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隨著(zhù)海量數據時(shí)代的到來(lái)，TB和EB級別的數據庫已經(jīng)出現在很多企業(yè)系統中。相對幾何級別增長(cháng)的數據量，存儲似乎是一個(gè)水漲船高不能填滿(mǎn)的空洞。數據表級別的壓縮，是一定程度上緩解海量數據存儲的一個(gè)解決方案。

在Oracle的產(chǎn)品發(fā)展歷程中，數據表壓縮compress技術(shù)，一直是一個(gè)不斷提高和進(jìn)化的方面。在Oracle11g中，Advanced Compression技術(shù)的推出，就是Oracle壓縮技術(shù)成熟的重要標志。

1、Oracle Compression壓縮

簡(jiǎn)單的說(shuō)，Oracle壓縮采用的是“重復值消除”（Eliminating Duplicate Values）算法。在數據庫塊級別，Oracle將壓縮數據保存在數據塊block中，解壓數據使用的所有信息也都保存在各自的數據塊內。如果存在數據行或者數據列重復的情況，只在塊頭保存一次。這些只保存一次的數據，稱(chēng)為“symbol table for that block”（該數據塊的符號表）。每個(gè)數據行如果使用這些符號表重復數據，只需要保存一個(gè)符號表記錄的“short reference”。

在Compression類(lèi)型上，Oracle根據數據表的操作類(lèi)型，提供兩種類(lèi)型的壓縮：

ü       Compress for direct_load operation：直接路徑壓縮，也是默認的壓縮方式。該選項適合于Data warehouse類(lèi)型系統，該類(lèi)型系統沒(méi)有很頻繁的DML操作，數據加載方式也大都是使用批量加載；

ü       Compress for all operation：是Advanced Compression的一個(gè)特點(diǎn)。通常的壓縮技術(shù)對于DML操作的影響是巨大的。Advanced Compression的這個(gè)選擇類(lèi)型，就是為OLTP系統準備。該選項為所有的DML操作開(kāi)啟了壓縮功能；

2、Advanced Compression適應范圍

Oracle11g的Advaced Compression組件適應范圍較廣，幾乎涉及到所有空間存儲對象。

ü       OLTP數據表壓縮

Oracle最早從9i版本中，提供了壓縮compression功能。早期的compression允許數據表在進(jìn)行批量加載操作（bulk load operation）是對數據進(jìn)行壓縮，比如direct path load（sql loader）、create table as select…操作（CTAS）。這種方式適應數據倉庫（Data warehouse）類(lèi)型系統。

Advanced Compression技術(shù)組件提供了對各種類(lèi)型操作進(jìn)行壓縮的技術(shù)，包括了常規的DML insert和update操作。具體包括下列操作：

1)       直接路徑加載，如sql loader；

2)       Create table xxx as select xx操作（CTAS）；

3)       并行parallel（或者串行使用append提示的插入）語(yǔ)句；

4)       單行或者多行插入；

5)       單行或者多行更新；

在使用一些數據管理語(yǔ)句，如move操作的時(shí)候，在執行階段就會(huì )對數據表加以exclusive級別數據鎖，禁止進(jìn)行DML操作。操作結束時(shí)，數據表還是能夠保證壓縮狀態(tài)。

對壓縮數據表，進(jìn)行DML操作的性能損耗可以做到最小。這也是Advanced Compression最大特色。

ü       Secure File壓縮和消重復（Compression and DeDuplication）

Secure File Deduplication是用于消除重復Secur File數據的智能化技術(shù)。Oracle可以將重復的多份Secure File數據只保存一份，其他保存都是對該文件的一個(gè)鏡像引用。這樣做就可以大大減少空間占用。

ü       Data Dump數據泵壓縮

數據泵data dump是Oracle10g推出的替代原來(lái)imp/exp工具的高性能數據備份還原工具。使用數據泵將數據export導出的時(shí)候，data dump comprssion就將數據表壓縮后存儲在DMP文件中。在導入的時(shí)候，數據泵會(huì )自動(dòng)將壓縮的表數據進(jìn)行解壓。

ü       RMAN壓縮

RMAN是Oracle主推的備份還原工具在寫(xiě)入磁盤(pán)disk或者磁帶tape之前，就已經(jīng)是壓縮過(guò)的備份數據。在進(jìn)行還原操作的時(shí)候，是不要進(jìn)行顯示的解壓工作。這樣對于保存的完全、增量備份集合set來(lái)說(shuō)，是非常好的優(yōu)質(zhì)特性。

ü       DataGuard Network Compress

DataGuard是Oracle HA（High Availability）的重要組成部分。Primary Database和Standby Database之間，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )建立實(shí)時(shí)連接。Primary Database的任何數據變化，都會(huì )以redo log的方式持續傳入到standby database上，進(jìn)行apply應用過(guò)程。最終實(shí)現一致性。

使用Oracle Advanced Compression技術(shù)，可以對網(wǎng)路中傳輸的redo data進(jìn)行壓縮，從而減少redo gap。最終讓standby database可以更快的進(jìn)行同步，實(shí)現HA目標。

最后特別說(shuō)一下關(guān)于Advanced Compression lisence問(wèn)題，在11g之前使用Compress是不需要單獨的許可費用的。從11g開(kāi)始，Advanced Compression需要單獨許可使用，額外進(jìn)行收費。

下面我們通過(guò)一系列實(shí)驗來(lái)演示table compression的使用。

3、實(shí)驗環(huán)境準備

首先我們準備實(shí)驗環(huán)境，構建一個(gè)相對較大的數據表。

SQL> select * from v$version;

BANNER

--------------------------------------------------------------------------------

Oracle Database11gEnterpriseEdition Release11.2.0.1.0 - Production

PL/SQL Release11.2.0.1.0 - Production

CORE    11.2.0.1.0      Production

TNS for Linux: Version11.2.0.1.0 - Production

NLSRTL Version11.2.0.1.0 – Production

SQL> select * from v$option where parameter='Advanced Compression';

PARAMETER           VALUE

-------------------- ----------------------------------------------------------------

Advanced Compression TRUE

構建數據表t_ori，其中包括21萬(wàn)余條數據。

SQL> create table t_ori as select * from dba_objects;

Table created

SQL> select count(*) from t_ori;

 COUNT(*)

----------

   217731

SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats(user,'T_ORI',cascade => true);

PL/SQL procedure successfully completed

從數據字典中，我們可以清晰的看到數據表空間分配。

SQL> select segment_name, count(*) extents, sum(blocks) blocks,sum(bytes)/1024/1024 MBs from dba_extents where wner='SYS' and segment_name='T_ORI' group by segment_name;

SEGMENT_NAME           EXTENTS    BLOCKS       MBS

-------------------- ---------- ---------- ----------

T_ORI                       40      3200        25

SQL> SELECT table_name, compression, compress_for FROM dba_tables where table_name='T_ORI';

TABLE_NAME                    COMPRESSION COMPRESS_FOR

------------------------------ ----------- ------------

T_ORI                         DISABLED   

4、Compress For Direct_Load Operation

首先我們使用compress常規選項。

SQL> create table t_compresscompressas select * from t_ori where 1=0;

Table created

SQL> SELECT table_name, compression, compress_for FROM dba_tables where table_name in ('T_ORI','T_COMPRESS');

TABLE_NAME                    COMPRESSION COMPRESS_FOR

------------------------------ ----------- ------------

T_ORI                         DISABLED   

T_COMPRESS                    ENABLED    BASIC

在創(chuàng )建數據表時(shí)，使用compress子句，就可以創(chuàng )建出具有壓縮功能的數據表。從數據字典看，T_COMPRESS開(kāi)啟了壓縮功能，是Basic類(lèi)型。

Compress對應的就是compress for direct_load operations壓縮類(lèi)型。使用傳統的壓縮方式，適合data warehouse類(lèi)型。

SQL> create table t_compdir compress for direct_load operations as select * from t_ori;

Table created

Executed in 0.829 seconds

SQL> SELECT table_name, compression, compress_for FROM dba_tables where table_name in ('T_ORI','T_COMPRESS', 'T_COMPDIR');

TABLE_NAME                    COMPRESSION COMPRESS_FOR

------------------------------ ----------- ------------

T_COMPDIR                     ENABLED    BASIC

T_ORI                         DISABLED   

T_COMPRESS                    ENABLED    BASIC

如果對數據表使用append方式添加數據，是使用direct load加載數據。

SQL> insert/*+append */into t_compress select * from t_ori;

217731 rows inserted

Executed in 0.563 seconds

SQL> commit;

Commit complete

Executed in 0 seconds

SQL> select segment_name, count(*) extents, sum(blocks) blocks,sum(bytes)/1024/1024 MBs from dba_extents where wner='SYS' and segment_name in ('T_ORI','T_COMPRESS','T_COMPDIR') group by segment_name;

SEGMENT_NAME           EXTENTS    BLOCKS       MBS

-------------------- ---------- ---------- ----------

T_COMPDIR                   22       896         7

T_COMPRESS                  37      2816        22

T_ORI                       40      3200        25

Executed in 0.078 seconds

上面實(shí)驗，我們可以對比出在進(jìn)行不同操作時(shí)advanced compression的特性。對于compress for direct_load operations操作，使用CTAS操作的壓縮率較高。原數據表大小為25M，使用CTAS操作生成的數據表T_COMPDIR大小只有7M，壓縮率僅三分之二。

但是，如果使用append提示進(jìn)行插入操作，雖然也會(huì )有壓縮效果，但是壓縮效果遠不如CTAS，壓縮后的數據表為22M。