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：

1. 不压缩

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' ;

2. Basic compression

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 ;

3. OLTP compression

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 ;

4. HCC（Hybrid Columnar Compression）

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（Compre