¿Que es un DATAFILE?

Introducción

Los datafiles son los ficheros físicos en los que se almacenan los objetos que forman parte de un tablespace. Un datafile pertenece solamente a un tablespace y a una instancia de base de datos. Un tablespace puede estar formado por uno o varios datafiles. Cuando se crea un datafile, se debe indicar su nombre, su ubicación o directorio, el tamaño que va a tener y el tablespace al que va a pertenecer. Además, al crearlos, ocupan ya ese espacio aunque se encuentran totalmente vacíos, es decir, Oracle reserva el espacio para poder ir llenándolo poco a poco con posterioridad. Por supuesto, si no hay sitio suficiente para crear un fichero físico del tamaño indicado, se producirá un error y no se creará dicho fichero.

Cuando se van creando objetos en un tablespace, éstos físicamente se van almacenando en los datafiles asignados a dicho tablespace, es decir, cuando creamos una tabla y vamos insertando datos en ella, estos datos realmente se reparten por los ficheros físicos o datafiles que forman parte del tablespace. No se puede controlar en qué fichero físico se almacenan los datos de un tablespace. Si un tablespace está formado por 2 datafiles y tenemos una tabla en ese tablespace, a medida que vamos insertando filas éstas se almacenarán en cualquiera de los dos datafiles indistintamente, es decir, unas pueden estar en un datafile y otras en otro.

El espacio total disponible en un tablespace es lógicamente la suma de los tamaños que ocupan los ficheros físicos o datafiles que lo forman. Como hemos indicado estos datafiles, al crearlos, están totalmente vacíos, simplemente es un espacio reservado y formateado por Oracle para su uso. A medida que se van creando objetos en ellos como tablas, índices, etc y se van insertando registros en estas tablas, los datafiles se van llenando o, lo que es lo mismo, el tablespace se va llenando.

Creación y Manipulación

La creación de datafiles está estrechamente relacionada con el tablespace al que va a pertenecer. Tenemos varias formas de crear datafiles. Cada vez que se crea un tablespace nuevo, hay que indicar obligatoriamente cual es el datafile que va a pertenecer a dicho tablespace y, en ese momento, se crea tanto el tablespace como su datafile. También se pueden añadir datafiles nuevos a un tablespace que ya existe. Esto se suele hacer cuando un tablespace se está llenando y está a punto de llegar a su capacidad máxima. Al añadir un datafile a un tablespace, se aumenta el espacio disponible en dicho tablespace en tantos megabytes como tenga el datafile nuevo recién creado.

Creación de un nuevo datafile de 50 megabytes junto con un nuevo tablespace:

Create tablespace  nombre_tablespace datafile
'/users/oracle/orcl/nombre_datafile.dbf' size 50M;

Una vez creado este tablespace, si con el tiempo queremos añadirle espacio, lo podemos hacer creando un nuevo datafile y asignándoselo al tablespace:

Alter tablespace nombre_tablespace add datafile
'/users/oracle/orcl/nombre_datafile2.dbf' size 100M;

Con estas dos instrucciones hemos creado un tablespace nuevo en nuestra base de datos en el que caben 150 megabytes de información. Este espacio está formado físicamente por dos ficheros llamados nombre_datafile.dbf y nombre_datafile2.dbf que se encuentran en el directorio /users/oracle/orcl de nuestra máquina y que ocupan 50 y 100 Mbytes respectivamente.

Para conocer los datafiles que forman parte de nuestra base de datos, podemos consultar la vista dba_data_files en la que se nos indica por cada datafile o fichero de datos, a qué tablespace pertenece y cuanto espacio total tiene reservado. Es importante recalcar que el espacio que aparece en esta vista es el espacio total que ocupa el fichero físico y no el espacio utilizado de ese fichero, es decir, que si creamos un datafile de 50Mbytes y acto seguido consultamos esta vista, veremos que ocupa 50Mbytes a pesar de estar totalmente vacío. Este dato indica la cantidad de espacio que ocupa el fichero físico, la cantidad de información que podremos introducir en él.

select tablespace_name, file_name, bytes /1024/1024 from dba_data_files;

Tenemos también la posibilidad de aumentar el tamaño de un datafile, es decir, podemos conseguir que un tablespace tenga más sitio vacío aumentando uno o varios de los ficheros físicos que lo forman, en lugar de añadiéndole un nuevo fichero físico. Para aumentar el tamaño de un datafile, podremos utilizar la siguiente instrucción:

alter database datafile '/users/oracle/orcl/nombre_datafile.dbf' resize 100M;

Esta instrucción deja el datafile indicado con un tamaño de 100M, no es que se aumente en 100Mbytes. Esto es fácil de recordar, vale con pensar en que esta instrucción se utiliza también para disminuir el tamaño de un datafile que en un primer lugar lo creamos excesivamente grande. En esta instrucción no se pueden utilizar números negativos, por lo que parece claro que si ponemos un número queremos indicar que será el tamaño que queremos que tenga nuestro datafile. Es importante tener en cuenta que no siempre podemos disminuir el tamaño de un datafile. Los motivos serán explicados en temas más avanzados y tienen que ver con la forma que tiene Oracle de reservar el espacio dentro de los tablespaces y datafiles.

Existe una posibilidad de que Oracle aumente automáticamente el tamaño de sus datafiles cuando éstos se están llenando, para evitar así la intervención manual del administrador de la base de datos. Se puede hacer de varias formas, al crear el tablespace con el datafile, al añadir un nuevo datafile al tablespace o incluso en cualquier otro momento.

Para indicar que queremos que un datafile aumente automáticamente cuando añadimos un nuevo datafile a un tablespace existente podemos utilizar:

alter tablespace nombre_tablespace add datafile nombre_datafile size 100M
autoextend on next 250K maxsize 200M;

Con esta instrucción lo que estamos haciendo es añadir un nuevo datafile llamado nombre_datafile a nuestro tablespace nombre_tablespace con 100Mbytes de tamaño. Además, estamos indicando que queremos que aumente por si mismo cada vez que se llene y que aumente en bloques de 250 Kbytes cada vez. Finalmente le ponemos un tope al tamaño total que queremos que tenga nuestro datafile con la instrucción maxsize, por lo que una vez que llegue a 200 Mbytes, si se llena, no volverá a crecer más.

Para indicar en cualquier momento que queremos que un datafile no crezca más automáticamente, podemos utilizar:

alter database datafile nombre_datafile autoextend off;

Y para indicar en cualquier momento que un determinado datafile crezca automáticamente, la instrucción que ejecutaremos será:

alter database datafile nombre_datafile autoextend on next 1 M maxize 300 M;

Nota: en esta sentencia, se puede indicar que queremos que crezca indefinidamente, sin tome máximo. Esto lo conseguimos con "maxsize unlimited", pero es muy peligroso porque por algún problema descontrolado, nos puede crecer tanto que nos quedemos si disco en la máquina y luego es muy complicado restaurar un tamaño normal.

Renombrando Datafiles

Existe la posiblidad de cambiarle el nombre a un datafile o de cambiarlo de directorio. Esta operación no consiste simplemente en ir al sistema operativo y cambiarle el nombre, ya que si hiciéramos eso, Oracle no se da cuenta de que hemos movido de sitio un datafile y cuando intenta acceder a información de ese datafile muestra mensajes de error indicando que no lo encuentra.

Hay que distinguir entre los datafiles del tablespace SYSTEM y el resto. Los datafiles del tablespace SYSTEM son especiales y no se pueden mover con la misma facilidad que los demás.

Renombrando datafiles que no son del tablespace SYSTEM

En primer lugar, hay que comprobar cual es nombre y el path completo del fichero a mover y el estado en que se encuentra dicho fichero. Para realizar esta comprobación podemos consultar la vista dba_data_files.

select file_name, status, bytes from dba_data_files;

En file_name se nos indica cual es el nombre del datafile que nos interesa, con todo su path, y además vemos cuanto ocupa. El campo status podremos comprobar si el datafile está disponible (available).

Nota: No se debe mover el datafile físico sin antes poner el tablespace offline.

Hay que señalar que file_name es el nombre que Oracle cree en ese mismo instante que tiene su datafile. Si vamos al sistema operativo y movemos el datafile de sitio, Oracle no es consciente de lo que hemos hecho por lo que si volvemos ha realizar esta select nos seguirá dando los mismos valores. Hay que conseguir decirle a Oracle que realmente hemos movido o renombrado el fichero.

Ahora que sabemos cual es el path y nombre completo de nuestro datafile, tenemos que evitar que se realicen operaciones que modifiquen los datos de los objetos de nuestro tablespace, para que así consigamos tener el contenido del datafile estático. Esto se consigue poniendo el tablespace en estado read only, como se explicó en el tema de los tablespaces.

alter tablespace nombre_tablespace read only;

Para comprobar que realmente está nuestro tablespace en estado read only, podemos consultar la vista dba_tablespaces. En estos momentos, los usuarios de la base de datos, pueden acceder y modificar la información de cualquier tablespace que no sea el que estamos manipulando, en el cual, solamente podrán realizar operaciones de lectura, nunca inserciones ni modificaciones ni borrados de datos.

Es en este instante, cuando sabemos que no se está modificando el contenido de nuestro tablespace y, por lo tanto, de nuestro datafile, cuando debemos ir al sistema operativo y hacer una copia de nuestro datafile con el nuevo nombre y la nueva ubicación. Una vez copiado, comprobamos también desde el sistema operativo que el nuevo datafile ocupa el mismo espacio que el antiguo, para estar seguros de que no ha habido ningún problema en la copia.

Hasta ahora, no le hemos indicado a Oracle que hemos movido de ubicación o de nombre a uno de sus datafiles, para poder indicárselo, debemos asegurarnos que no hay ningún usuario utilizando el tablespace, ni siquiera en modo consulta. Por lo tanto, debemos deshabilitar el tablespace.

alter tablespace nombre_tablespace offline;

Y una vez deshabilitado, indicamos a Oracle el cambio de nombre o de ubicación:

alter database rename file 'viejo_datafile_con_path' to 'nuevo_datafile_con_path';

En estos momentos Oracle ya sabe que cuando tenga que buscar la información de ese datafile debe buscarlo en el nuevo path indicado y con el nuevo nombre. Por lo tanto, si lanzamos la select para ver los datafiles de la base de datos, es decir, la select de la vista dba_data_files, comprobaremos que ha cambiado la información antigua por la nueva. Ahora solamente nos queda activar el tablespace y permitir operaciones de lectura y escritura en él.

alter tablespace nombre_tablespace online;
alter tablespace nombre_tablespace read write;

Por supuesto, antes de realizar cualquier operación que implique modificación de las estructuras de la base de datos, como el renombrado de un datafile, se debe hacer un backup completo de la misma. Una vez realizada la operación también se recomienda hacer un nuevo backup.

Nota: hay que resaltar una vez más, que no se debe mover el datafile desde el sistema operativo sin haber puesto con anterioridad su tablespace offline. De no ser así, si alguien manipula datos durante el tiempo que tarda en hacerse la copia en el sistema operativo, Oracle detecta problemas e invalida el datafile, lo que va a provocar que haya que poner en práctica alguna estrategia de backup para recuperar el datafile invalidado.

Renombrando datafiles del tablespace SYSTEM

El tablespace SYSTEM es especial, por lo tanto, para manipular sus datafiles, hay que hacerlo también de manera especial. Nadie puede trabajar con la base de datos. Por ese motivo, se debe apagar la base de datos y levantarla pero sin abrirla. Los conceptos de apagar la base de datos y levantarla no son objeto de este manual por lo que simplemente se indicarán las instrucciones.

Primeramente se debe apagar o, más coloquialmente, tirar abajo la base de datos. Esto lo hacemos desde el Server Manager, no desde SqlPlus. Nos conectamos al Server Manager como el usuario administrador y con privilegios especiales:

svrmgrl 
connect internal
shutdown;

Después de esperar a que se terminen las transacciones activas, las base de datos se apaga y podemos volver a levantarla, también desde el Sever Manager, pero sin abrirla, solamente montándola.

startup mount;

Con esta instrucción hemos levantado la base de datos pero no la hemos abierto, por lo que nadie, excepto otro administrador, puede estar manipulando sus objetos. Ahora podemos realizar la copia de los datafiles del tablespace SYSTEM al nuevo directorio o con el nuevo nombre. Comprobamos que tanto el fichero nuevo como el antiguo tengan el mismo tamaño y a continuación indicamos a Oracle que hemos movido el datafile de la misma manera que en el apartado anterior:

alter database rename file 'viejo_datafile_con_path' to 'nuevo_datafile_con_path';

Finalmente podemos levantar la base de datos para que pueda volver a ser utilizada por todos los usuarios:

alter database open;

Nota: Después de comprobar que la base de datos se levanta correctamente, se pueden borrar los ficheros físicos o datafiles viejos de su ubicación antigua ya que Oracle está utilizando solamente los nuevos.