Oracle外部表進階

用最新的武器裝備自己作者：JonathanGenn

在Oracle9i中，歷史悠久的SQL*Loader實用程序?qū)崿F(xiàn)了許多提取、轉(zhuǎn)換和裝載的新特性。

如果想把大量數(shù)據(jù)快速載入Oracle數(shù)據(jù)庫，則您首先能想到的恐怕便是SQL*Loader。到目前為止，這一想法在很大程序上仍是正確的。不過，Oracle9i數(shù)據(jù)庫提供的幾項有趣的新特性，可能（或許應該）改變您進行數(shù)據(jù)裝載和轉(zhuǎn)換的方式。這些新特性屬于Oracle稱為“提取、轉(zhuǎn)換和裝載”（Extraction、Transformation和Loading，ETL）類別，它們共同為您提供了一個功能強大的ETL工具箱。我感覺特別有趣的三個ETL特性是：外部表表函數(shù)MERGE語句

在本文中，我打算以一個典型的數(shù)據(jù)裝載問題為例，向大家說明這些特性。假定有以下人口普查數(shù)據(jù)需要載入數(shù)據(jù)庫，您按以下標準對這些數(shù)據(jù)進行了處理：用一行來存放每個城市／年的組合數(shù)據(jù)：

City1990201*Baraga12311285Ishpeming7200Munising27832539

使用Oracle8i，您需要使用至少兩個單獨的步驟來完成數(shù)據(jù)的裝載與轉(zhuǎn)換。圖1向您展示的便是一種可能的操作方式。然而，利用Oracle9i的ETL特性，您可用一種更有趣的方式來完成這項任務--只需一個步驟，便能完成裝載與轉(zhuǎn)換。

圖1:裝載和轉(zhuǎn)換

圖1:一個多步驟、單線程的裝載過程外部表

Oracle9i的新特性之一是外部表的概念。這是在數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)字典中定義的一個表，但數(shù)據(jù)本身卻存儲在數(shù)據(jù)庫的外部。例如，您可定義一個外部表，它的數(shù)據(jù)來自用SQL*Loader裝載的文本文件。這樣其實正好，因為您需要裝載的人口普查數(shù)據(jù)就放在這樣一個文本文件中。創(chuàng)建外部表之前，需要先創(chuàng)建一個Oracle目錄對象，該Oracle目錄對象指向您的文本文件所在的操作系統(tǒng)目錄。CREATEDIRECTORYcensus_dataAS"/data/census";

現(xiàn)在，您可使用一種新形式的CREATETABLE語句，它看起來就像SQL語句和SQL*Loader控制文件的混合：CREATETABLEcity_populations_ext(city_nameVARCHAR(9),pop_1990NUMBER,pop_201*NUMBER)

ORGANIZATIONEXTERNAL(TYPEoracle_loader

DEFAULTDIRECTORYcensus_dataACCESSPARAMETERS(RECORDSFIXED20LOGFILEcensus_data:"city_populations.log"BADFILEcensus_data:"city_populations.bad"FIELDS

MISSINGFIELDVALUESARENULL(city_name(1:10)CHAR(9),pop_1990(11:15)INTEGEREXTERNAL(4),

POP_201*(16:20)INTEGEREXTERNAL(4)))

LOCATION("city_populations.dat"))

PARALLEL4REJECTLIMITUNLIMITED;

當創(chuàng)建一個外部表時，實際只創(chuàng)建了一些數(shù)據(jù)字典項。您可像對其他任何SQL表那樣對外部表進行查詢�，F(xiàn)在，假定您有下面這張工作表：

CREATETABLEcity_populations(city_nameVARCHAR(9),census_yearNUMBER,populationNUMBER,

CONSTRAINTcity_populations_pkPRIMARYKEY(city_name,census_year));

有了這張表后，您可用下列INSERT...SELECTFROM語句以標準化格式從外部數(shù)據(jù)文件中提取人口普查數(shù)據(jù)，并將其插入工作表。

INSERTINTOcity_populations(city_name,

census_year,population)SELECTcity_name,1990,pop_1990FROMcity_populations_extWHEREpop_1990ISNOTNULLUNIONALL

SELECTcity_name,201*,pop_201*FROMcity_populations_extWHEREpop_201*ISNOTNULL;

創(chuàng)建外部表時，由于將并行度設為4，所以數(shù)據(jù)庫將對文件進行劃分，使其由4個并行運行的進程讀取。并行處理是自動進行的，不需要由您采取額外的操作，這確實相當方便。要用SQL*Loader并行進行裝載，您必須將輸入文件人工分割為多個較小的文件。

圖2:表函數(shù)示例

圖2:表函數(shù)以一系列行作為輸入，返回的是一個不同的行集合

外部表性能

用SQL*Loader進行原始數(shù)據(jù)裝載和通過一個外部表進行相同的裝載，兩者的性能有何差異呢？這個問題實際上是當我聽說Oracle新的外部表特性時所首先想到的，而且我相信，它也是大多數(shù)人關心的問題。我向Oracle公司的HermanBaer提出這一問題時，他的答復是假如將一個外部表作為數(shù)據(jù)源，那么一個INSERT/*+APPEND*/語句采用的是同SQL＊Loader相同的內(nèi)部直接路徑插入機制。

按我的設想，在比較外部表同SQL*Loader的性能時，需要關心的并不僅僅是完成原始數(shù)據(jù)裝載所需花費的時間，應考察整個裝載和轉(zhuǎn)換過程的性能。使用SQL*Loader，如果在裝載期間需要使用任何類型的SQL函數(shù)，那么必須采用常規(guī)。如您所知，常規(guī)路徑裝載的性能通常遠不及直接路徑裝載的性能。采用外部表時，則不會在使用SQL函數(shù)時出現(xiàn)對性能的影響。同樣，在某些情況下，使用外部表使您能避免創(chuàng)建一個中間工作表。如果正在對數(shù)據(jù)進行歸納，則可用外部表一次完成歸納與裝載。但如果使用SQL*Loader，則必須將數(shù)據(jù)載入一個工作表，進行歸納，再將歸納結果插入到目標表。最后，從易用性的角度出發(fā)很重要的一點是，外部表使您能"透明地"并行訪問外部數(shù)據(jù)文件。

不管怎樣，在您考察外部表的性能，或在考察任何Oracle9i的新ETL（提取、轉(zhuǎn)換和裝載）特性性能時，一定要綜合考察整個過程，而不是僅僅考察這個過程中的單獨一個步驟。表函數(shù)

前面展示的INSERT語句是通過聯(lián)合兩條SELECT語句而實現(xiàn)的。這意味著外部數(shù)據(jù)文件被讀了兩遍--每條SELECT語句都要讀一遍。但是，讀兩遍輸入文件并不合人心意，特別是在文件非常大的情況下。幸運的是，用表函數(shù)可以解決這方面的問題，這是我在本文中將要介紹的第二個ETL特性。可將表函數(shù)想象成一個高度簡化的轉(zhuǎn)換引擎。如圖2所示，表函數(shù)將一組行作為輸入，然后返回一組不同的行作為輸出。和傳統(tǒng)函數(shù)不同的是，表函數(shù)可從SELECT語句的FROM子句中調(diào)用。

對于人口普查數(shù)據(jù)來說，您打算取得每一個輸入行，并將其轉(zhuǎn)換成兩個輸出行。每個輸入行都擁有來自兩個不同的人口普查年度的數(shù)據(jù)，但是，標準目標表要求每一年的數(shù)據(jù)占一行，所以表函數(shù)必須能將來自每個輸入行的兩次人口計數(shù)轉(zhuǎn)換成兩個單獨的輸出行。

創(chuàng)建表函數(shù)之前，您需要創(chuàng)建一些類型。表函數(shù)返回的總是一個記錄集，所以在最開始的時候，請創(chuàng)建一個表類型，令其對應于目標數(shù)據(jù)表的定義。為此，首先創(chuàng)建一個對象類型來定義記錄，然后根據(jù)那個對象類型創(chuàng)建一個表類型。

CREATETYPEcity_populations_rowASOBJECT(city_nameVARCHAR2(9),census_yearNUMBER,populationNUMBER);/

CREATETYPEcity_populations_tableASTABLEOFcity_populations_row;/

函數(shù)的輸入是由對外部表city_populations_ext執(zhí)行一條SELECT語句而返回的數(shù)據(jù)行，因此，您需要一個恰當?shù)腞EFCURSOR類型。下面的語句將創(chuàng)建一個包，其中包含一個名為pop_cursor_type的REFCURSOR類型,它與city_populations_ext表的記錄結構相匹配。這個包還定義了一個表函數(shù)，該表函數(shù)將這樣一個游標作為輸入?yún)��?shù)。注意您首先必須創(chuàng)建表類型city_populations_table，以便可在表函數(shù)的RETURN子句中使用那種類型：

CREATEORREPLACEPACKAGEcensus_packageAS

TYPEpop_cursor_typeISREFCURSORRETURNcity_populations_ext%ROWTYPE;FUNCTIONcensus_transform(indataINpop_cursor_type)RETURNcity_populations_tablePARALLEL_ENABLE(PARTITIONindataBYANY)PIPELINED;END;/

函數(shù)中的PARALLEL_ENABLE子句使數(shù)據(jù)庫可并行執(zhí)行函數(shù)。PARTITIONindataBYANY子句指出輸入行可被分割為任意數(shù)量的數(shù)據(jù)桶，然后便可對其進行并行處理。PIPELINED子句使函數(shù)能遞增地返回結果集，同時其他輸入數(shù)據(jù)仍能得到處理。在調(diào)用函數(shù)的查詢執(zhí)行期間，可設想數(shù)據(jù)行都“經(jīng)過（flowingthrough）”此函數(shù)。在清單1中，在包主體（PACKAGEBODY）中定義的函數(shù)代碼負責將每個輸入行轉(zhuǎn)換成要求的兩個輸出行。

我知道這些設置起來似乎比較復雜。但它最終帶來的好處可以說明這些麻煩是完全值得的，特別是對那些需要經(jīng)常重復的有相同規(guī)律的裝載操作來說。通過啟用并行DML，然后使用表函數(shù)，現(xiàn)在只需一次操作，即可實現(xiàn)人口普查數(shù)據(jù)的裝載和轉(zhuǎn)換：

ALTERSESSIONENABLEPARALLELDML;INSERT/*+APPENDPARALLEL(t,4)*/INTOcity_populationstSELECT*

FROMTABLE(census_package.census_transform(

CURSOR(SELECTcity_name,pop_1990,pop_201*

FROMcity_populations_ext)));

圖3:并行裝載和智能更新／插入

圖3:一個單步、流水線的和并行的裝載過程

人口普查數(shù)據(jù)將從外部表讀取，采用文件內(nèi)的并行機制，這一過程將被并行化處理。每個并行操作的輸出結果都會送入單獨的進程，這些進程也是并行運行的，可將每個輸入行轉(zhuǎn)換成您希望的兩個輸出行。由于表函數(shù)負責進行轉(zhuǎn)換，所以只需對外部文件遍歷一次即可。在此，還應提醒您注意的是不必用任何形式的工作表來暫存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以流水線的方式從外部數(shù)據(jù)文件提取，經(jīng)過表函數(shù)的處理，然后直接傳送給目標表。由于減少了數(shù)據(jù)復制的次數(shù)，所以有效地減少了對磁盤空間的占用。

MERGE語句

MERGE語句解決了長期存在的一個問題，那就是如何對以前裝載過的數(shù)據(jù)進行重新裝載。在Oracle9i問世之前，您需要編寫過程代碼來判斷一行是否已經(jīng)存在，然后相應地執(zhí)行INSERT或UPDATE語句。而在Oracle9i中，只需使用MERGE語句，然后讓數(shù)據(jù)庫處理所有細節(jié)。

最后，讓我們考慮一下和我們目前假設的情況有關的非常常見的數(shù)據(jù)裝載問題。假定我們以前已將人口普查數(shù)據(jù)裝載到city_population表中，而且當前的輸入文件下包含了新數(shù)據(jù)和對已有數(shù)據(jù)的更新。在這種情況下，對于文件中作了更新的數(shù)據(jù)，我們希望更新city_population表中已存在的行；對于文件中的新數(shù)據(jù)，我們希望在city_population表中插入新行。這是一個極其常見的問題，通常通過執(zhí)行用PL／SQL編寫的過程邏輯來處理。例如，清單2中的PL/SQL代碼每次可從city_population_ext中讀取一行，然后根據(jù)情況執(zhí)行UPDATE或INSERT語句。

但是，這樣的處理方式會帶來幾方面的問題。首先，由于不再使用表函數(shù)，所以不能對裝載過程的"轉(zhuǎn)換"部分進行并行處理。另外，還不得不為每一條輸入記錄都執(zhí)行多達兩條DML語句。另外，我們不得不去關心最有可能的情況是UPDATE；還是INSERT。最后，由于要為這種類型的邏輯編制代碼，所以對我們來說無疑是一個痛苦的過程。那么，有沒有單獨一條語句即可做完所有這些工作呢？在Oracle9i中，終于出現(xiàn)這樣的語句，這便是MERGE（合并）語句。它可根據(jù)情況要么INSERT（插入）新行，要么UPDATE（更新）已存在的行。

編寫一條MERGE語句時，必須指定下述項：

目標表的名稱

一條SELECT語句，用作數(shù)據(jù)源一個條件，用于標識對現(xiàn)有數(shù)據(jù)進行更新的輸入行UPDATE和INSERT子句

下述MERGE語句可從外部表將數(shù)據(jù)正確地合并到city_populations表中。其中，ON子句引用了目標表的主鍵列。數(shù)據(jù)庫從源查詢讀一個數(shù)據(jù)行時，它會考察目標表中的每一行（本例通過主鍵索引），對其ON條件求值。如果在目標表中發(fā)現(xiàn)一行的ON條件為TRUE，那么數(shù)據(jù)庫會對源行作更新。

MERGEINTOcity_populationsdest

USING(SELECT*FROMTABLE(census_package.census_transform(CURSOR(SELECTcity_name,pop_1990,pop_201*FROMcity_populations_ext))))srcON(dest.city_name=src.city_nameANDdest.census_year=src.census_year)WHENMATCHEDTHENUPDATESET

dest.population=src.populationWHENNOTMATCHEDTHEN

INSERT(city_name,census_year,population)

VALUES(src.city_name,src.census_year,src.population);

這太令人激動了！只需一個語句，便可從外部數(shù)據(jù)文件讀取數(shù)據(jù)，通過表函數(shù)，對其進行轉(zhuǎn)換以符合我們數(shù)據(jù)表的要求，然后在我們數(shù)據(jù)庫表中相應地要么更新現(xiàn)有的行，要么插入新行。圖3對這個過程進行了圖示。另外，整個過程中不需要創(chuàng)建臨時表，所有這些工作可按您的愿望進行任何程度的并行化處理。總結

合并數(shù)據(jù)是一個由來已久的問題，令人高興的是，現(xiàn)在終于有了一個方法能夠在數(shù)據(jù)庫一級解決它，同時還能充分利用數(shù)據(jù)庫的伸縮性。我預計，盡管表函數(shù)是為簡化裝載過程而設計的，但它將會還有許多其他用途。現(xiàn)在想起來，在我過去幾年寫的數(shù)份報告中，其實都可利用它把事情做得更好。外部表承諾可以消除外部和內(nèi)部數(shù)據(jù)之間的界限，以便更容易地將數(shù)據(jù)從外部系統(tǒng)載入數(shù)據(jù)庫。使用這些嶄新的ETL特性，一個多步驟的、單線程的裝載過程（如圖1所示）可以轉(zhuǎn)換成單步驟的、流水線的以及高度并行的裝載過程（如圖3所示）。

JonathanGennick(jonathan@gennick.com)是一名經(jīng)驗豐富的Oracle數(shù)據(jù)庫管理員，也是一名獲得Oracle認證的專家，非常喜歡探索新的Oracle技術。他是最近出版的新書《SQL*Loader:TheDefinitiveGuide》（O"Reilly&Associates,201*）的作者。

擴展閱讀：Oracle之外部表

Oracle之外部表

有時候，數(shù)據(jù)庫海量數(shù)據(jù)的存儲，是一個令人頭疼的問題。別的不說，光是頻繁的執(zhí)行insert（1000次/秒）都是一場惡夢。但是，如果將數(shù)據(jù)保存到文家里，而不是數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)序列化的開銷就小得多了。但是，對于文件的各種復雜檢索，又是一件相當麻煩的事。

幸好，Oracle有這樣一種特性，它可以將某些特定格式的文件映射到數(shù)據(jù)庫中，形成一個“表”，稱為“外部表”。單用戶更改文件內(nèi)容時，外部表中的數(shù)據(jù)即隨之改變。同時，用戶又可以像檢索普通表一樣，以只讀的方式對外部表進行檢索。

我們假設有這樣一個文件（DATA.TXT）：1|thisisastring2|這里是個字符串3|ABC

要把這樣一個文件映射成外部表，有以下工作要做：首先，我們需要為Oracle創(chuàng)建一個Directory，

創(chuàng)建方式為，在數(shù)據(jù)庫中執(zhí)行，須用DBA用戶創(chuàng)建，并給應用授權。createdirectoryEXT_TABLE_DIRas"/home/oracle/app/oracle/oradata/php/"

注意“/home/oracle/app/oracle/oradata/php/”是一個存在于Oracle數(shù)據(jù)庫服務器本身上邊的實際存在的文件夾；

然后，將DATA.TXT文件拷貝到上述文件夾下；最后，創(chuàng)建一個對應外部表，createtableEXT_TABLE_NAME(

COL_1NUMBER,

COL_2VARCHAR2(512))

organizationexternal(

typeoracle_loader

defaultdirectoryEXT_TABLE_DIR

accessparameters(fieldsterminatedby"|")location("DATA.TXT"))

rejectlimitunlimited;

注意藍色部分，EXT_TABLE_NAME是要映射成的外部表名稱，EXT_TABLE_DIR是第一步里我們創(chuàng)建的Oracle的Directory，“|”是文件里的分割符，DATA.TXT是文件名。

需要補充的是，最后有一句“rejectlimit

unlimited”，告訴Oracle這個外部表沒有行數(shù)限制。否則，當文件中的數(shù)據(jù)量超過200萬行時，在對表進行檢索時，就會出現(xiàn)ORA-30653，“rejectlimitreached”錯誤。

Oracle9i的一項新特性就是External

Table，它就象通常的數(shù)據(jù)庫表一樣，擁有字段和數(shù)據(jù)類型約束，并且可以查詢，但是表中的數(shù)據(jù)卻不存儲在數(shù)據(jù)庫中，而是在與數(shù)據(jù)庫相關聯(lián)的普通外部文件里。當你查詢

ExternalTable時，Oracle將解析該文件并返回符合條件的數(shù)據(jù)，就象該數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫表中一樣。

具體的定義可以參見《Oracle概念手冊》，以下的幾點需要注意：:外部表的描述:

>創(chuàng)建的語法類似于："CREATETABLE...ORGANIZATIONEXTERNAL">數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫的外部組織，是操作系統(tǒng)文件。

>操作系統(tǒng)文件在數(shù)據(jù)庫中的標志是通過一個邏輯目錄來映射的。>數(shù)據(jù)是只讀的。（外部表相當于一個只讀的虛表）

>不可以在上面運行任何DML操作，不可以創(chuàng)建索引。>可以查詢操作和連接�？梢圆⑿胁僮�。例子:

假如有如下兩個數(shù)據(jù)文件:1:數(shù)據(jù)文件的格式F1.TXT文件:13234,FIRSTS46464,TESTAF2.TEXT文件:13234,SECONDS46464,TEST

2:創(chuàng)建目錄,并用DBA進行授權;

sql>createdirectorytest_diras"E:temp";

sql>grantread,writeondirectorytest_dirtousers;注意：創(chuàng)建完畢邏輯目錄之后要把平面文件拷貝到該目錄下，另外還要注意文件名字不要寫錯。

一定要給oracle用戶對這個目錄可讀可寫的權限，操作系統(tǒng)層面，如使用chmod-R777test_dir；

3:使用被授權的用戶users創(chuàng)建外部表:createtabletest_table(ms_novarchar(20),tipvarchar(20),descsvarchar(20))

ORGANIZATIONEXTERNAL(

TYPEORACLE_LOADER

DEFAULTDIRECTORYtest_dirACCESSParameters(

RECORDSDELIMITEDBYNEWLINEbadfile"bad_dev.txt"LOGFILE"log_dev.txt"

FIELDSTERMINATEDBY","

MISSINGFIELDVALUESARENULL(ms_no,tip,descs))

LOCATION("F1.txt","F2.txt"));

表創(chuàng)建完成.當然也可以導入一個文件

4:進行SELECT操作看是否正確;SQL>select*fromtest_table結果如下:

MS_NOTIPDESCS

------------------------------------------------------------13234FIRSTS46464TESTA13234SECONDS46464TEST

:如何得到外部表的有關信息:

SQL>DESCDBA_EXTERNAL_TABLES;NameTypeNullable

-----------------------------------------OWNERVARCHAR2(30)

TABLE_NAMEVARCHAR2(30)TYPE_OWNERCHAR(3)YTYPE_NAMEVARCHAR2(30)

DEFAULT_DIRECTORY_OWNERCHAR(3)YDEFAULT_DIRECTORY_NAMEVARCHAR2(30)REJECT_LIMITVARCHAR2(40)YACCESS_TYPEVARCHAR2(7)Y

ACCESS_PARAMETERSVARCHAR2(4000)YSQL>SELECT

OWNER,TABLE_NAME,DEFAULT_DIRECTORY_NAME,ACCESS_PARAMETERSFRFROM

DBA_EXTERNAL_TABLES;可以得到外部表的相關信息;

:如何得到外部路徑的信息:

SQL>descDBA_EXTERNAL_LOCATIONS;得到該表結構:

NameTypeNullable

-------------------------------------OWNERVARCHAR2(30)

TABLE_NAMEVARCHAR2(30)LOCATIONVARCHAR2(4000)YDIRECTORY_OWNERCHAR(3)Y

DIRECTORY_NAMEVARCHAR2(30)Y

SQL>select*fromDBA_EXTERNAL_LOCATIONS;得到具體信息

友情提示：本文中關于《Oracle外部表進階》給出的范例僅供您參考拓展思維使用，Oracle外部表進階：該篇文章建議您自主創(chuàng)作。

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