Concepto de Data block - Estructuras de memoria

Concepto de Data block (bloque de datos)

Un data block es el último eslabón dentro de la cadena de almacenamiento. El concepto de Data block es un concepto físico, ya que representa la mínima unidad de almacenamiento que es capaz de manejar Oracle. Igual que la mínima unidad de almacenamiento de un disco duro es la unidad de asignación, la mínima unidad de almacenamiento de Oracle es el data block. En un disco duro no es posible que un fichero pequeño ocupe menos de lo que indique la unidad de asignación, así si la unidad de asignación es de 4 Kb, un fichero que ocupe 1 Kb, en realidad ocupa 4 Kb.

Siguiendo con la cadena, cada segmento (o cada extensión) se almacena en uno o varios bloques de datos, dependiendo del tamaño definido para el extensión, y del tamaño definido para el data block.

(*) Espacio ocupado en el data block por la primera NEXT EXTENSION. (#) Espacio ocupado en unidades de asignación del sistema operativo por los data blocks anteriores.

El esquema muestra toda la cadena de almacenamiento de Oracle.

Desde el nivel más físico al más lógico:

• Unidades de asignación del sistema operativo (El más físico. No depende de Oracle)
• Data blocks de Oracle
• Extents
• Segments
• DataFiles
• Tablespaces (El más lógico)

El tamaño de las unidades de asignación del sistema operativo se define durante el particionado del disco duro (FDISK, FIPS…), y el espacio de los data blocks de Oracle se define durante la instalación y no puede ser cambiado.

Como es lógico, el tamaño de un data block tiene que ser múltiplo del tamaño de una unidad de asignación, es decir, si cada unidad de asignación ocupa 4 K, los data blocks pueden ser de 4K, 8K, 12K… para que en el sistema operativo ocupen 1, 2, 3… unidades de asignación.

Estructuras de memoria

Todas las estructura que hemos visto se refieren a cómo se almacenan los datos en el disco. Sin embargo, y como es lógico, Oracle también utiliza la memoria del servidor para su funcionamiento. Oracle utiliza dos tipos de memoria

• Memoria local y privada para cada uno de los procesos: PGA (Process Global Area o Program Global Area).

• Memoria común y compartida por todos los procesos SGA (System Global Area o Shared Global Area).

Cada vez que se conecta un cliente al servidor, se ejecuta un subproceso que atenderá sus peticiones (a través del fork en Unix o con CreateThread en el mundo Windows), y este subproceso creará un nuevo bloque de memoria de tipo PGA. El tamaño de este bloque de memoria dependerá del sistema operativo, y permanece invariable, aunque se puede configurar cambiando el valor de la variable SORT_AREA_SIZE del archivo de inicialización INIT.ORA.

Por cada instancia de base de datos, tendremos una zona de memoria global, el SGA, donde se almacenan aquellos datos y estructuras que deben se compartidos entre distintos procesos de la base de datos, como los procesos propios de Oracle y cada uno de los subprocesos que gestionan la conexión. El tamaño del SGA es uno de los puntos más críticos a la hora de mejorar el rendimiento de una base de datos, ya que, cuanto mayor memoria se reserve (mientras no sea memoria virtual), más rápidas se realizarán ciertas operaciones. Por ejemplo, las ordenaciones (una de las operaciones que más rápido deben hacerse) se realizan en el SGA si hay espacio suficiente. En caso contrario, se realizarán directamente en el disco, utilizando segmentos temporales.

El SGA se divide en cuatro grandes zonas:

• Database buffer cache: almacena los bloques que se han leído de los datafiles. Cada vez que es necesario acceder a un bloque, se busca el bloque en esta zona, y en caso de no existir, se lee de nuevo del datafile correspondiente. Cuantos más bloques quepan en esta zona de memoria, mejor será el rendimiento.
• SQL Area: es la zona de memoria se almacenan compiladas las últimas sentencias SQL (y bloques PL/SQL) ejecutadas. Además se almacenan las variables acopladas (bind), el árbol de parsing, los buffer de ejecución y el plan de ejecución. Es importante que siempre que se utilice la misma sentencia, sea exactamente igual, para poder aprovechar sentencias previas almacenadas en el SQL Area. Es decir, las siguientes sentencias:

“SELECT * FROM TABLA”

“select * from tabla” “SELECT * FROM TABLA” “SELECT * FROM tabla”

Se consideran distintas y no se aprovecha el SQL Area. Debe coincidir el texto exactamente, considerando mayúsculas y minúsculas, espacios, retornos de carro, nombre de parámetros, etc. Esto es debido a que se buscan dentro del SQL Area utilizando un hash de la sentencia, y un simple espacio (o cambiar una letra a mayúsculas) hace que el hash resultante sea distinto, por lo que no encontrará la sentencia dentro del SQL Area. Cuanto mayor sea el espacio del SQL Area, se realizarán menos compilaciones, planes de ejecución y análisis léxicos, por lo que la ejecución de las consultas será más rápida.

• Redo cache: almacena los registros de redo de las últimas operaciones realizadas. Estos registros se almacenan en los archivos de redo, que sirven para recomponer la base de datos en caso de error.
• Dictionary cache: almacena datos del diccionario de Oracle, para utilizarlos en los planes de ejecución, optimización de consultas, etc. Cuantos más datos quepan en esta zona, mayor probabilidad habrá de que el dato que necesitamos ya esté en memoria, y no sea necesario acceder a las tablas del diccionario para leerlo.