由浅至深讲解Oracle数据库 B-tree索引

4/16/2008来源:Oracle教程人气:7098

假如聚簇因子过大,那么重建索引可能会有好处,聚簇因子应该接近块的数量,而非行的数量。

B-tree索引:

·索引会随着时间的增加而变的不平衡;

·删除的索引空间不会被重用;

·随着索引层数的增加,索引将会变得无效并需要重建;

·聚簇因子差,索引需要重建;

·为了提高性能,索引需要经常重建;

索引基础

·一个更新由一个删除和一个插入组成;

·页块由索引条目(row header(2/3B)|length(1B)|indexed data value(nB)|length(1B)|RowID(6B))和相应的rowid组成;

·每个页块包含两个指针分别前面的页块和后面页块;

Treedump

alter session set events ‘immediate trace name treedump level index_object_id’;

----- begin tree dump

branch: 0x424362 4342626 (0: nrow: 2, level: 1)

leaf: 0x424363 4342627 (-1: nrow: 540 rrow: 540)

leaf: 0x424364 4342628 (0: nrow: 461 rrow: 461)

----- end tree dump

以上dump包含的信息如下:

块类型:branch(分支块);leaf(页块);

块地址:0x424362 4342626;

nrow:索引条目的数量;

rrow:当前块中的索引条目数量;

level:分支块等级(页块隐示为0);

Block Dump

alter system dump datafile X block X;

alter system dump datafile X block min X1 block max X2

Start dump data blocks tsn: 0 file#: 1 minblk 148538 maxblk 148538

buffer tsn: 0 rdba: 0x0042443a (1/148538)

scn: 0x0000.00162a95 seq: 0x01 flg: 0x04 tail: 0x2a950601

frmt: 0x02 chkval: 0x8b5c type: 0x06=trans data

Block header dump: 0x0042443a

Object id on Block? Y

seg/obj: 0xd1fe csc: 0x00.162a95 itc: 2 flg: O typ: 2 - INDEX

fsl: 0 fnx: 0x42443b ver: 0x01

Itl Xid Uba Flag Lck Scn/Fsc

0x01 0x0005.02a.00000332 0x008005cb.020e.01 CB-- 0 scn 0x0000.00162a92

0x02 0x0008.011.00000346 0x008002e6.0163.03 C--- 0 scn 0x0000.00162a93

该dump包含的信息如下:

rdba:分支块的相对数据库块地址(文件号/块号);

scn:块最后改变的SCN号;

type:块类型;

seq:块改变的数量;

seg/obj: 16进制对象ID;

typ:段类型;

Itl:相关的事务槽(页块默认为2),包括槽ID,事务ID,撤销块地址,标记,锁信息,和事务SCN;

通过rba确定数据文件号和块号:

select DBMS_UTILITY.DATA_BLOCK_ADDRESS_FILE(rba),

DBMS_UTILITY.DATA_BLOCK_ADDRESS_BLOCK(rba)

from dual;

通用的索引块头

header address 153168988=0x9212c5c

kdxcolev 0

KDXCOLEV Flags = - - -

kdxcolok 1

kdxcoopc 0x89: opcode=9: iot flags=--- is converted=Y

kdxconco 2

kdxcosdc 2

kdxconro 254

kdxcofbo 544=0x220

kdxcofeo 4482=0x1182

kdxcoavs 3938

kdxcolev:索引级别(0代表页块);

kdxcolok:标示结构块事块是否发生;

kdxcoopc:内部操作码;

kdxconco:索引列数量,包括ROWID;

kdxcosdc:块中索引结构改变的数量;

kdxconro:索引条目的数量,不包括kdxbrlmc指针;

kdxcofbo:块中空闲空间的开始位置;

kdxcofeo:块中空闲空间的结束位置;

kdxcoavs:块中的可用空间数量(kdxcofbo-kdxcofeo);

分支头区域

kdxbrlmc 8388627=0x800013

kdxbrsno 92

kdxbrbksz 8060

kdxbrlmc:如果索引值小于第一个值(row#0),则为该索引值所在的块地址;

kdxbrsno:最后更改的索引条目;

kdxbrbksz:可使用的块空间;

叶块头区域

kdxlespl 0

kdxlende 127

kdxlenxt 4342843=0x42443b

kdxlePRv 4342845=0x42443d

kdxledsz 0

kdxlebksz 8036

kdxlespl:块拆分时被清除的未提交数据的字节数;

kdxlende:被删除的条目数;

kdxlenxt:下一个页块的RBA;

kdxleprv:上一个页块的RBA;

kdxlebksz:可使用的块空间(默认小于分支的可用空间);

分支条目

row#0[7898] dba: 4342821=0x424425

col 0; len 3; (3): c2 61 03

col 1; TERM

row#1[7214] dba: 4342873=0x424459

col 0; len 4; (4): c3 04 02 17

col 1; TERM

行号,[块中的起始位置] dba;

列号,列长度,列值;

brach中的每个entry有2个columns:

一个是child blocks中的最大值,另一个是指向的下一层block的address'

但是某些时候可能会有一些比较奇怪的结果:

row#0[7025] dba: 4342908=0x42447c

col 0; len 1024; (1024):

41 20 20 20 …20

col 1; len 4; (4): 00 42 44 73

----- end of branch block dump -----

叶条目

row#38[5014] flag: ----S-, lock: 2, len=14

col 0; len 4; (4): c3 04 61 55

col 1; len 6; (6): 00 42 43 db 00 a1

row#39[5028] flag: ---DS-, lock: 2, len=14

行号[在块中的开始位置] 各种标记(锁信息,删除信息);

索引列号,长度,值。其中6个字节的为ROWID号,将其转换为二进制,算法结果为:

前10 bit代表了file_id

中22 bit代表了block_id

后16 bit代表了row_id;

通过文件号和块号算出的结果为创建该索引的表的块。

奇怪的是,为什么索引中的rowid不能直接找到obj_id?

因为索引段对应的数据段在 一开始就知道,因为是先知道数据段才找到索引段,然后

根据索引段内容去搜索数据段内容,所以索引段中 rowid 不必包含 data_object_id 信息。

如果索引是建立在非分区表上,或者是分区表上的 LOCAL 索引,使用的是6 bytes的 Restricted ROWID。如果索引是建立在分区表上的 GLOBAL index,则使用 10bytes 的 Extended ROWID,这样可以区分索引指向哪个分区表。

更新/重用索引条目

当更新了索引条目后,DUMP如下:

kdxconco 2

kdxcosdc 0

kdxconro 2

kdxcofbo 40=0x28

kdxcofeo 8006=0x1f46

kdxcoavs 7966

kdxlespl 0

kdxlende 1

kdxlenxt 0=0x0

kdxleprv 0=0x0

kdxledsz 0

kdxlebksz 8036

row#0[8021] flag: ---D-, lock: 2 => deleted index entry

col 0; len 5; (5): 42 4f 57 49 45

col 1; len 6; (6): 00 80 05 0a 00 00

row#1[8006] flag: -----, lock: 2

col 0; len 5; (5): 5a 49 47 47 59 => new index entry

col 1; len 6; (6): 00 80 05 0a 00 00

更新后,将包含一个删除的条目,一个新的条目。在随后的插入中,如果新插入的索引条目能够放到被删除的索引条目的位置上,就会直接重用这个条目。根据索引值来决定。

所谓重用,是对row 的重用,而不是对row所在物理存储(或说物理位置)的重用。索引是按照indexed value对row进行排序的。有新的row被插入,首先按照value排序,将他放在合适的row list中,如果他的位置正好原来有个row被删掉了,则重用这个row在row list中的位置。至于物理存储上,则可能根据版本不同会有不同。在10.2中,我做的测试并没有向下开辟空间。

结论:

·到叶块中的任何插入都将移除所有被删除的条目;

·删除的空间在随后的写中被清除;

·删除的空间在延迟块清除中被清除;

·全空块被放在空闲列表,可以重用;

索引统计

·dba_indexes

·dbms_stats

·index_stats

-- analyze index index_name validate structure;

--分析资源,锁;

·v$segment_statistics

statistics_level = typical (or all)

注意事项:

blevel (dba_indexes) vs. height (index_stats)

blocks allocated,但未必使用;

lf_rows_len包含行负载(单列索引12个字节)

pct_used索引结构中当前使用的空间:(used_space/btree_space)*100

绝大多数索引统计包含删除的条目:

non-deleted rows = lf_rows – del_lf_rows

pct_used by non-deleted rows = ((used_space – del_lf_rows_len) / btree_space) * 100