Oracle数据库的压缩功能
大家听到这个词，一定就想到了节省硬盘空间吧。没错，它就是用来干这个的，但是向外延伸一下，它不仅可以节省硬盘空间，更可以节省带宽以及内存的使用（cpu有一点点损耗因为需要更多的计算取值操作，但是鉴于大多数环境下cpu都有空闲，所以也可以忽略了）。
Basiccompression这个功能从9i开始就有提供，11gr1开始提供了新的压缩功能，即OLTP compression。Basic compression是包括在EE版本中的，不需要额外收费，但是OLTP compression则需要额外的Oracle Advanced Compression optionlicense。高级？想用？掏钱吧。
下面的图片能够帮助你简单了解压缩块的原理：
简单来说，就是在block中会存有特殊的数据结构，symbol table。
Symboltable dump出来的内容如下所示：
tab 0, row 0, @0x1da4 tl: 7 fb: --H-FL-- lb: 0x0 cc: 12 col 0:*NULL* col 1: [5] 56 41 4c 49 44 col 2: [1] 4e col 3:*NULL* col 4: [1] 4e col 5: [1] 4e col 6: [3] 53 59 53 col 7: [7] 78 6f 0a 1e 0d 39 19 col 8:[19] 32 30 31 31 2d 31 30 2d 33 30 3a 3132 3a 35 36 3a 32 34 col 9: [2] c1 05 col 10: [ 5] 49 4e 44 45 58 col 11: [ 7] 78 6f 0a 1e 0d 39 19 bindmp: 00 2a 0c 15 20 24 22
真正的数据内容如下所示：
tab 0, row 0, @0x1da4 tl: 7 fb: --H-FL-- lb: 0x0 cc: 12 col 0:*NULL* col 1: [5] 56 41 4c 49 44 col 2: [1] 4e col 3:*NULL* col 4: [1] 4e col 5: [1] 4e col 6: [3] 53 59 53 col 7: [7] 78 6f 0a 1e 0d 39 19 col 8:[19] 32 30 31 31 2d 31 30 2d 33 30 3a 3132 3a 35 36 3a 32 34 col 9: [2] c1 05 col 10: [ 5] 49 4e 44 45 58 col 11: [ 7] 78 6f 0a 1e 0d 39 19 bindmp: 00 2a 0c 15 20 24 22
有点类似于clustertable的block结构。简单来说就是只将block重复的内容存放一份到symbol table中，真正的表row piece引用存放在symbol table中的重复的内容。因为Basiccompression和OLTPcompresssion都是块内压缩，所以就算拥有重复的内容，但是如果不在同一个块内存放，还是无法达到压缩的效果。其原理先介绍到这，如果想要深入研究，可以参考老熊的blog。
Oracle压缩表数据块格式解析：
http://www.laoxiong.net/dissect_compressed_block_part1.html
概念补完了，下面来简单介绍一下表压缩的几种类型：
别心急，我觉得它应该算是表压缩的类型之一，为了严谨一些，这里把它列为第一位。关键字nocompress。意思就是不压缩。默认创建表的时候会根据你的表空间的default属性来判断是否压缩。如果你的表空间定义为default compress，那么在此表空间创建非压缩表的时候则需要指定nocompress。例句：
create table t(id number) nocompress ;
相关SQL（留给大家自己测试）：
alter tablespace users default compress ;
select tablespace_name , compress_for fromdba_tablespaces where tablespace_name='USERS' ;
create table ttt (id number) tablespace users ;
create table ttt2 (id number) tablespace users nocompress ;
select table_name , COMPRESS_FOR fromuser_tables where table_name in ('TTT','TTT2') ;
alter tablespace users default nocompress ;
select tablespace_name , compress_for fromdba_tablespaces where tablespace_name='USERS' ;
l 要点1：数据压缩只在directpath load的时候才会生效，对于普通的dml语句insert、update不会发生压缩。
l 要点2：压缩的时候为了保证最大程度的压缩，会自动设置pctfree为0（不是强制的，也可以在建表的时候设置pctfree为其他值）。
例句：
create table t(id number) compress ; create table t(id number) compress basic ;
l 要点1：不像Basic compression，OLTPcompression会对所有的dml生效，所以适用于OLTP系统。
l 要点2：自动设置pctfree为10，也可以自行设置。
l 要点3：oracle数据库内部的压缩动作不是在所有dml操作中都产生，只有当新的block中的数据存放到达了厥值的时候才会引发块内的压缩操作。
这里重点描述一下第三个要点：
oracle 数据库压缩数据块在批量模式下，而不是每个更改数据的操作都会引发压缩操作。block中保留未压缩的数据达到了一个厥值的时候会引发块内的压缩操作。
当一个事务导致在block中的数据达到了厥值，所有的block中的内容就会被压缩。然后，更多的数据加入到块中，再一次达到厥值，整个block会重新压缩，以达到最大程度的压缩级别。这个过程会一直重复，直到oracle 数据库确定无法再从压缩上获得更高的效益。只有某些触发压缩条件的的事务会经历轻微的压缩开销。
所以多数oltp事务作用在压缩的块上面，会和未压缩的表上拥有相同的性能。只有那些比较倒霉的操作会引发块内的压缩动作。
这里的详细内容可以参考aco白皮书。
例句：
create table t(id number) compress for oltp ;
这个特性只为Exadata一体机环境下的Oracle数据库提供。可以分为4个级别，即：
l Query low
l Query high
l Archive low
l Archive high
比较适用于更改不频繁或者readonly的表。根据上面排列的级别，相应的压缩比越来越高，看到介绍，竟然最多可以达到30倍，确实令人咋舌（当然这应该是最好的情况）。
原理简单描述：
不像传统的数据存储，一行中所有的信息都存放在一起。而是使用CU（CompressionUnit）的结构来存储数据，将一组（很多行）行中每列的信息存放在一起，然后执行压缩操作。可以节省更多的空间。（原来只是块内引用，现在是多块内引用，肯定节省更多的空间）但是同样的，由于这种存储结构，在发生更新1行的数据的时候，会连带的锁定一个Logical Compression Unit中的所有行。
我不是OracleDatabase的销售，所以关于HCC的内容就介绍到这里。最后说一下关于压缩的几点限制：
1. Compress Basic和compress foroltp 不支持超过255列的信息。（真心蛋疼，难道是因为超过255列的row会跨越多个row piece的原因？）
2. BasicFile LOBs 不支持压缩，SecureFileLOBs支持压缩。（新东西带来新bug）
3. 使用Compress Basic的时候无法dropcolumn，但是对于compress for oltp以及hcc中的各种压缩格式是允许的。
4. 不支持索引组织表。
5. 不支持外部表或者ClusterTable（直接说只支持堆积表得了）。
HCC的限制内容不描述了。
下面附上show_space（itpub改良版）脚本：
CREATE OR REPLACE PROCEDURE show_space(p_segname_1 IN VARCHAR2,
p_type_1 IN VARCHAR2 DEFAULT'TABLE',
p_space IN VARCHAR2 DEFAULT'AUTO',
p_analyzed IN VARCHAR2 DEFAULT'N',
p_partition_1 IN VARCHAR2 DEFAULT NULL,
p_owner_1 IN VARCHAR2 DEFAULTUSER)
AUTHIDCURRENT_USER AS
p_segname VARCHAR2(100);
p_type VARCHAR2(30);
p_owner VARCHAR2(30);
p_partition VARCHAR2(50);
l_unformatted_blocks NUMBER;
l_unformatted_bytes NUMBER;
l_fs1_blocks NUMBER;
l_fs1_bytes NUMBER;
l_fs2_blocks NUMBER;
l_fs2_bytes NUMBER;
l_fs3_blocks NUMBER;
l_fs3_bytes NUMBER;
l_fs4_blocks NUMBER;
l_fs4_bytes NUMBER;
l_full_blocks NUMBER;
l_full_bytes NUMBER;
l_free_blks NUMBER;
l_total_blocks NUMBER;
l_total_bytes NUMBER;
l_unused_blocks NUMBER;
l_unused_bytes NUMBER;
l_LastUsedExtFileId NUMBER;
l_LastUsedExtBlockId NUMBER;
l_LAST_USED_BLOCK NUMBER;
PROCEDURE p(p_label IN VARCHAR2, p_num IN NUMBER) IS
BEGIN
DBMS_OUTPUT.put_line(RPAD(p_label,40, '.') || p_num);
END;
BEGIN
p_segname := UPPER(p_segname_1);
p_owner := UPPER(p_owner_1);
p_type := p_type_1;
p_partition := UPPER(p_partition_1);
IF(p_type_1 = 'i' OR p_type_1 = 'I') THEN
p_type:= 'INDEX';
END IF;
IF(p_type_1 = 't' OR p_type_1 = 'T') THEN
p_type := 'TABLE';
END IF;
IF(p_type_1 = 'tp' OR p_type_1 = 'TP') THEN
p_type := 'TABLE PARTITION';
END IF;
IF(p_type_1 = 'ip' OR p_type_1 = 'IP') THEN
p_type := 'INDEX PARTITION';
END IF;
IF(p_type_1 = 'c' OR p_type_1 = 'C') THEN
p_type := 'CLUSTER';
END IF;
DBMS_SPACE.UNUSED_SPACE(segment_owner => p_owner,
segment_name => p_segname,
segment_type => p_type,
partition_name => p_partition,
total_blocks => l_total_blocks,
total_bytes => l_total_bytes,
unused_blocks => l_unused_blocks,
unused_bytes => l_unused_bytes,
LAST_USED_EXTENT_FILE_ID =>l_LastUsedExtFileId,
LAST_USED_EXTENT_BLOCK_ID =>l_LastUsedExtBlockId,
LAST_USED_BLOCK => l_LAST_USED_BLOCK);
IFp_space = 'MANUAL' OR (p_space <> 'auto' AND p_space <> 'AUTO')THEN
DBMS_SPACE.FREE_BLOCKS(segment_owner => p_owner,
segment_name => p_segname,
segment_type => p_type,
partition_name => p_partition,
freelist_group_id=> 0,
free_blks => l_free_blks);
p('Free Blocks', l_free_blks);
END IF;
p('Total Blocks', l_total_blocks);
p('Total Bytes', l_total_bytes);
p('Unused Blocks', l_unused_blocks);
p('Unused Bytes', l_unused_bytes);
p('LastUsed Ext FileId', l_LastUsedExtFileId);
p('LastUsed Ext BlockId', l_LastUsedExtBlockId);
p('LastUsed Block', l_LAST_USED_BLOCK);
/*IFthe segment is analyzed */
IFp_analyzed = 'Y' THEN
DBMS_SPACE.SPACE_USAGE(segment_owner => p_owner,
segment_name => p_segname,
segment_type => p_type,
partition_name => p_partition,
unformatted_blocks=> l_unformatted_blocks,
unformatted_bytes =>l_unformatted_bytes,
fs1_blocks => l_fs1_blocks,
fs1_bytes => l_fs1_bytes,
fs2_blocks => l_fs2_blocks,
fs2_bytes => l_fs2_bytes,
fs3_blocks => l_fs3_blocks,
fs3_bytes => l_fs3_bytes,
fs4_blocks => l_fs4_blocks,
fs4_bytes => l_fs4_bytes,
full_blocks => l_full_blocks,
full_bytes => l_full_bytes);
DBMS_OUTPUT.put_line(RPAD('', 50, '*'));
DBMS_OUTPUT.put_line('Thesegment is analyzed');
p('0%-- 25% free spaceblocks', l_fs1_blocks);
p('0%-- 25% free spacebytes', l_fs1_bytes);
p('25% -- 50% free spaceblocks', l_fs2_blocks);
p('25% -- 50% free spacebytes', l_fs2_bytes);
p('50% -- 75% free spaceblocks',l_fs3_blocks);
p('50% -- 75% free spacebytes', l_fs3_bytes);
p('75% -- 100% free spaceblocks', l_fs4_blocks);
p('75% -- 100% free spacebytes', l_fs4_bytes);
p('Unused Blocks', l_unformatted_blocks);
p('UnusedBytes', l_unformatted_bytes);
p('Total Blocks', l_full_blocks);
p('Total bytes', l_full_bytes);
END IF;
END;
使用方法：
_sys@FAKE> execdexter.show_space('BASICC3','T','AUTO','Y') ;
Total Blocks............................384
Total Bytes.............................3145728
Unused Blocks...........................18
Unused Bytes............................147456
Last Used Ext FileId....................4
Last Used Ext BlockId...................584704
Last Used Block.........................110
Thesegment is analyzed
0% -- 25% free spaceblocks..............0
0% -- 25% free spacebytes...............0
25% -- 50% free spaceblocks.............0
25% -- 50% free spacebytes..............0
50% -- 75% free spaceblocks.............0
50% -- 75% free spacebytes..............0
75% -- 100% free spaceblocks............43
75% -- 100% free spacebytes.............352256
Unused Blocks...........................0
Unused Bytes............................0
Total Blocks............................309
Total bytes.............................2531328
PL/SQL procedure successfully completed.
_sys@FAKE> exec dexter.show_space('BASICC2');
Total Blocks............................384
Total Bytes.............................3145728
Unused Blocks...........................54
Unused Bytes............................442368
Last Used Ext FileId....................4
Last Used Ext BlockId...................584320
Last Used Block.........................74
小脚本：
select table_name, compress_for, compression,PCT_FREE, PCT_USED
fromuser_tables
wheretable_name in ('BASICC', 'BASICC2');
注意，在创建compress压缩表的时候指定pct_free的值，不然结果不严谨。另外做测试的时候，大家可以放心使用
create table basicc2 tablespace users compressas select * from dba_objects ;
create table as select 的方式创建压缩表，因为它本身使用的是direct pathwrite/read。
aco白皮书下载地址：
http://download.csdn.net/detail/renfengjun/7514403
Oracle压缩功能小结1--压缩功能介绍,布布扣,bubuko.com
原文地址：http://blog.csdn.net/renfengjun/article/details/32095409
