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Oracle数据库中索引的维护

简介:
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本文只讨论Oracle中最常见的索引,即是B-tree索引。本文中涉及的数据库版本是Oracle8i。

  一. 查看系统表中的用户索引

  在Oracle中,SYSTEM表是安装数据库时自动建立的,它包含数据库的全部数据字典,存储过程、包、函数和触发器的定义以及系统回滚段。

  一般来说,应该尽量避免在SYSTEM表中存储非SYSTEM用户的对象。因为这样会带来数据库维护和管理的很多问题。一旦SYSTEM表损坏了,只能重新生成数据库。我们可以用下面的语句来检查在SYSTEM表内有没有其他用户的索引存在。

select count(*) 
from dba_indexes
where tablespace_name = 'SYSTEM'
and owner not in ('SYS','SYSTEM')
/

  二. 索引的存储情况检查

  Oracle为数据库中的所有数据分配逻辑结构空间。数据库空间的单位是数据块(block)、范围(extent)和段(segment)。

  Oracle数据块(block)是Oracle使用和分配的最小存储单位。它是由数据库建立时设置的DB_BLOCK_SIZE决定的。一旦数据库生成了,数据块的大小不能改变。要想改变只能重新建立数据库。(在Oracle9i中有一些不同,不过这不在本文讨论的范围内。)

  Extent是由一组连续的block组成的。一个或多个extent组成一个segment。当一个segment中的所有空间被用完时,Oracle为它分配一个新的extent。
  
  Segment是由一个或多个extent组成的。它包含某表空间中特定逻辑存储结构的所有数据。一个段中的extent可以是不连续的,甚至可以在不同的数据文件中。

  一个object只能对应于一个逻辑存储的segment,我们通过查看该segment中的extent,可以看出相应object的存储情况。

  (1)查看索引段中extent的数量:

select segment_name, count(*) 
from dba_extents
where segment_type='INDEX'
and owner=UPPER('&owner') 
group by segment_name
/

  (2)查看表空间内的索引的扩展情况:

select
substr(segment_name,1,20) "SEGMENT NAME",
bytes, 
count(bytes) 
from dba_extents 
where segment_name in
( select index_name 
from dba_indexes 
where tablespace_name=UPPER('&表空间'))
group by segment_name,bytes
order by segment_name
/

三. 索引的选择性

  索引的选择性是指索引列中不同值的数目与表中记录数的比。如果一个表中有2000条记录,表索引列有1980个不同的值,那么这个索引的选择性就是1980/2000=0.99。

  一个索引的选择性越接近于1,这个索引的效率就越高。

  如果是使用基于cost的最优化,优化器不应该使用选择性不好的索引。如果是使用基于rule的最优化,优化器在确定执行路径时不会考虑索引的选择性(除非是唯一性索引),并且不得不手工优化查询以避免使用非选择性的索引。

  确定索引的选择性,可以有两种方法:手工测量和自动测量。

  (1)手工测量索引的选择性

  如果要根据一个表的两列创建两列并置索引,可以用以下方法测量索引的选择性:

  列的选择性=不同值的数目/行的总数 /* 越接近1越好 */

select count(distinct 第一列||'%'||第二列)/count(*)
from 表名
/

  如果我们知道其中一列索引的选择性(例如其中一列是主键),那么我们就可以知道另一列索引的选择性。

  手工方法的优点是在创建索引前就能评估索引的选择性。

  (2)自动测量索引的选择性

  如果分析一个表,也会自动分析所有表的索引。

  第一,为了确定一个表的确定性,就要分析表。

analyze table 表名 
compute statistics
/

  第二,确定索引里不同关键字的数目:

select distinct_keys
from user_indexes
where table_name='表名'
and index_name='索引名'
/

  第三,确定表中行的总数:

select num_rows
from user_tables
where table_name='表名'
/

  第四,索引的选择性=索引里不同关键字的数目/表中行的总数:

select i.distinct_keys/t.num_rows
from
user_indexes i,
user_tables t
where i.table_name='表名'
and i.index_name='索引名'
and i.table_name=t.table_name
/

  第五,可以查询USER_TAB_COLUMNS以了解每个列的选择性。

  表中所有行在该列的不同值的数目:

select
column_name,
num_distinct
from user_tab_columns
where table_name='表名'
/

  列的选择性=NUM_DISTINCT/表中所有行的总数,查询USER_TAB_COLUMNS有助测量每个列的选择性,但它并不能精确地测量列的并置组合的选择性。要想测量一组列的选择性,需要采用手工方法或者根据这组列创建一个索引并重新分析表。

  四. 确定索引的实际碎片

  随着数据库的使用,不可避免地对基本表进行插入,更新和删除,这样导致叶子行在索引中被删除,使该索引产生碎片。插入删除越频繁的表,索引碎片的程度也越高。碎片的产生使访问和使用该索引的I/O成本增加。碎片较高的索引必须重建以保持最佳性能。

  (1)利用验证索引命令对索引进行验证。

  这将有价值的索引信息填入index_stats表。

validate index 用户名.索引名
/

  (2)查询index_stats表以确定索引中删除的、未填满的叶子行的百分比。

select
name,
del_lf_rows,
lf_rows,
round((del_lf_rows/(lf_rows+0.0000000001))*100) "Frag Percent"
from index_stats
/

  (3)如果索引的叶子行的碎片超过10%,考虑对索引进行重建。

alter index 用户名.索引名 rebuild
tablespace 表空间名
storage(initial 初始值 next 扩展值)
nologging
/

  (4)如果出于空间或其他考虑,不能重建索引,可以整理索引。

alter index用户名.索引名 coalesce
/

  (5)清除分析信息

analyze index 用户名.索引名
delete statistics
/

三. 索引的选择性

  索引的选择性是指索引列中不同值的数目与表中记录数的比。如果一个表中有2000条记录,表索引列有1980个不同的值,那么这个索引的选择性就是1980/2000=0.99。

  一个索引的选择性越接近于1,这个索引的效率就越高。

  如果是使用基于cost的最优化,优化器不应该使用选择性不好的索引。如果是使用基于rule的最优化,优化器在确定执行路径时不会考虑索引的选择性(除非是唯一性索引),并且不得不手工优化查询以避免使用非选择性的索引。

  确定索引的选择性,可以有两种方法:手工测量和自动测量。

  (1)手工测量索引的选择性

  如果要根据一个表的两列创建两列并置索引,可以用以下方法测量索引的选择性:

  列的选择性=不同值的数目/行的总数 /* 越接近1越好 */

select count(distinct 第一列||'%'||第二列)/count(*)
from 表名
/

  如果我们知道其中一列索引的选择性(例如其中一列是主键),那么我们就可以知道另一列索引的选择性。

  手工方法的优点是在创建索引前就能评估索引的选择性。

  (2)自动测量索引的选择性

  如果分析一个表,也会自动分析所有表的索引。

  第一,为了确定一个表的确定性,就要分析表。

analyze table 表名 
compute statistics
/

  第二,确定索引里不同关键字的数目:

select distinct_keys
from user_indexes
where table_name='表名'
and index_name='索引名'
/

  第三,确定表中行的总数:

select num_rows
from user_tables
where table_name='表名'
/

  第四,索引的选择性=索引里不同关键字的数目/表中行的总数:

select i.distinct_keys/t.num_rows
from
user_indexes i,
user_tables t
where i.table_name='表名'
and i.index_name='索引名'
and i.table_name=t.table_name
/

  第五,可以查询USER_TAB_COLUMNS以了解每个列的选择性。

  表中所有行在该列的不同值的数目:

select
column_name,
num_distinct
from user_tab_columns
where table_name='表名'
/

  列的选择性=NUM_DISTINCT/表中所有行的总数,查询USER_TAB_COLUMNS有助测量每个列的选择性,但它并不能精确地测量列的并置组合的选择性。要想测量一组列的选择性,需要采用手工方法或者根据这组列创建一个索引并重新分析表。

  四. 确定索引的实际碎片

  随着数据库的使用,不可避免地对基本表进行插入,更新和删除,这样导致叶子行在索引中被删除,使该索引产生碎片。插入删除越频繁的表,索引碎片的程度也越高。碎片的产生使访问和使用该索引的I/O成本增加。碎片较高的索引必须重建以保持最佳性能。

  (1)利用验证索引命令对索引进行验证。

  这将有价值的索引信息填入index_stats表。

validate index 用户名.索引名
/

  (2)查询index_stats表以确定索引中删除的、未填满的叶子行的百分比。

select
name,
del_lf_rows,
lf_rows,
round((del_lf_rows/(lf_rows+0.0000000001))*100) "Frag Percent"
from index_stats
/

  (3)如果索引的叶子行的碎片超过10%,考虑对索引进行重建。

alter index 用户名.索引名 rebuild
tablespace 表空间名
storage(initial 初始值 next 扩展值)
nologging
/

  (4)如果出于空间或其他考虑,不能重建索引,可以整理索引。

alter index用户名.索引名 coalesce
/

  (5)清除分析信息

analyze index 用户名.索引名
delete statistics
/


 

五. 重建索引

  (1)检查需要重建的索引。

  根据以下几方面进行检查,确定需要重建的索引。

  第一,查看SYSTEM表空间中的用户索引。

  为了避免数据字典的碎片出现,要尽量避免在SYSTEM表空间出现用户的表和索引。

select index_name 
from dba_indexes 
where tablespace_name='SYSTEM' 
and owner not in ('SYS','SYSTEM')
/

  第二,确保用户的表和索引不在同一表空间内。

  表和索引对象的第一个规则是把表和索引分离。把表和相应的索引建立在不同的表空间中,最好在不同的磁盘上。这样可以避免在数据管理和查询时出现的许多I/O冲突。

set linesize 120
col "OWNER" format a20
col "INDEX" format a30
col "TABLE" format a30
col "TABLESPACE" format a30
select
i.owner "OWNER", 
i.index_name "INDEX",
t.table_name "TABLE",
i.tablespace_name "TABLESPACE"
from 
dba_indexes i,
dba_tables t
where i.owner=t.owner
and i.table_name=t.table_name
and i.tablespace_name=t.tablespace_name
and i.owner not in ('SYS','SYSTEM')
/

  第三,查看数据表空间里有哪些索引

  用户的默认表空间应该不是SYSTEM表空间,而是数据表空间。在建立索引时,如果不指定相应的索引表空间名,那么,该索引就会建立在数据表空间中。这是程序员经常忽略的一个问题。应该在建索引时,明确的指明相应的索引表空间。

col segment_name format a30
select 
owner,
segment_name,
sum(bytes) 
from dba_segments
where tablespace_name='数据表空间名'
and segment_type='INDEX'
group by owner,segment_name
/

  第四,查看哪个索引被扩展了超过10次

  随着表记录的增加,相应的索引也要增加。如果一个索引的next extent值设置不合理(太小),索引段的扩展变得很频繁。索引的extent太多,检索时的速度和效率就会降低。

set linesize 100
col owner format a10
col segment_name format a30
col tablespace_name format a30
select
count(*),
owner,
segment_name,
tablespace_name
from dba_extents
where segment_type='INDEX'
and owner not in ('SYS','SYSTEM')
group by owner,segment_name,tablespace_name
having count(*) >10
order by count(*) desc
/
 

  (2)找出需要重建的索引后,需要确定索引的大小,以设置合理的索引存储参数。

set linesize 120
col "INDEX" format a30
col "TABLESPACE" format a20
select
owner "OWNER",
segment_name "INDEX",
tablespace_name "TABLESPACE",
bytes "BYTES/COUNT",
sum(bytes) "TOTAL BYTES",
round(sum(bytes)/(1024*1024),0) "TOTAL M",
count(bytes) "TOTAL COUNT"
from dba_extents
where segment_type='INDEX' 
and segment_name in 
(
'索引名1',
'索引名2',
......
)
group by owner,segment_name,segment_type,tablespace_name,bytes
order by owner,segment_name
/

  (3)确定索引表空间还有足够的剩余空间。

  确定要把索引重建到哪个索引表空间中。要保证相应的索引表空间有足够的剩余空间。

select round(bytes/(1024*1024),2) free(M)
from sm$ts_free
where tablespace_name='表空间名'
/

  (4)重建索引。

  重建索引时要注意以下几点:

  a.如果不指定tablespace名,索引将建在用户的默认表空间。

  b.如果不指定nologging,将会写日志,导致速度变慢。由于索引的重建没有恢复的必要,所以,可以不写日志。

  c.如果出现资源忙,表明有进程正在使用该索引,等待一会再提交。

alter index 索引名
rebuild
tablespace 索引表空间名
storage(initial 初始值 next 扩展值)
nologging
/

  (5)检查索引。

  对重建好的索引进行检查。

select *
from dba_extents
where segment_name='索引名'
/

  (6)根据索引进行查询,检查索引是否有效

  使用相应的where条件进行查询,确保使用该索引。看看使用索引后的效果如何。

select *
from dba_ind_columns
where index_name like '表名%'
/

  然后,根据相应的索引项进行查询。

select *
from '表名%'
where ......
/

  (6)找出有碎片的表空间,并收集其碎片。

  重建索引后,原有的索引被删除,这样会造成表空间的碎片。

select 'alter tablespace '||tablespace_name||' coalesce;'
from dba_free_space_coalesced
where percent_blocks_coalesced!=100
/

  整理表空间的碎片。

alter tablespace 表空间名 coalesce



本文转自斯克迪亚博客园博客,原文链接http://www.cnblogs.com/sgsoft/archive/2004/10/12/51135.html,如需转载请自行联系原作者

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