的临时表与其他数据库中的不同，其定义是"静态"的。以事务（ON COMMIT DELETE ROWS）或者会话（ON COMMIT PRESERVE ROWS）为基础，只是说明数据的生命期，而在数据库中创建临时表一次，其结构总是有效的，被作为对象存在数据字典中了，这样也就允许对临时表建立视图、存储过程中用静态SQL引用临时表等等。

在实际开发中，考虑到DDL是消耗较大的操作，应该避免在运行时操作，而是将应用程序需要的临时表在程序安装时就创建，而只是在存储过程中简单的INSERT、SELECT。

临时表不支持的永久表的特性有：

1． 不能用参照完整性约束，也不能被参照完整性约束所引用；

2． 不能有VARRAY或者NESTED TABLE类型的列；

3． 不能是IOT；

4． 不能是索引或者散列聚簇；

5． 不能分区；

6． 通过ANALYZE命令不能产生统计信息，也即是说优化器在临时表上没有真正的统计功能。

由于缺少统计功能，那么CBO（基于成本的优化器）的性能将受到极大的影响，因此应当尽可能使用INLINE VIEW。

要让临时表拥有正确的统计信息，CBO产生正确的决策，可以先建立一张结构与临时表完全相同的普通表：

CREATE TABLE temp\_all\_objects

SELECT \* FROM all\_objects WHERE 1=0;

CREATE INDEX temp\_all\_objects\_idx ON temp\_all\_objects(object\_id);

选择插入代表性数据后进行分析：

...

ANALYZE TABLE temp\_all\_objects COMPUTE STATISTICS FOR ALL INDEX;

BEGIN

DBMS\_STATS.CREATE\_STAT\_TABLE(ownname => USER,

stattab => 'STATS');

DBMS\_STATS.EXPORT\_TABLE\_STATS(ownname => USER,

tabname => 'TEMP\_ALL\_OBJECTS',

stattab => 'STATS');

DBMS\_STATS.EXPORT\_INDEX\_STATS(ownname => USER,

tabname => 'TEMP\_ALL\_OBJECTS\_IDX',

stattab => 'STATS');

END;

建立临时表：

DROP TABLE temp\_all\_objects;

CREATE GLOBAL TEMPORARY TABLE temp\_all\_objects

SELECT \* FROM all\_objects WHERE 1=0;

导入正确的信息后CBO将使用这些信息决定执行模式：

CREATE INDEX temp\_all\_objects\_idx ON temp\_all\_objects(object\_id);

BEGIN

DBMS\_STATS.IMPORT\_TABLE\_STATS(ownname => USER,

tabname => 'TEMP\_ALL\_OBJECTS',

stattab => 'STATS');

DBMS\_STATS.IMPORT\_INDEX\_STATS(ownname => USER,

tabname => 'TEMP\_ALL\_OBJECTS\_IDX',

stattab => 'STATS');

END;

**6.8 对象表**

基于类型（Type）创建的表，而不是作为列的集合。创建语法：

CREATE TABLE t OF some\_type;

对于下例：

CREATE OR REPLACE TYPE address\_type

AS OBJECT

(city VARCHAR2(30),

street VARCHAR2(30),

state VARCHAR2(2),

zip NUMBER

);

CREATE OR REPLACE TYPE person\_type

AS OBJECT

(name VARCHAR2(30),

dob DATE,

home\_address address\_type,

work\_address address\_type

);

CREATE TABLE people OF person\_type;

通过执行如下语句，可以看到数据库中实际存放的结构：

SELECT name,segcollength

FROM SYS.COL$

WHERE obj\#=(SELECT object\_id

FROM user\_objects

WHERE object\_name='PEOPLE')；

PEOPLE

SYS\_NC\_OID$  
  
16

SYS\_NC\_ROWINFO$  
  
1

NAME  
  
30

DOB  
  
7

HOME\_ADDRESS  
  
1

SYS\_NC00006$  
  
30

SYS\_NC00007$  
  
30

SYS\_NC00008$  
  
2

SYS\_NC00009$  
  
22

WORK\_ADDRESS  
  
1

SYS\_NC00011$  
  
30

SYS\_NC00012$  
  
30

SYS\_NC00013$  
  
2

SYS\_NC00014$  
  
22

SYS\_NC\_OID$是系统为表产生的Object ID，RAW(16)，其上有唯一性索引。它是一主键为基础，并不是系统产生的，是一个伪列，且没有在硬盘上真正消耗空间；  
SYS\_NC\_ROWINFO$类似于嵌套表中，可作为单独一列返回整行；  
NAME, DOB是表中原有标量；  
HOME\_ADDRESS, WORK\_ADDRESS可作为单个对象，返回所代表的列的集合；  
SYS\_NCnnnnn$是内嵌对象类型的标量实现。

外部表（external table）-- 很大程度上可以替代sqlload

这些表并不存储在数据库本身中，而是放在数据库之外，即放在平常的操作系统文件中。在Oracle9i及以上版本中，利用外部表可以查询数 据库之外的一个文件，就好像这个文件也是数据库中平常的表一样。外部表对于向数据库加载数据最有用（外部表是非常强大的数据加载工具）。Oracle 10g则更进一步，还引入了一个外部表卸载功能，在不使用数据库链接的情况下，这为在Oracle数据库之间移动数据提供了一种简单的方法。