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38-Oracle 23 ai Accelerate Securefiles LOB Performance

news 2025/8/22 3:27:01

小伙伴们在日常的操作中，使用LOB对象会很多么，工业的附件、医疗的图像、电子病历的长长的几千上万字的描述和图像等，这些在查询和使用过程中都是极度折磨，第一速度慢、第二是占用超大空间，且业务需要从这些字段中拆解信息，统计、上传等。

Oracle的大对象（LOB）存储技术经历了从BasicFile到SecureFile的革新，在23 ai默认用SecureFile带来性能与智能管理的提升。

一、LOB技术原理与架构解析

LOB（Large Object） 是Oracle处理大文件（如图片、视频、文档）的核心数据类型，分为：

BLOB：二进制数据（如图像）
CLOB：字符数据（如日志文件）
NCLOB：Unicode字符数据
BFILE：指向外部文件的指针

存储架构核心机制

行内/行外存储

小LOB（≤4000B）直接存储在表行中
大LOB使用“LOB定位器”指向外部LOB段

分块存储（Chunking）

LOB数据被拆分为多个块（Chunk）
每个Chunk包含Header（元数据）和Body（实际数据）
大块（如32KB）减少I/O操作，提升大文件读写效率

LOB索引机制

SYS_LOB$$对象管理LOB块的物理地址
索引结构优化大文件随机访问性能

实践脚本：创建含LOB列的表

SYS@CDB$ROOT> 
create tablespace SECURE_LOB_TS 
DATAFILE 'SECURE_LOB_TS.dbf' size 100M 
autoextend ON SEGMENT SPACE MANAGEMENT AUTO;--Tablespace SECURE_LOB_TS created.CREATE TABLE medical_images (image_id NUMBER PRIMARY KEY,description VARCHAR2(100),image_data BLOB) LOB(image_data) STORE AS SECUREFILE (TABLESPACE SECURE_LOB_TS COMPRESS HIGH DEDUPLICATE);
--Table MEDICAL_IMAGES created.

二、SecureFile 在LOB上的提升

自11g引入的SecureFile彻底重构了LOB存储，19c可以选择是否SecureFile，23 ai 默认SecureFile，有了这个支持才有了向量数据存入lob字段，存储体验SecureFile的速度和性能。

关键技术特性

特性	BasicFile	SecureFile	23ai 增强
压缩	不支持	支持（HIGH/MEDIUM/LOW）	自适应压缩等级选择
重复数据删除	不支持	表/分区级去重	跨分区去重
加密	需要额外工具	原生透明加密	整合Oracle Key Vault
性能	较低	读写速度提升5-8倍	向量化AI加速扫描

脚本实测（23 ai环境）

-- 测试SecureFile与BasicFile读性能
ALTER SESSION SET db_securefile = 'FORCE';
--Session altered.
CREATE TABLE medical_images (image_id NUMBER PRIMARY KEY,description VARCHAR2(100),image_data BLOB) LOB(image_data) STORE AS SECUREFILE (TABLESPACE SECURE_LOB_TS COMPRESS HIGH DEDUPLICATE);
--Table MEDICAL_IMAGES created.CREATE TABLE test_basicfile (id NUMBER, data BLOB) LOB(data) STORE AS BASICFILE;CREATE TABLE test_basicfile (image_id NUMBER PRIMARY KEY,description VARCHAR2(100),image_data BLOB) LOB(image_data) STORE AS basicfile (TABLESPACE SECURE_LOB_TS );
--Table TEST_BASICFILE created.--SecureFile启用HIGH压缩和去重-- 查询表空间的空间管理方式
SELECT tablespace_name, segment_space_management 
FROM dba_tablespaces 
WHERE tablespace_name = 'SECURE_LOB_TS';-- 查询LOB的存储属性
ALTER TABLE medical_images ALLOCATE EXTENT;
ALTER TABLE test_basicfile ALLOCATE EXTENT;
--
SELECT table_name, securefile, compression, deduplication 
FROM dba_lobs WHERE table_name='MEDICAL_IMAGES';
--
TABLE_NAME        SECUREFILE    COMPRESSION    DEDUPLICATION
_________________ _____________ ______________ ________________
MEDICAL_IMAGES    YES           HIGH           LOB--
SELECT table_name, securefile, compression, deduplication 
FROM dba_lobs WHERE table_name='TEST_BASICFILE';
--
TABLE_NAME         SECUREFILE    COMPRESSION    DEDUPLICATION
__________________ _____________ ______________ ________________
TEST_BASICFILE    YES           NO             NO

三、典型应用场景与优化实践

场景1：医疗PACS系统（BLOB存储）

需求：高压缩比保存CT影像，支持快速调阅
建表：

CREATE TABLE ct_scans (scan_id NUMBER, patient_id NUMBER,scan_data BLOB) LOB(scan_data) STORE AS SECUREFILE (TABLESPACE SECURE_LOB_TS COMPRESS HIGH DEDUPLICATE);

场景2：文档管理（CLOB去重）

现状：重复文档版本占用空间
优化：

CREATE TABLE contracts (contract_id   NUMBER GENERATED ALWAYS AS IDENTITY PRIMARY KEY,contract_name VARCHAR2(100),sign_date     DATE DEFAULT SYSDATE,contract_text CLOB
)
LOB(contract_text) STORE AS SECUREFILE (  -- 启用SecureFile特性TABLESPACE SECURE_LOB_TSCOMPRESS HIGH          -- 启用高压缩DEDUPLICATE            -- 启用去重（初始状态）CACHE                  -- 缓存高频访问数据
);
--Table CONTRACTS created.
-- 测试：插入10,000份相似合同
DECLAREbase_text CLOB := '本合同由甲方...（此处为1KB基础合同模板）';
BEGINFOR i IN 1..10000 LOOPINSERT INTO contracts (contract_name, contract_text)VALUES ('CONTRACT_' || i,base_text || CHR(10) || '附加条款: ' || DBMS_RANDOM.STRING('X', 10)  -- 添加随机差异);END LOOP;COMMIT;
END;
/
--PL/SQL procedure successfully completed.
-- 查看实际空间占用
SELECT segment_name,ROUND(bytes/1024/1024, 2) AS size_mb
FROM user_segments 
WHERE segment_name IN (SELECT segment_name FROM user_lobs WHERE table_name = 'CONTRACTS'
);
--
SEGMENT_NAME                    SIZE_MB
____________________________ __________
SYS_LOB0000073323C00004$$          0.25
--
-- 对比去重开关状态的空间差异
ALTER TABLE contracts MODIFY LOB(contract_text) (KEEP_DUPLICATES);  -- 关闭去重
ALTER TABLE contracts MODIFY LOB(contract_text) (DEDUPLICATE);      -- 启用去重

四、迁移与维护实战指南

BasicFile → SecureFile迁移

-- 在线迁移
ALTER TABLE test_basicfile MOVE LOB(image_data) STORE AS SECUREFILE (TABLESPACE SECURE_LOB_TS COMPRESS HIGH DEDUPLICATE
);
--Table TEST_BASICFILE altered.-- 监控进度
SELECT table_name, securefile, compression, deduplication 
FROM dba_lobs WHERE table_name='TEST_BASICFILE';
TABLE_NAME        SECUREFILE    COMPRESSION    DEDUPLICATION
_________________ _____________ ______________ ________________
TEST_BASICFILE    YES           HIGH           LOB

维护操作

空间回收


-- 在线启用去重-无需重建表去重
ALTER TABLE contracts MODIFY LOB(contract_text) (DEDUPLICATE);
--Table CONTRACTS altered.-- 确认LOB类型为SecureFile
SELECT table_name, securefile 
FROM dba_lobs 
WHERE table_name = 'CONTRACTS';  -- 应返回"YES"
--
TABLE_NAME    SECUREFILE
_____________ _____________
CONTRACTS     YES-- 检查去重状态
SELECT deduplication 
FROM dba_lobs 
WHERE table_name = 'CONTRACTS';
--
DEDUPLICATION
________________
LOB

统计信息收集

EXEC DBMS_STATS.GATHER_TABLE_STATS(ownname => 'SYS',
tabname => 'MEDICAL_IMAGES',
method_opt => 'FOR COLUMNS image_data SIZE AUTO');
--
PL/SQL procedure successfully completed.