タイトル: 論理構造
SEOタイトル: Oracle データベース論理構造完全ガイド (Tablespace/Segment/Extent/Block)
| この記事の要点 |
|
Oracle 論理構造の全体像
Oracle データベースは「物理構造（データファイル・REDO ログ・制御ファイル等の OS ファイル）」と「論理構造（Oracle が内部的に管理する論理単位）」に分かれます。論理構造は次の 4 階層で構成されます。
| 階層 | 役割 | 対応する物理 |
|---|---|---|
| Tablespace | 論理的なストレージ領域。1 つ以上のデータファイルから構成 | 1 つ以上のデータファイル (.dbf) |
| Segment | 1 つのオブジェクト (Table / Index / Cluster 等) が使う領域 | 1 つの Tablespace 内に存在 |
| Extent | 連続した複数の Block。Segment 拡張の単位 | 1 つのデータファイル内で連続 |
| Data Block | I/O の最小単位。OS ブロックの倍数（通常 8KB） | OS ブロック数個分 |
Data Block (データブロック)
Oracle が読み書きする最小単位です。デフォルトは 8KB、初期化パラメータ DB_BLOCK_SIZE で決まり、データベース作成後の変更は不可（個別 Tablespace は DB_nK_CACHE_SIZE で別サイズ可）。
-- ブロックサイズ確認
SHOW PARAMETER db_block_size;
SELECT value FROM v$parameter WHERE name = 'db_block_size';
-- 8192 (= 8KB)
-- Tablespace 別のブロックサイズ
SELECT tablespace_name, block_size FROM dba_tablespaces;Block の内部構造
| 領域 | 内容 |
|---|---|
| Block Header | ブロックアドレス、Segment 種類、トランザクション情報 (ITL) |
| Table Directory | このブロックに含まれる Table 情報（Cluster 使用時） |
| Row Directory | このブロック内の各行のオフセット情報 |
| Free Space | 未使用領域（UPDATE による行サイズ増加に備える） |
| Row Data | 実際の行データ |
Extent (エクステント)
Segment を拡張する単位で、連続した複数の Blockの集まりです。テーブルにデータが追加されて現在の Extent が満杯になると、新しい Extent を割り当てて Segment を拡張します。
-- Segment ごとの Extent 数とサイズ
SELECT segment_name, segment_type, extents, bytes/1024/1024 AS mb
FROM dba_segments
WHERE owner = 'SCOTT'
ORDER BY bytes DESC;
-- Extent の詳細（どのデータファイルのどこに配置されているか）
SELECT segment_name, extent_id, file_id, block_id, blocks, bytes
FROM dba_extents
WHERE segment_name = 'EMP'
ORDER BY extent_id;Extent サイズの管理方式
| 方式 | 特徴 | 推奨 |
|---|---|---|
| Locally Managed Tablespace (LMT) | Tablespace 内のビットマップで Extent を管理。高速・断片化耐性◎ | ★ 標準（10g 以降デフォルト） |
| Dictionary Managed Tablespace (DMT) | データディクショナリ (SYSTEM 表領域) で管理。古い方式 | 非推奨（互換性以外で使わない） |
| LMT - AUTOALLOCATE | Oracle が自動でサイズを決定（64KB → 1MB → 8MB → 64MB …） | ★ 推奨デフォルト |
| LMT - UNIFORM | 全 Extent を固定サイズ（例: 1M）にする | パーティション表で有効 |
Segment (セグメント)
Segment は「1 つのオブジェクトが消費する全 Extent の集合」です。Segment の種類は次のとおり。
| Segment 種類 | 内容 |
|---|---|
| Table Segment | 通常のヒープテーブル |
| Index Segment | B-Tree / Bitmap などの索引 |
| Cluster Segment | Index Cluster / Hash Cluster |
| LOB Segment | BLOB / CLOB 等の大型データ本体 |
| LOB Index | LOB のためのインデックス |
| Temporary Segment | ORDER BY / GROUP BY / Hash Join 等で一時的に使用 |
| Rollback / UNDO Segment | UNDO 表領域内の取り消し情報 |
| Partition Segment | パーティション化されたテーブル / 索引の各パーティション |
Tablespace (表領域)
論理構造の最上位。1 つ以上のデータファイルから構成され、ユーザはオブジェクト作成時にどの Tablespace に置くかを指定します。
-- 表領域一覧と種類
SELECT tablespace_name, contents, status, extent_management, allocation_type
FROM dba_tablespaces;
-- 表領域作成 (Locally Managed + AUTOALLOCATE)
CREATE TABLESPACE app_data
DATAFILE '/u01/app/oracle/oradata/ORCL/app_data01.dbf' SIZE 100M
AUTOEXTEND ON NEXT 10M MAXSIZE 10G
EXTENT MANAGEMENT LOCAL AUTOALLOCATE
SEGMENT SPACE MANAGEMENT AUTO; -- ASSM
-- テーブルを指定 Tablespace に作成
CREATE TABLE emp (
emp_id NUMBER PRIMARY KEY,
name VARCHAR2(100)
) TABLESPACE app_data
PCTFREE 10 PCTUSED 40;PCTFREE / PCTUSED と Row Migration
Block 内の領域管理を制御するパラメータです。UPDATE で行サイズが増えたとき、空き領域がないと「Row Migration」「Row Chaining」が発生し、性能が低下します。
| パラメータ | 意味 | デフォルト |
|---|---|---|
| PCTFREE | INSERT 用に確保しておく空き領域の % （UPDATE で行が伸びる余地） | 10 |
| PCTUSED | 削除でこの % を下回ると INSERT 候補に戻すしきい値 | 40 （ASSM では無視） |
| Row Migration | UPDATE で増えた行が現在 Block に入りきらず、別 Block に移動。ROWID は元 Block に残り 2 回 I/O | 避けたい |
| Row Chaining | 1 行が 1 Block に収まらず、複数 Block にまたがる（大型 VARCHAR2 / LOB） | BLOCK SIZE 拡大で対処 |
ASSM (Automatic Segment Space Management)
Oracle 9i 以降のビットマップ方式の Segment 空間管理。Free List 方式 (MSSM) よりも RAC 環境で競合が少なく、PCTUSED 不要。9i 以降は ASSM が標準。
-- ASSM か MSSM か確認
SELECT tablespace_name, segment_space_management
FROM dba_tablespaces;
-- AUTO → ASSM (推奨)
-- MANUAL → MSSM (FREELIST 方式)確認に使う代表的なディクショナリビュー
| ビュー | 用途 |
|---|---|
DBA_TABLESPACES | 表領域一覧、管理方式 |
DBA_DATA_FILES | データファイルと表領域の対応 |
DBA_SEGMENTS | Segment 一覧、サイズ、Extent 数 |
DBA_EXTENTS | Extent 単位の配置情報 |
DBA_FREE_SPACE | 表領域の空き Extent |
USER_TS_QUOTAS | ユーザに割り当てられた表領域クォータ |
V$DATAFILE | データファイル状態（動的） |
サイズ確認の実用 SQL
-- 表領域使用率
SELECT df.tablespace_name,
ROUND(df.bytes/1024/1024, 1) AS total_mb,
ROUND((df.bytes - NVL(fs.bytes,0))/1024/1024, 1) AS used_mb,
ROUND((1 - NVL(fs.bytes,0)/df.bytes)*100, 1) AS pct_used
FROM (SELECT tablespace_name, SUM(bytes) bytes FROM dba_data_files GROUP BY tablespace_name) df
LEFT JOIN (SELECT tablespace_name, SUM(bytes) bytes FROM dba_free_space GROUP BY tablespace_name) fs
ON df.tablespace_name = fs.tablespace_name
ORDER BY pct_used DESC;
-- Segment トップ 10
SELECT owner, segment_name, segment_type, bytes/1024/1024 AS mb
FROM dba_segments
ORDER BY bytes DESC
FETCH FIRST 10 ROWS ONLY;
-- Row Migration / Chaining 検出
ANALYZE TABLE scott.emp COMPUTE STATISTICS;
SELECT table_name, num_rows, chain_cnt FROM user_tables WHERE chain_cnt > 0;FAQ
Q: Block サイズを後から変更できる？
A: データベース全体の DB_BLOCK_SIZE は作成後変更不可。ただし個別の Tablespace なら DB_nK_CACHE_SIZE パラメータと組合せて別サイズを使えます。
Q: Extent が増えすぎると遅い？
A: 数百〜数千程度なら問題ありません。極端に多い場合（数万〜）はフルスキャン時のオーバーヘッドが見えてきます。LMT AUTOALLOCATE なら Oracle が自動で増分を拡大するので通常問題化しません。
Q: Row Migration が見つかったらどうする？
A: 該当テーブルを ALTER TABLE ... MOVE で再構築し、必要なら PCTFREE を増やします。索引は無効化されるので ALTER INDEX ... REBUILD も忘れずに。