关于Oracle表碎片整理

数据库在日常使用过程中，不断的insert，delete，update操作，导致表和索引出现碎片是在所难免的事情，碎片多了，sql的执行效率自然就差了，道理很简单，高水位线（HWL）下的许多数据块都是无数据的，但全表扫描的时候要扫描到高水位线的数据块，也就是说oracle要做许多的无用功！因此oracle提供了shrink space碎片整理功能。对于索引，可以采取rebuild online的方式进行碎片整理，一般来说，经常进行DML操作的对象DBA要定期进行维护，同时注意要及时更新统计信息！

一：准备测试数据，使用HR用户，创建T1表，插入约30W的数据，并根据object_id创建普通索引，表占存储空间34M左右，索引占6M左右的存储空间 

SQL> conn /as sysdba
已连接。
SQL> select default_tablespace from dba_users where username='HR';

DEFAULT_TABLESPACE
------------------------------------------------------------
USERS

SQL> conn hr/hr
已连接。

SQL> insert into t1 select * from t1;
已创建 74812 行。

SQL> insert into t1 select * from t1;
已创建 149624 行。

SQL> commit;
提交完成。

SQL> create index idx_t1_id on t1(object_id);
索引已创建。

SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats('HR','T1',CASCADE=>TRUE);
PL/SQL 过程已成功完成。

SQL> select count(1) from t1;

  COUNT(1)
----------
    299248

SQL> select sum(bytes)/1024/1024 from dba_segments where segment_name='T1';
SUM(BYTES)/1024/1024
--------------------
             34.0625

SQL> select sum(bytes)/1024/1024 from dba_segments where segment_name='IDX_T1_ID';
SUM(BYTES)/1024/1024
--------------------
                   6

二：估算表在高水位线下还有多少空间可用，这个值应当越低越好，表使用率越接近高水位线，全表扫描所做的无用功也就越少!

DBMS_STATS包无法获取EMPTY_BLOCKS统计信息，所以需要用analyze命令再收集一次统计信息

SQL> SELECT blocks, empty_blocks, num_rows FROM user_tables WHERE table_name ='T1';

    BLOCKS EMPTY_BLOCKS   NUM_ROWS
---------- ------------ ----------
      4302            0     299248

SQL> analyze table t1 compute statistics;
表已分析。

SQL> SELECT blocks, empty_blocks, num_rows FROM user_tables WHERE table_name ='T1';

    BLOCKS EMPTY_BLOCKS   NUM_ROWS
---------- ------------ ----------
      4302           50     299248

SQL> col table_name for a20
SQL> SELECT TABLE_NAME,
  2         (BLOCKS * 8192 / 1024 / 1024) -
  3         (NUM_ROWS * AVG_ROW_LEN / 1024 / 1024) "Data lower than HWM in MB"
  4    FROM USER_TABLES
  5   WHERE table_name = 'T1';

TABLE_NAME           Data lower than HWM in MB
-------------------- -------------------------
T1                                  5.07086182

三: 查看执行计划，全表扫描大概需要消耗CPU 1175

SQL> explain plan for select * from t1;
已解释。

SQL> select * from table(dbms_xplan.display);

PLAN_TABLE_OUTPUT
--------------------------------------------------------------------------------
Plan hash value: 3617692013
--------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation         | Name | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
--------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT  |      |   299K|    28M|  1175   (1)| 00:00:15 |
|   1 |  TABLE ACCESS FULL| T1   |   299K|    28M|  1175   (1)| 00:00:15 |
--------------------------------------------------------------------------

四：删除大部分数据，收集统计信息，全表扫描依然需要消耗CPU 1168

SQL> delete from t1 where object_id>100;
已删除298852行。

SQL> commit;
提交完成。

SQL> select count(*) from t1;

  COUNT(*)
----------
       396

SQL>  exec dbms_stats.gather_table_stats('HR','T1',CASCADE=>TRUE);
PL/SQL 过程已成功完成。

SQL> analyze table t1 compute statistics;
表已分析。

SQL> SELECT blocks, empty_blocks, num_rows FROM user_tables WHERE table_name ='T1';

    BLOCKS EMPTY_BLOCKS   NUM_ROWS
---------- ------------ ----------
      4302           50        396


SQL> explain plan for select * from t1;
已解释。

SQL> select * from table(dbms_xplan.display);

PLAN_TABLE_OUTPUT
------------------------------------------------------------------------------
Plan hash value: 3617692013
--------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation         | Name | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
--------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT  |      |   396 | 29700 |  1168   (1)| 00:00:15 |
|   1 |  TABLE ACCESS FULL| T1   |   396 | 29700 |  1168   (1)| 00:00:15 |
--------------------------------------------------------------------------

五：估算表在高水位线下还有多少空间是无数据的，但在全表扫描时又需要做无用功的数据

SQL> SELECT TABLE_NAME,
  2         (BLOCKS * 8192 / 1024 / 1024) -
  3         (NUM_ROWS * AVG_ROW_LEN / 1024 / 1024) "Data lower than HWM in MB"
  4    FROM USER_TABLES
  5   WHERE table_name = 'T1';

TABLE_NAME           Data lower than HWM in MB
-------------------- -------------------------
T1                                  33.5791626

六：对表进行碎片整理，重新收集统计信息

SQL> alter table t1 enable row movement;
表已更改。

SQL> alter table t1 shrink space cascade;
表已更改。

SQL> select sum(bytes)/1024/1024 from dba_segments where segment_name='T1';

SUM(BYTES)/1024/1024
--------------------
                .125

SQL> select sum(bytes)/1024/1024 from dba_segments where segment_name='IDX_T1_ID
';

SUM(BYTES)/1024/1024
--------------------
               .0625

SQL> SELECT TABLE_NAME,
  2         (BLOCKS * 8192 / 1024 / 1024) -
  3         (NUM_ROWS * AVG_ROW_LEN / 1024 / 1024) "Data lower than HWM in MB"
  4    FROM USER_TABLES
  5   WHERE table_name = 'T1';

TABLE_NAME           Data lower than HWM in MB
-------------------- -------------------------
T1                                  33.5791626

SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats('HR','T1',CASCADE=>TRUE);
PL/SQL 过程已成功完成。

这个时候，只剩下0.1M的无用功了，执行计划中，全表扫描也只需要消耗CPU 3
SQL> SELECT TABLE_NAME,
  2         (BLOCKS * 8192 / 1024 / 1024) -
  3         (NUM_ROWS * AVG_ROW_LEN / 1024 / 1024) "Data lower than HWM in MB"
  4    FROM USER_TABLES
  5   WHERE table_name = 'T1';

TABLE_NAME           Data lower than HWM in MB
-------------------- -------------------------
T1                                  .010738373


SQL> select * from table(dbms_xplan.display);

PLAN_TABLE_OUTPUT
--------------------------------------------------------------------------------
Plan hash value: 3617692013
--------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation         | Name | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
--------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT  |      |   396 | 29700 |     3   (0)| 00:00:01 |
|   1 |  TABLE ACCESS FULL| T1   |   396 | 29700 |     3   (0)| 00:00:01 |
--------------------------------------------------------------------------

总共只有5个块，空块却有50个，明显empty_blocks信息过期
SQL> select blocks,empty_blocks,num_rows from user_tables where table_name='T1';

    BLOCKS EMPTY_BLOCKS   NUM_ROWS
---------- ------------ ----------
         5           50        396

SQL> analyze table t1 compute statistics;
表已分析。

SQL> select blocks,empty_blocks,num_rows from user_tables where table_name='T1';


    BLOCKS EMPTY_BLOCKS   NUM_ROWS
---------- ------------ ----------
         5            3        396

参考：http://surachartopun.com/2011/08/determine-hwm-and-reduce-it-by-shrink.html

关于如何确定哪些表需要进行碎片整理，可以使用附件中的脚本去查询，具体请参考：http://www.toadworld.com/KNOWLEDGE/KnowledgeXpertforOracle/tabid/648/TopicID/OTNN18/Default.aspx