Oracle数据库中索引的维护

　　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
　　/
　　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,tab

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