Oracleデータブロックとは｜最小I/O単位とDB_BLOCK_SIZE・PCTFREE

この記事の要点

データブロックは Oracle の物理 I/O の最小単位。OS の I/O ブロックの倍数で定義される
論理構造の階層は 表領域 → セグメント → エクステント → データブロック → 行
サイズは DB_BLOCK_SIZE パラメータで決定（標準は 8KB、2KB / 4KB / 8KB / 16KB / 32KB）
内部は ヘッダ / 表ディレクトリ / 行ディレクトリ / 行データ / フリースペース で構成
PCTFREE（更新用に空けるパーセント）と PCTUSED（再利用判定の閾値）でフリースペース管理

データブロックとは

データブロック（Data Block）は、Oracle がディスクとメモリ間で読み書きする最小単位です。Oracle の論理構造の最下層に位置し、実際の行データはこのブロック内に格納されます。「Oracle ブロック」「論理ブロック」とも呼ばれます。

論理構造の中の位置づけ

階層	役割
表領域（Tablespace）	1 つ以上のデータファイルからなる論理的な格納領域
セグメント（Segment）	テーブル / インデックスなど 1 オブジェクトに割り当てられる領域
エクステント（Extent）	連続したデータブロックのまとまり
データブロック（Data Block）	物理 I/O の最小単位
行（Row）	1 件のレコード（複数行が 1 ブロックに収まることが多い）

ブロックサイズの決め方

ブロックサイズは初期化パラメータ DB_BLOCK_SIZE で決まり、データベース作成後は変更できません。サポートされる値は 2KB / 4KB / 8KB（標準） / 16KB / 32KB（プラットフォーム依存）です。

-- 現在のブロックサイズ確認
SHOW PARAMETER DB_BLOCK_SIZE;

-- ビューでの確認
SELECT name, value
  FROM v$parameter
 WHERE name = 'db_block_size';

-- 表領域ごとのブロックサイズ
SELECT tablespace_name, block_size
  FROM dba_tablespaces;

サイズの選び方

サイズ	向く用途	注意
2KB / 4KB	OLTP・小さい行が多い	I/O 回数が増えやすい
8KB	汎用（OLTP・DWH 混在）	標準。迷ったらこれ
16KB / 32KB	DWH・大量スキャン中心	OLTP では無駄が出やすい

データブロックの内部構造

領域	内容
ブロックヘッダ	ブロック種別 / アドレス / トランザクションスロット（ITL）など
表ディレクトリ	このブロックに含まれる表の情報
行ディレクトリ	各行の位置オフセット
行データ	実際の行（複数）
フリースペース	未使用領域。更新による拡張・新規行に使う

行ディレクトリと行データはブロックの両端から中央に向かって伸びる構造で、中央のフリースペースが消費されていきます。

PCTFREE と PCTUSED

ブロック内のフリースペース管理パラメータです。PCTFREE は更新時の拡張用に空けておく割合、PCTUSED は再利用可能と判定する使用率の閾値です。

-- 表作成時に指定
CREATE TABLE orders (
  order_id NUMBER,
  detail   VARCHAR2(2000)
)
PCTFREE 20    -- 20% を更新用に確保
PCTUSED 40;   -- 使用率が 40% を切ったら再利用可

-- 既存表の確認
SELECT table_name, pct_free, pct_used
  FROM user_tables;

状況	PCTFREE	PCTUSED
INSERT 中心（更新ほぼ無し）	低（5〜10）	高（80〜90）
UPDATE 多発（列が伸びる）	高（20〜30）	低（40〜50）

注: ASSM（自動セグメント領域管理）を使う表領域では PCTUSED は無視されます。9i 以降は ASSM が既定で、PCTFREE のみ意識すれば良くなりました。

行移行（Row Migration）と行連鎖（Row Chaining）

現象	原因	対策
行移行	UPDATE で行が伸び、同じブロックに収まらず別ブロックへ移動	PCTFREE を増やす / 再構成
行連鎖	1 行が 1 ブロックに収まらない（巨大 VARCHAR2 / LOB）	ブロックサイズを大きくする / 列を分割

どちらも 1 行を読むのに複数ブロックを参照する必要があり、性能劣化の原因になります。ANALYZE TABLE ... LIST CHAINED ROWS; や CHAIN_CNT 列で検出できます。

データブロックとバッファキャッシュ

サーバプロセスがディスクから読み込んだデータブロックは、SGA のバッファキャッシュにロードされ、以降は他のセッションも共有して使えます。書き込みはDBWn プロセスが非同期にディスクへ書き出します。

キャッシュヒット率は v$sysstat の session logical reads / physical reads から算出
db_block_buffers は廃止、現在は db_cache_size や memory_target
同じデータブロックが何度も参照されると、論理読み込みは増えるが物理 I/O は発生しない

ブロックダンプで内部を覗く

個別のブロック内容は ALTER SYSTEM DUMP DATAFILE ... BLOCK ... でトレースファイルに出力できます。学習用に試す場合は本番では実施しないこと（I/O 負荷とトレース量が大きい）。

-- file# と block# を ROWID から取得
SELECT DBMS_ROWID.ROWID_RELATIVE_FNO(rowid) AS file#,
       DBMS_ROWID.ROWID_BLOCK_NUMBER(rowid) AS block#,
       DBMS_ROWID.ROWID_ROW_NUMBER(rowid)   AS row#,
       rowid
  FROM employees
 WHERE rownum <= 5;

-- 指定ブロックをトレースに出力（DBA 権限）
ALTER SYSTEM DUMP DATAFILE 4 BLOCK 123;

SecureFiles LOB と CLOB のブロック格納

巨大データ（CLOB / BLOB）は通常のデータブロックには直接入らず、LOB セグメントに格納され、本体ブロックにはLOB ロケータのみ置かれます。インラインに収まる小さい LOB（4000 バイト未満で ENABLE STORAGE IN ROW 指定時）は行と同じブロックに納まります。

非標準ブロックサイズの併用

1 つの DB で複数のブロックサイズを共存させることもできます。標準サイズの表領域に加えて、特定の表領域だけ別サイズ（例: アーカイブ用 32KB）を使うケースです。専用バッファキャッシュ db_nk_cache_size の設定が必要です。

ページ一覧

その他