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介绍Oracle Virtual Index虚拟索引(上)

原创 Linux操作系统 作者:realkid4 时间:2013-08-26 22:22:19 0 删除 编辑

 

传统的性能优化和调整工作,大都是在系统上线之后,由运维团队进行的。当系统数据量积累到一定程度之后,原有一些隐藏的问题就不断出现。所以,在大数据量、应急场景下进行SQL调优,往往是运维团队经常遇到的问题。

 

添加索引是我们经常使用的性能优化手段。在遇到问题的时候,试一试添加索引,看看能不能改变执行计划,是我们分析和解决问题的过程手段。但是对于大数据表情况下,快速的创建索引是比较困难的事情。这个时候,我们可以利用Oracle的virtual index技术。

 

1、环境介绍和数据准备

 

Virtual Index出现的很早。笔者从9i时候的文档资料中,就可以看到virtual index的技术材料。我们还是选择Oracle 11gR2进行试验。

 

 

SQL> select * from v$version;

 

BANNER

----------------------------------------------

Oracle Database 11g Enterprise Edition Release 11.2.0.1.0 - Production

PL/SQL Release 11.2.0.1.0 - Production

CORE    11.2.0.1.0  Production

 

 

我们创建数据表T作为实验对象,同时创建正常Index和虚拟Index。

 

 

SQL> show user;

User is "scott"

 

SQL> create table t as select * from dba_objects;

Table created

 

SQL> set timing on;

--创建一个普通索引

SQL> create index idx_t_owner on t(owner);

Index created

 

Executed in 0.687 seconds

 

SQL> select count(*) from t;

 

  COUNT(*)

----------

     72792

 

Executed in 0.015 seconds

 

 

我们创建virtual index,需要使用nosegment关键字。

 

 

SQL> create index idx_t_obj on t(object_id) nosegment;

Index created

 

Executed in 0.047 seconds

 

 

SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats(user,'T',cascade => true);

PL/SQL procedure successfully completed

 

Executed in 1.716 seconds

 

 

此处我们需要注意一个细节,同样是在7万多基础数据上面创建索引。nosegment虚拟索引使用的时间很短。

 

2、数据字典层面看virtual index

 

我们创建了虚拟索引idx_t_obj,又创建了作为参照的idx_t_owner。下面可以从数据字典的层面,去看看虚拟索引的内容信息。

 

Oracle所有索引信息都记录在dba_indexes视图中。

 

 

SQL> select index_name, index_type from dba_indexes where wner='SCOTT' and table_name='T';

INDEX_NAME                     INDEX_TYPE

------------------------------ ---------------------------

IDX_T_OWNER                    NORMAL

 

Executed in 0.031 seconds

 

 

SQL> select segment_name from dba_segments where wner='SCOTT' and segment_name in ('IDX_T_OWNER','IDX_T_OBJ');

 

SEGMENT_NAME

--------------------------------------------------------------------

IDX_T_OWNER

 

Executed in 0.062 seconds

 

 

我们从dba_indexes和dba_segments中,都只能看到普通索引idx_t_owner的信息。而创建的虚拟索引idx_t_obj没有踪迹。nosegment选项可以让我们猜测是没有索引段对象的创建过程。但是,作为字典的dba_indexes信息没有,就让人疑惑。

 

验证我们的想法,使用dbms_metadata.get_ddl方法,抽取到数据表t的字典定义。其中,我们看到了idx_t_obj的信息。

 

 

  CREATE INDEX "SCOTT"."IDX_T_OBJ" ON "SCOTT"."T" ("OBJECT_ID")

  PCTFREE 10 INITRANS 2 MAXTRANS 255  NOSEGMENT ;

 

  CREATE INDEX "SCOTT"."IDX_T_OWNER" ON "SCOTT"."T" ("OWNER")

  PCTFREE 10 INITRANS 2 MAXTRANS 255 COMPUTE STATISTICS

  STORAGE(INITIAL 65536 NEXT 1048576 MINEXTENTS 1 MAXEXTENTS 2147483645

  PCTINCREASE 0 FREELISTS 1 FREELIST GROUPS 1 BUFFER_POOL DEFAULT FLASH_CACHE DEFAULT CELL_FLASH_CACHE DEFAULT)

  TABLESPACE "USERS" ;

 

 

相对于idx_t_owner,虚拟索引的定义全文显得很简单,只有nosegment很显眼。

 

那么,作为万物汇总的dba_objects中呢?

 

 

SQL> select owner,object_name, object_id, data_object_id, object_type from dba_objects where object_name in ('IDX_T_OWNER','IDX_T_OBJ');

 

OWNER OBJECT_NAME      OBJECT_ID DATA_OBJECT_ID OBJECT_TYPE

----- --------------- ---------- -------------- -------------------

SCOTT IDX_T_OWNER          78019          78019 INDEX

SCOTT IDX_T_OBJ            78020          78020 INDEX

 

Executed in 0.047 seconds

 

 

在dba_objects中,我们找到idx_t_obj的信息,它依然被认为是一个索引。更重要的是,我们定位到了object_id和data_object_id,这两个分别为数据库对象的逻辑id和物理段id。

 

dba_indexes字典视图的基础数据表是ind$基表。其中定义了所有索引对象的信息。我们借助object_id去检查,发现了无法查询到的idx_t_obj对象记录。

 

 

SQL> select obj#, ts#, file#, block#, bo# from ind$ where obj# in (78019, 78020);

 

      OBJ#        TS#      FILE#     BLOCK#        BO#

---------- ---------- ---------- ---------- ----------

     78019          4          4       1586      78017

     78020          4          0          0      78017

 

Executed in 0.015 seconds

 

SQL> select owner, object_name from dba_objects where object_id=78017;

 

OWNER OBJECT_NAME

----- ---------------

SCOTT T

 

Executed in 0.016 seconds

 

 

我们可以从bo#编号,确定的确是数据表scott.t的索引对象。那么,我们思考一个问题,既然ind$中存在对应记录,为什么dba_indexes不能检索到这个信息呢?

 

通过抽取dba_indexes的源码信息,我们可以猜到端倪。

 

 

from sys.ts$ ts, sys.seg$ s,

     sys.user$ iu, sys.obj$ io, sys.user$ u, sys.ind$ i, sys.obj$ o,

     sys.user$ itu, sys.obj$ ito, sys.deferred_stg$ ds

where u.user# = o.owner#

  and o.obj# = i.obj#

  and i.bo# = io.obj#

  and io.owner# = iu.user#

  and bitand(i.flags, 4096) = 0

  and bitand(o.flags, 128) = 0

  and i.ts# = ts.ts# (+)

  and i.file# = s.file# (+)

  and i.block# = s.block# (+)

  and i.ts# = s.ts# (+)

  and i.obj# = ds.obj# (+)

  and i.indmethod# = ito.obj# (+)

  and ito.owner# = itu.user# (+);

 

 

虽然虚拟索引是没有段的,在seg$中必然没有对应记录。但是SQL语句中对于这个条件定义的是外连接。也就是说,即使没有段结构,索引也能显示出来。

 

疑点就落在对一些列flag标记的bitand操作上了。我们检查一下ind$的基础flags取值,就可以知道原因了。

 

 

SQL> select obj#, bitand(flags, 4096) from ind$ where obj# in (78019, 78020);

 

      OBJ# BITAND(FLAGS,4096)

---------- ------------------

     78019                  0

     78020               4096

 

Executed in 0.016 seconds

 

 

看来,虽然ind$中包括信息,但是不显示出来,也是Oracle的一个本意。

 

下面我们继续来看virtual index的实际工作效果。

 

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