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Oracle 的SHRINK 操作实现原理

backend 2025/8/11 18:51:40

Oracle 的SHRINK 操作实现原理

Oracle 的 SHRINK 操作是一种在线重组表空间的技术，它可以在不重建表的情况下减少高水位线(HWM)并回收空闲空间。

基本实现原理

核心目标：
- 降低高水位线(HWM)
- 回收未使用的空间
- 消除行迁移和行链接
- 在线操作（允许DML并发）
与MOVE的关键区别：
- SHRINK是渐进式重组，MOVE是原子性重建
- SHRINK保持ROWID不变，MOVE会改变ROWID
- SHRINK不需要重建索引，MOVE需要

详细工作流程

1. 准备阶段

-- 必须启用行移动功能
ALTER TABLE table_name ENABLE ROW MOVEMENT;

2. 收缩执行阶段

ALTER TABLE table_name SHRINK SPACE [COMPACT] [CASCADE];

两阶段操作机制：

压缩阶段(COMPACT)：
- 重新组织数据行，填充空闲空间
- 不立即释放空间给表空间
- 可中断后继续执行
空间释放阶段：
- 调整高水位线
- 将空闲空间归还表空间
- 需要额外的系统资源

3. 内部操作伪代码

def shrink_table():# 第一阶段：压缩for each block in table_blocks:if block has free_space:move_rows_from_higher_blocks()compact_rows()# 第二阶段：调整HWMnew_hwm = last_used_block + 1update_segment_header(new_hwm)release_free_blocks()

关键技术点

1. 行移动机制

使用临时空间记录行移动映射
保持索引结构不变（不改变ROWID）
通过内部事务保证一致性

2. 空间管理

使用位图跟踪空闲空间
优先填充前半部分数据块
逐步释放末尾的空闲块

3. 并发控制

使用行级锁而非表锁
允许DML操作并发执行
可能短暂阻塞DDL操作

存储变化示意图

收缩前：
[已用块][空闲块][已用块][空闲块][HWM]
收缩后：
[紧凑的已用块][HWM] | 释放的空间

参数与限制

1. 关键参数影响

COMPACT：只压缩不释放空间
CASCADE：级联收缩相关对象（如索引）
SHRINK SPACE：完整执行两阶段

2. 主要限制

必须启用ROW MOVEMENT
不支持含LOB列的表(除非使用特殊选项)
不能用于系统表空间中的对象
集群表、IOT等特殊表有限制

性能优化建议

分批处理大表：

-- 先压缩多次再最终释放
ALTER TABLE large_table SHRINK SPACE COMPACT;
ALTER TABLE large_table SHRINK SPACE COMPACT;
ALTER TABLE large_table SHRINK SPACE;

最佳执行时机：
- 低业务负载时段
- 表有大量删除/更新操作后
- 定期维护窗口期

监控方法：

-- 查看收缩进度
SELECT sql_text, sofar, totalwork 
FROM v$session_longops 
WHERE opname LIKE '%SHRINK%';-- 评估收缩效果
SELECT table_name, blocks, empty_blocks 
FROM user_tables 
WHERE table_name = 'YOUR_TABLE';

内部实现细节

UNDO生成：
- 只为行移动生成UNDO
- 比MOVE操作生成的UNDO少得多
REDO生成：
- 记录行移动和HWM变更
- 量级取决于移动的行数
临时空间使用：
- 需要少量临时空间
- 主要用于跟踪行移动

与MOVE操作的对比

特性	SHRINK	MOVE
锁定级别	行级锁	排他锁
ROWID变化	保持不变	全部改变
索引状态	保持有效	需要重建
空间释放	渐进式释放	完全重组
高水位线处理	可能降低但不完全重置	完全重置
适用场景	日常维护	大规模重组

实际案例

-- 1. 准备表
CREATE TABLE sales_data AS SELECT * FROM sales_history;
DELETE FROM sales_data WHERE sale_date < ADD_MONTHS(SYSDATE, -24);-- 2. 检查空间使用
SELECT segment_name, blocks, bytes/1024/1024 MB 
FROM user_segments 
WHERE segment_name = 'SALES_DATA';-- 3. 执行收缩
ALTER TABLE sales_data ENABLE ROW MOVEMENT;
ALTER TABLE sales_data SHRINK SPACE CASCADE;-- 4. 验证结果
SELECT blocks, empty_blocks 
FROM user_tables 
WHERE table_name = 'SALES_DATA';