連載
» 2005年10月21日 00時00分 UPDATE

ORACLE MASTER Bronze DBA講座(6):Oracleのデータベース記憶域を探る

Oracleデータベースエンジニアとしての実力を証明するORACLE MASTER資格。その入り口であるBronze資格の取得は難しくない。本連載と、同時掲載中の連載「Bronze SQL基礎I 講座」で合格を目指そう!(参考記事:「Oracle 10g対応のORACLE MASTERとは?」)

[有限会社 G.F.インフィニティ (Project - ∞)]

 Oracleのデータベース記憶域の管理について紹介します。今回取り上げる制御ファイル、REDOログファイルなどのOracleデータベースの構成ファイルは、前回「Oracleインスタンスを管理する」でも詳しく解説しています。

データベース記憶域の管理

理解しておきたいこと

1.確認しておきたい内容

  • データベース記憶域の作成
  • データベース変更に対するUNDO管理による読み取り一貫性
  • データベース内空き領域の再利用

2.制御ファイル

 制御ファイルとはOracleデータベースを構成するファイルの1つで、データファイルやREDOログファイルの情報、Oracleデータベースの管理情報を格納したファイルです。制御ファイルが1つあればOracleサーバは運用できますが、ファイルが損失するとOracleサーバをマウントすることができません。そのため、通常は複数のファイルを認識するように多重化(ミラー化)して運用します。

 制御ファイルは、CONTROL_FILES初期化パラメータで認識されており、Database Controlの「管理」タブ→「記憶域」リージョンの「制御ファイル」から確認できます。

≪3.REDOログファイル

 REDOログファイルには、データベースに対して行われた変更(DML、DDL)が記録され、データベースに障害があったときの回復に使用されます。最低2つのファイルが必要で、1つのファイルにLGWR(ログライタ)が書き出しを行い、満杯になるとログスイッチで別のファイルに切り替えて記録を続けます。

図1 REDOログファイルには、REDOログバッファにキャッシュされた変更情報がLGWRによって書き出される 図1 REDOログファイルには、REDOログバッファにキャッシュされた変更情報がLGWRによって書き出される

 REDOログファイルはこのように循環して使用されるファイルです。循環できることを表すため、REDOログファイルは最低2つのREDOロググループという単位を持ちます。各REDOロググループは最低1つのファイル(REDOログメンバー)を持つように構成されます。

 REDOログファイルも制御ファイル同様、損失に備えて、REDOロググループ内に複数のREDOログメンバーを配置すること(多重化)が推奨されています。

 ログスイッチが行われると、チェックポイント(データベースへの書き込みを保証するイベント)が発生します。スイッチ先のREDOロググループのチェックポイントが完了していないと書き込みはできません。ARCHIVELOGモードで運用されているデータベースの場合は、アーカイブログファイルが作成されていなければ、同じく次のREDOロググループに書き込みができません。そこでREDOロググループを追加して、ログスイッチまでの時間を稼ぎ、ログスイッチ時の待機を防止することを検討します。

 REDOログファイルのグループ追加やメンバー追加は、Database Controlの「管理」タブ→「記憶域」リージョンの「REDOロググループ」から行えます。

問題

問題1

グループ1、グループ2、グループ3の順に追加した3つのREDOロググループで稼働しているOracleデータベースがあります。現行のREDOロググループはグループ2です。ここでログスイッチが行われたときの動作を選択しなさい。

a.グループ2が満杯になるとグループ1に切り替えが行われる
b.グループ2が満杯になるとグループ3に切り替えが行われる
c.グループ1に切り替えが行われる
d.グループ3に切り替えが行われる
e.グループ2が上書きされる

正解:d

解説

 REDOログファイルでは、グループに対してLGWRが書込みを行い、満杯になると次のグループにログスイッチされます。この問題ではグループ1、グループ2、グループ3の順にREDOログファイルを作成したとのことですから、この順番に循環します。現行がグループ2であれば、ログスイッチ後は正解dのようにグループ3に切り替えが行われます。

 Database ControlのREDOロググループページで、ログ順序番号が確認できます。REDOログファイルはこの順に循環します(図2)。

図2 ログ順序番号の確認(クリックで全体を表示します) 図2 ログ順序番号の確認(クリックで全体を表示します)

 ここではログ順序番号が3791、3789、3790となっていますので、問題と同様、グループ2→グループ3→グループ1の順番で循環します。

 ログスイッチは、グループが満杯になったときだけでなく、明示的なログスイッチコマンド(ALTER SYSTEM SWITCH LOGFILE)が発行されたときも行われます。コマンド発行の場合は即時にスイッチしますので、選択肢a選択肢bのように満杯になっていなくてもスイッチされる可能性があります。選択肢eのように現在のグループが上書きされるには、循環して戻ってくる必要があります。

4.表領域とデータファイル

 Oracleデータベースで管理されるデータ(表データ、索引データなど)は、実際にはデータファイル内に格納されます。ただし、データファイルと表や索引が対応付けられているのではありません。データファイルは、表や索引を格納した表領域と対応付けられています(図3)。

図3 表領域 図3 表領域

 1つの表領域は、複数のデータファイルで構成できます。

 表領域に格納される表や索引といったオブジェクトは、セグメントと呼ばれます。セグメントは1つの表領域に格納されますが、表領域に対応付けられている複数のデータファイルにまたがることができます。

 Oracleデータベースでは、データファイル内の領域割り当ての単位をエクステントと呼びます。エクステントは、データが格納されるデータブロックが連続した状態で割り当てられています。

 Database Configuration Assistant(DBCA)を使用して作成されたデータベースでは、次の表領域が作成されます。

表領域名 説明
SYSTEM データディクショナリや管理データなどを格納する
SYSAUX SYSTEM表領域の補助表領域。関連ツールのリポジトリとして使用される
TEMP 一時データ(セッション中に使用するメモリ上でソートしきれないときのソートデータなど)が格納される
UNDOTBS1 UNDOデータ(変更前に戻すためのデータ)を格納する
USERS 非システムユーザーが作成するセグメントを格納する。表や索引を作成するときに表領域が指定されないと、デフォルトでこの表領域が使用されるように構成されている
EXAMPLE サンプルをインストールした場合に作成される。HR(人事)データやOE(注文)データなどが格納される

 表領域のサイズは、対応付けられたデータファイルのサイズの合計です。表領域のサイズを拡大させるには、次の3つの方法が使用できます。

  • 新規にデータファイルを追加する
  • 既存のデータファイルサイズを変更する
  • データファイルサイズが不足したときに自動拡張できるように設定する

 表領域の作成や削除、変更などは、Database Controlの「管理」タブ→「記憶域」リージョンの「表領域」から行えます。このページに表示される内容を確認しておきましょう。

問題

問題1

UNDOセグメントが格納される表領域を選択しなさい。

a.SYSTEM
b.SYSAUX
c.TEMP
d.UNDOTBS1
e.EXAMPLE

正解:d

解説

 Database Configuration Assistant(DBCA)のテンプレートを使用して作成したデータベースでは、UNDOセグメントは正解dのとおりUNDOTBS1表領域に格納されます。

 UNDOセグメントは、DMLによる更新時に変更前の値を格納します。変更前のデータは、ロールバック処理と読み取り一貫性のために使用されます。読み取り一貫性とは、変更途中のデータをほかのトランザクションに見せないことにより、更新中のデータを検索しても一貫したデータを提供できるメカニズムです。

 そのほかの選択肢の表領域の特徴は次のとおりです。

選択肢a:データディクショナリや管理データなどを格納します。

選択肢b:SYSTEM表領域の補助表領域で、関連ツールのリポジトリとして使用されます。

選択肢c:一時データが格納されます。

選択肢e:サンプルスキーマをインストールした場合に作成されます。サンプルデータの表や索引が格納されています。

 表領域名から機能はイメージできると思いますが、特徴も理解しておくようにしましょう。

問題2

次の要件を満たす表領域を作成するためのオプションを3つ選択してください。

  • 表領域が不足した場合は自動拡張できる
  • 通常の表を作成したり、更新したりできる
  • エクステントは表領域内で管理する

a.ローカル管理
b.ディクショナリ管理
c.一時
d.永続
e.UNDO
f.オフライン
g.読み取り専用
h.読み取り/書き込み

正解:a、d、h

解説

 表領域の性質に関する問題です。各要件に対応する選択肢は以下のとおりです。

  • 表領域が不足した場合は自動拡張できる:正解なし
  • 通常の表を作成したり、更新したりできる:正解d
  • エクステントは表領域内で管理する:正解a

 各属性は「表領域の作成」ページで設定できます(図4)。

図4 表領域の作成オプション(クリックで全体を表示します) 図4 表領域の作成オプション(クリックで全体を表示します)
  • エクステント管理

 正解aの「ローカル管理」ではデータディクショナリではなく、データファイルヘッダ内の情報を使用して領域管理が行われます。一方、選択肢bの「ディクショナリ管理」では、データディクショナリを使用して領域管理が行われます。

  • タイプ

 正解dの「永続」ではセグメントタイプを限定しませんが、選択肢cの「一時」では一時セグメント専用、選択肢eの「UNDO」ではUNDOセグメント専用の表領域になります。

  • ステータス

 正解hの「読み取り/書き込み」は通常の表領域の状態です。選択肢fの「オフライン」はデータファイル名の変更やリカバリのときに使用される状態で、表領域が使用できなくなります。選択肢gの「読み取り専用」はその名のとおり、表領域内データの変更ができなくなります。参照専用のデータに使用されますが、表領域作成時に設定するのではなく、データを作成してから変更するのが通常です。

 自動拡張の設定は、表領域ではなく、データファイルに関する情報です(図5)。

図5 自動拡張の設定(クリックで全体を表示します) 図5 自動拡張の設定(クリックで全体を表示します)

 この問題では要件を満たしていませんね。試験では、このような紛らわしい問題が出されることもありますが、惑わされることなく答えられるようにしておきましょう。

問題3

表領域が不足したときに、表領域のサイズを大きくする方法を選択しなさい。

a.表領域のステータスをAUTOEXTENDにする
b.表領域の各データファイルにおいて、AUTOEXTENDを有効にする
c.ロギングを有効化する
d.データブロックサイズの自動拡張を有効にする

正解:b

解説

 表領域のサイズは、対応付けられたデータファイルで決まります。正解bの操作を行い、領域不足時にデータファイルが自動的に大きくなるようにすれば、表領域サイズも大きくなります。

 自動拡張は「ALTER DATABASE DATAFILE ... AUTOEXTEND ON」というコマンドを使用することから、「AUTOEXTENDを有効にする」と表現されることがあります。

 不正解となる選択肢を解説しましょう。

選択肢a:自動拡張は、表領域ではなくデータファイルに関する情報です。

選択肢c:ロギングは、表領域内データを変更するときのREDOログファイルの生成を表す情報です。リカバリ処理には影響しますが、表領域サイズに影響を与えるものではありません。

選択肢d:データブロックサイズは、表領域を作成するときに決定する情報です。後からデータブロックサイズを大きくすることはできません。

問題4

データベースの領域を大きくする方法を4つ選択しなさい。

a.表領域を追加する
b.セグメントサイズを大きくする
c.エクステントサイズを大きくする
d.表領域のデータファイルサイズを大きくする
e.「フルになった場合に自動的にデータファイルを拡張」を有効にする
f.表領域にデータファイルを追加する

正解:a、d、e、f

解説

 前回、宿題とした問題です。問題3でも解説したとおり、表領域のサイズは、対応付けられたデータファイルのサイズで決定されます。そのため、正解d正解fの方法を行えば、即時に表領域サイズが大きくなります。また、正解eの自動拡張も領域不足時にデータファイルが大きくなるわけですから、表領域サイズが大きくなることになります。

 データベースのサイズはすべての表領域サイズの合計といえます。正解aのように表領域を追加すれば、それだけデータベースのサイズは大きくなります。

 不正解となる選択肢を解説しましょう。選択肢bのセグメントは、表や索引など領域が必要なオブジェクトのことで、表領域に格納されます。データベースのサイズとは関連しません。セグメントを大きくするためには、セグメントを構成するエクステントを増やす必要があります。

 同じく不正解の選択肢cのエクステントとは、データファイル内の領域割り当ての単位です。データベースのサイズとは関連しません。なお、ローカル管理表領域を使用している場合は、エクステントサイズを大きくすることはできません。

 見方によっては、セグメントが大きくなれば格納領域となるデータファイルの自動拡張が作動するともいえるのですが、単純に大きくする方法を問われていますので、深読みせずに答えられるようにしておきましょう。

まとめ

 次の内容をチェックしておきましょう。

  • REDOログファイルのログスイッチの動作(満杯になったらどのグループにスイッチされるかなど)
  • 表領域作成時のオプション(ローカル管理表領域、永続/一時/UNDOなど)
  • 表領域サイズを大きくする方法(データファイルの追加、データファイルのリサイズ、データファイルの自動拡張)

宿題

 次回は、「ユーザーとセキュリティの管理」を確認します。次の宿題を解いておいてください。

問題

新規ユーザーを作成するにあたり、必須な属性を2つ選択しなさい。

a.一時表領域
b.ユーザー名
c.デフォルト表領域
d.パスワード
e.プロファイル

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