潛水珽的異想世界

出處: http://xiaoxiongg.itpub.net/post/6060/30965

本文只討論Oracle中最常見的索引，即是B-tree索引。

　　一. 查看系統表中的用戶索引

在Oracle中，SYSTEM表是安裝資料庫時自動建立的，它包含資料庫的全部資料字典，存儲過程、包、函數和觸發器的定義以及系統回滾段。

一般來說，應該儘量避免在SYSTEM表中存儲非SYSTEM用戶的物件。因為這樣會帶來資料庫維護和管理的很多問題。一旦SYSTEM表損壞了，只能重新生成資料庫。我們可以用下面的語句來檢查在SYSTEM表內有沒有其他用戶的索引存在。

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

　　二. 索引的存儲情況檢查

Oracle為資料庫中的所有資料分配邏輯結構空間。資料庫空間的單位是資料塊（block）、範圍（extent）和段（segment）。Oracle資料塊（block）是Oracle使用和分配的最小存儲單位。它是由資料庫建立時設置的DB_BLOCK_SIZE決定的。一旦資料庫生 成了，資料塊的大小不能改變。要想改變只能重新建立資料庫。（在Oracle9i中有一些不同，不過這不在本文討論的範圍內。）

Extent是由一組連續的block組成的。一個或多個extent組成一個segment。當一個segment中的所有空間被用完時，Oracle為它分配一個新的extent。　

Segment是由一個或多個extent組成的。它包含某表空間中特定邏輯存儲結構的所有資料。一個段中的extent可以是不連續的，甚至可以在不同的資料檔案中。

一個object只能對應於一個邏輯存儲的segment，我們通過查看該segment中的extent，可以看出相應object的存儲情況。

（1）查看索引段中extent的數量：

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

（2）查看表空間內的索引的擴展情況：

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('&表空間'))
group by segment_name,bytes
order by segment_name
/

    三. 索引的選擇性

索引的選擇性是指索引列中不同值的數目與表中記錄數的比。如果一個表中有2000條記錄，表索引列有1980個不同的值，那麼這個索引的選擇性就是1980/2000=0.99。一個索引的選擇性越接近於1，這個索引的效率就越高。

如果是使用基於cost的最優化，優化器不應該使用選擇性不好的索引。如果是使用基於rule的最優化，優化器在確定執行路徑時不會考慮索引的選擇性（除非是唯一性索引），並且不得不手工優化查詢以避免使用非選擇性的索引。

確定索引的選擇性，可以有兩種方法：手工測量和自動測量。

（1）手工測量索引的選擇性

如果要根據一個表的兩列創建兩列並置索引，可以用以下方法測量索引的選擇性：

列的選擇性=不同值的數目/行的總數 /* 越接近1越好 */

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

如果我們知道其中一列索引的選擇性（例如其中一列是主鍵），那麼我們就可以知道另一列索引的選擇性。

手工方法的優點是在創建索引前就能評估索引的選擇性。

（2）自動測量索引的選擇性

如果分析一個表，也會自動分析所有表的索引。

第一，為了確定一個表的確定性，就要分析表。

analyze table 表名 compute statistics
/

第二，確定索引裏不同關鍵字的數目：

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

第三，確定表中行的總數：

select num_rows
from user_tables
where table_name='表名'
/

第四，索引的選擇性=索引裏不同關鍵字的數目/表中行的總數：

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，可以查詢USER_TAB_COLUMNS以瞭解每個列的選擇性。

表中所有行在該列的不同值的數目：

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

列的選擇性=NUM_DISTINCT/表中所有行的總數，查詢USER_TAB_COLUMNS有助測量每個列的選擇性，但它並不能精確地測量列的並置組合的選擇性。要想測量一組列的選擇性，需要採用手工方法或者根據這組列創建一個索引並重新分析表。

    四. 確定索引的實際碎片

隨著資料庫的使用，不可避免地對基本表進行插入，更新和刪除，這樣導致葉子行在索引中被刪除，使該索引產生碎片。插入刪除越頻繁的表，索引碎片的程度也越高。碎片的產生使訪問和使用該索引的I/O成本增加。碎片較高的索引必須重建以保持最佳性能。

（1）利用驗證索引命令對索引進行驗證。

這將有價值的索引資訊填入index_stats表。

validate index 用戶名.索引名
/

（2）查詢index_stats表以確定索引中刪除的、未填滿的葉子行的百分比。

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

（3）如果索引的葉子行的碎片超過10%，考慮對索引進行重建。

alter index 用戶名.索引名 rebuild
tablespace 表空間名
storage(initial 初始值 next 擴展值)
nologging
/

（4）如果出於空間或其他考慮，不能重建索引，可以整理索引。

alter index用戶名.索引名 coalesce
/

（5）清除分析資訊

analyze index 用戶名.索引名
delete statistics
/

　五. 重建索引

（1）檢查需要重建的索引。
     根據以下幾方面進行檢查，確定需要重建的索引。

第一，查看SYSTEM表空間中的用戶索引。

為了避免資料字典的碎片出現，要儘量避免在SYSTEM表空間出現用戶的表和索引。

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

第二，確保用戶的表和索引不在同一表空間內。

表和索引物件的第一個規則是把表和索引分離。把表和相應的索引建立在不同的表空間中，最好在不同的磁片上。這樣可以避免在資料管理和查詢時出現的許多I/O衝突。

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')
/

第二，查看資料表空間裏有哪些索引

用戶的默認表空間應該不是SYSTEM表空間，而是資料表空間。在建立索引時，如果不指定相應的索引表空間名，那麼，該索引就會建立在資料表空間中。這是程式師經常忽略的一個問題。應該在建索引時，明確的指明相應的索引表空間。

col segment_name format a30
select
owner,
segment_name,
sum(bytes)
from dba_segments
where tablespace_name='資料表空間名'
and segment_type='INDEX'
group by owner,segment_name
/

第四，查看哪個索引被擴展了超過10次

隨著表記錄的增加，相應的索引也要增加。如果一個索引的next extent值設置不合理（太小），索引段的擴展變得很頻繁。索引的extent太多，檢索時的速度和效率就會降低。

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
/

（1）找出需要重建的索引後，需要確定索引的大小，以設置合理的索引存儲參數。

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
/

（2）確定索引表空間還有足夠的剩餘空間。
確定要把索引重建到哪個索引表空間中。要保證相應的索引表空間有足夠的剩餘空間。

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

（3）重建索引。
重建索引時要注意以下幾點：

a.如果不指定tablespace名，索引將建在用戶的默認表空間。
b.如果不指定nologging，將會寫日誌，導致速度變慢。由於索引的重建沒有恢復的必要，所以，可以不寫日誌。
c.如果出現資源忙，表明有進程正在使用該索引，等待一會再提交。

alter index 索引名
rebuild
tablespace 索引表空間名
storage(initial 初始值 next 擴展值)
nologging
/

（4）檢查索引。
對重建好的索引進行檢查。

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

（5）根據索引進行查詢，檢查索引是否有效

使用相應的where條件進行查詢，確保使用該索引。看看使用索引後的效果如何。

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

然後，根據相應的索引項進行查詢。

select *
from '表名%'
where ......
/

（6）找出有碎片的表空間，並收集其碎片。
重建索引後，原有的索引被刪除，這樣會造成表空間的碎片。

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

整理表空間的碎片。

alter tablespace 表空間名 coalesce