(转)分析索引快速获取索引信息

索引的健康状态是我们非常关注的一个问题。健康的索引可以在保证有效使用空间的基础上，提供很好的搜索性能。同样，一些非健康的索引也会一定程度上影响系统运行的效率。

在一些数据DML操作频繁的系统中，索引是联动进行更新，不断组建成新的索引树，与数据列相匹配。但是因为各种原因，索引的结构通常都是在不断退化的趋势上。比如：

使用堆表结构的时候，数据行是随机进行插入操作，这样引起数据表相同值离散程度高。这样，索引的聚集因子clustering_factor就是显著提高。这样的索引，在使用的时候是有一些性能问题的。（详细阐述参见：http://space.itpub.net/17203031/viewspace-680936）；

索引从逻辑结构上是一个B*树的结构，由分支节点和叶子节点构成。索引路径所提供的快速搜索，就是根据索引列键值大小，直接从根节点经过几个分支节点后，快速定位到键值所在数据行的物理地址rowid。在DML频繁的数据表中，B*树的结构是不断的进行组合和演化，当高度和分支节点很高时，会影响性能。

此外，Oracle的索引树是不能进行节点删除的。对应rowid的键值分布在叶子节点上，一旦对应的数据行删除，叶子节点是不会被从树上被删去，而是被标记为删除。这样，随着DML操作的继续，索引树是一个不断膨胀的物理结构。在空占有很大存储空间的同时，一颗较大的B*树进行搜索的效率也是不高的。

那么，维护一个健康的索引，是DBA应该关注的问题。那么，接下来就是两个问题。首先，我们如何知道某个索引已经结构恶化？其次，恶化后的索引如何处理？也就是本篇要介绍的方法。

分析索引健康程度

在Oracle中，提供了索引分析语句analyze index，用来分析指定的索引信息。分析后的结果可以在视图index_stats中查看到。

首先，我们进行数据准备。

SQL> create table t as select * from dba_objects;

Table created

//构建索引结构

SQL> create index idx_t_id on t(object_id);

Index created

SQL> select count(*) from t;

 COUNT(*)

----------

    53338

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

PL/SQL procedure successfully completed

//为模拟DML操作频繁，进行一些DML操作

SQL> delete t where wner='SCOTT';

24 rows deleted

SQL> delete t where wner='SYSTEM';

454 rows deleted

SQL> delete t where mod(object_id,7)=0;

7554 rows deleted

SQL> delete t where length(object_name)=10;

562 rows deleted

SQL> insert into t select * from dba_objects where object_id>40000;

13787 rows inserted

SQL> commit;

Commit complete

//将数据维持在5万多条；

SQL> select count(*) from t;

 COUNT(*)

----------

    58531

首先，进行索引分析。

SQL> analyze index idx_t_id validate structure;

Index analyzed

SQL> desc index_stats;

Name                Type        Nullable Default Comments            

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

HEIGHT              NUMBER      Y               height of the b-tree     

BLOCKS              NUMBER      Y               blocks allocated to the segment

NAME                VARCHAR2(30) Y               name of the index 

PARTITION_NAME      VARCHAR2(30) Y      name of the index partition, if partitioned

LF_ROWS             NUMBER      Y       number of leaf rows (values in the index)

LF_BLKS             NUMBER      Y               number of leaf blocks in the b-tree

LF_ROWS_LEN         NUMBER      Y             sum of the lengths of all the leaf rows  

LF_BLK_LEN          NUMBER      Y               useable space in a leaf block           

BR_ROWS             NUMBER      Y               number of branch rows     

BR_BLKS             NUMBER      Y               number of branch blocks in the b-tree  

BR_ROWS_LEN         NUMBER   Y  sum of the lengths of all the branch blocks in the b-tree  

BR_BLK_LEN          NUMBER      Y               useable space in a branch block       

DEL_LF_ROWS         NUMBER      Y           number of deleted leaf rows in the index    

DEL_LF_ROWS_LEN     NUMBER      Y        total length of all deleted rows in the index 

DISTINCT_KEYS       NUMBER      Y               number of distinct keys in the index          

MOST_REPEATED_KEY   NUMBER Y    how many times the most repeated key is repeated

BTREE_SPACE         NUMBER      Y  total space currently allocated in the b-tree 

USED_SPACE          NUMBER      Y   total space that is currently being used in the b-tree     

PCT_USED            NUMBER      Y               percent of space allocated in the b-tree that is being used                                                                                         

ROWS_PER_KEY        NUMBER      Y               average number of rows per distinct key                                                                                                             

BLKS_GETS_PER_ACCESS NUMBER      Y               Expected number of consistent mode block gets per row. This assumes that a row chosen at random from the table is being searched for using the index

PRE_ROWS            NUMBER      Y               number of prefix rows (values in the index)                                                                                                         

PRE_ROWS_LEN        NUMBER      Y               sum of lengths of all prefix rows                                                                                                                   

OPT_CMPR_COUNT      NUMBER      Y               optimal prefix compression count for the index                                                                                                      

OPT_CMPR_PCTSAVE    NUMBER      Y               percentage storage saving expected from optimal prefix compression                                                                   

使用analyze进行分析后，就可以查看index_stats视图。我们查看该视图的描述信息，其中包括了对索引树的分支和叶子节点数据块、对应行数和长度等详细信息。其中篇幅原因，我们关注如下查询结果。

SQL> col name for a15;

SQL> select name, height, blocks, lf_rows, lf_blks, br_rows, br_blks, del_lf_rows, btree_space, used_space from index_stats;

NAME               HEIGHT    BLOCKS   LF_ROWS   LF_BLKS   BR_ROWS   BR_BLKS DEL_LF_ROWS BTREE_SPACE USED_SPACE

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

IDX_T_ID                2       256     64846       175       174         1       6316    1408032   1029261

可以清楚看出，索引idx_t_id对应的树高度为2，共占用了256个数据块。对应死叶节点为6316个，总叶行为64846个，比例近似为10%。请注意：当前记录为5万多个，多余的基本上都是被删除的叶节点记录。

通常，我们判断是否索引健康，可以关注高度和死叶节点比例。如果过高的树高度或者死节点比例过高，就可能要考虑进行索引重建。

索引处理

对不适合的索引，我们能进行的操作只有是将索引重建rebuild。删除原有结构，重建结构。

SQL> alter index idx_t_id rebuild;

Index altered

 

SQL> analyze index idx_t_id validate structure;

 

Index analyzed

 

SQL> select name, height, blocks, lf_rows, lf_blks, br_rows, br_blks, del_lf_rows, btree_space, used_space from index_stats;

 

NAME               HEIGHT    BLOCKS   LF_ROWS   LF_BLKS   BR_ROWS   BR_BLKS DEL_LF_ROWS BTREE_SPACE USED_SPACE

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

IDX_T_ID                2       256     58530       130       129         1          0    1048032    929877

观察可见，叶子节点个数已经与数据行数相匹配（58530），死节点个数为0。

注意：索引的重建与否、重建方式是一个需要仔细分析和研究的问题。索引随着数据的不断加入、删除而不断成长，定期进行维护是理所当然的事情。但是一些特殊的情况下（一些文献资料中），的确存在旧索引结构更加适合应用需求的时候。同时，rebuild一个非常大的数据表索引，会将数据表锁住一段时间。在生产环境下，需要格外注意rebuild操作对生产环境的影响。在Oracle11g中，完善了online维护索引的功能，这些都给rebuild索引提供了一些便利。

摘自：http://space.itpub.net/?uid-17203031-action-viewspace-itemid-689810