DM 数据库的逻辑结构：表空间、段、区、页

如果把数据库比作一座城市，物理结构是城市的道路和建筑，而逻辑结构则是城市的行政区划。

今天我们从逻辑视角看达梦数据库——表空间、段、区、页。

逻辑层次概览

表空间（Tablespace）
    │
    ├── 段（Segment）
    │     │
    │     └── 区（Extent）
    │           │
    │           └── 页（Page）
    │                 │
    │                 └── 行（Row）
    │
    └── SYSTEM 表空间（系统字典）

这四个层级从大到小，像俄罗斯套娃一样层层嵌套。

表空间（Tablespace）

表空间是逻辑结构的顶层，用于组织和管理数据。

达梦的默认表空间

表空间	用途	能否删除
SYSTEM	系统字典、字典缓存	不可
ROLL	回滚段、Undo 数据	不可
TEMP	临时表、排序中间结果	可
MAIN	默认用户表空间	可
HMAIN	堆表默认表空间	可

创建表空间

-- 创建简单的表空间
CREATE TABLESPACE TS_SALES DATAFILE '/dm/data/sales01.dbf' SIZE 512M;

-- 创建带多个数据文件的表空间
CREATE TABLESPACE TS_ARCHIVE
    DATAFILE '/dm/data/archive01.dbf' SIZE 1G,
             '/dm/data/archive02.dbf' SIZE 1G
    AUTOEXTEND ON NEXT 256M MAXSIZE 4G;

表空间的管理要点

1. 合理规划大小：预估数据增长，避免频繁扩展
2. 分离热点数据：将高频访问的表放在 SSD 磁盘表空间
3. 分离冷热数据：历史归档数据放在普通磁盘表空间

-- 查看表空间信息
SELECT TABLESPACE_ID, NAME, TOTAL_SIZE, FREE_SIZE, PAGE_SIZE
FROM V$TABLESPACE;

-- 修改表空间状态（只读/读写）
ALTER TABLESPACE TS_SALES READ ONLY;
ALTER TABLESPACE TS_SALES READ WRITE;

段（Segment）

段是表或索引的存储容器，每个表或索引都对应一个或多个段。

段的类型

段类型	用途	包含对象
数据段	存储表数据	普通表、分区表的每个分区
索引段	存储索引数据	每个索引
回滚段	存储Undo数据	事务回滚所需
临时段	存储临时数据	排序、哈希连接中间结果

段的分配策略

DM 默认采用「按需分配」策略：

• 表刚创建时，只分配一个区（初始 extent）
• 随着数据增长，逐步分配新的区

-- 创建表时指定存储参数
CREATE TABLE T_SALES (
    ID NUMBER(18),
    AMOUNT NUMBER(15,2),
    SALE_DATE DATE
)
TABLESPACE TS_SALES
STORAGE(
    INITIAL 1M,      -- 初始区大小
    NEXT 1M,         -- 后续区大小
    MINEXTENTS 1,    -- 最小区数
    MAXEXTENTS 100   -- 最大区数
);

区（Extent）

区是段的下一级存储单位，是 DM 分配空间的最小单位。

区的大小

区的大小由创建表空间时的 EXTENT_SIZE 参数决定：

• 默认 EXTENT_SIZE = 16（16 页）
• 如果页大小为 8KB，则区大小 = 128KB

区的分配过程

第一次插入数据 → 分配第一个区（16 页）
                         │
数据增长到区满 → 分配第二个区（16 页）
                         │
数据继续增长 → 分配第三个区（16 页）
                         │
        ...以此类推...

查看段的区使用情况

-- 查看表占用多少个区
SELECT SEGMENT_NAME, TABLESPACE_NAME, EXTENTS, BYTES/1024/1024 AS SIZE_MB
FROM DBA_SEGMENTS
WHERE OWNER = 'SYSDBA'
ORDER BY EXTENTS DESC;

页（Page）

页是 DM 存储的最小单位，是数据读写的最基本单元。

页的结构

┌────────────────────────────────────┐
│           页头（Page Header）       │  约 32 字节
├────────────────────────────────────┤
│           行数据（Row Data）        │  主要数据区域
├────────────────────────────────────┤
│           行偏移数组（Slot Array）  │  每行一个指针
└────────────────────────────────────┘

页的类型

页类型	大小	存储内容
数据页	4/8/16/32 KB	表数据
索引页	4/8/16/32 KB	索引数据
Undo 页	4/8/16/32 KB	回滚数据

为什么不建议页设置过大？

页大小	优点	缺点
4KB	减少内部碎片	单行数据受限，最多 4066 字节
8KB	平衡选择	默认推荐
16KB	适合大字段	可能浪费空间
32KB	适合大字段+分析场景	内存压力增大

-- 创建页大小为 16KB 的表空间
CREATE TABLESPACE TS_LARGE
    DATAFILE '/dm/data/large01.dbf' SIZE 1G
    EXTENT MANAGEMENT LOCAL
    PAGE_SIZE = 16384;

行（Row）

行是数据的最终载体，每个页可以存放多行数据。

行的结构

┌────────────────────────────────────┐
│ 列1值 │ 列2值 │ 列3值 │ ... │ 列N值│
└────────────────────────────────────┘

行溢出

当一行数据超过页大小时，DM 会将大字段列（VARCHAR/BLOB/CLOB）溢出到溢出页：

-- 查看某行是否发生行溢出
SELECT ID, LENGTH(DATA_COL) AS DATA_LEN
FROM T_LARGE_DATA
WHERE DATA_OVERFLOW = 1;

逻辑结构与物理结构的对应

逻辑结构                    物理结构
────────────────────────────────────────
表空间（Tablespace）  →   数据文件（.dbf）
段（Segment）         →   数据文件中的存储区域
区（Extent）          →   连续的 16 个页
页（Page）            →   固定大小的存储块

实战：规划一个高效的表空间结构

假设我们需要存储 1TB 的销售数据：

-- 1. 创建元数据表空间（小表高频访问，放在 SSD）
CREATE TABLESPACE TS_META
    DATAFILE '/ssd/data/meta01.dbf' SIZE 1G
    PAGE_SIZE 8192;

-- 2. 创建业务数据表空间（大表，放在普通磁盘）
CREATE TABLESPACE TS_DATA
    DATAFILE '/hdd/data/data01.dbf' SIZE 500G,
             '/hdd/data/data02.dbf' SIZE 500G
    EXTENT MANAGEMENT LOCAL
    PAGE_SIZE 16384;

-- 3. 创建索引表空间（索引单独存放）
CREATE TABLESPACE TS_INDEX
    DATAFILE '/ssd/data/index01.dbf' SIZE 100G;

-- 4. 创建临时表空间（排序用）
CREATE TABLESPACE TS_TEMP
    DATAFILE '/ssd/data/temp01.dbf' SIZE 50G;

-- 5. 将表和索引分别创建在不同表空间
CREATE TABLE T_SALES (
    ID NUMBER(18) PRIMARY KEY,
    DATA CLOB
) TABLESPACE TS_DATA;

CREATE INDEX IDX_SALES_DATE ON T_SALES(SALE_DATE) TABLESPACE TS_INDEX;

面试追问方向

• 表空间使用率达到 100% 会发生什么？
• 如果一个表的数据分布在多个数据文件，查询会有什么影响？
• 临时表空间和普通表空间的区别是什么？

这些问题的答案，都在理解逻辑结构的底层机制中。