如何進行Oracle IOT的日常維護與應用

這篇文章給大家介紹如何進行Oracle IOT的日常維護與應用，內容非常詳細，感興趣的小伙伴們可以參考借鑒，希望對大家能有所幫助。

IOT日常維護

相對于堆表heap結構，索引組織表最大的特點在于將數(shù)據(jù)行全部內容作為葉子節(jié)點保存在索引結構中。IOT中只包括索引段（Index Segment）結構，沒有對應的數(shù)據(jù)表段（Table Segment）結構。

在日常運維工作中，我們經(jīng)常需要對索引結構進行定期的重構rebuild操作，來消除索引無效節(jié)點（Dead Node）。那么，IOT結構中，我們維護工作需要注意些什么問題呢？

我們依然使用上篇的IOT數(shù)據(jù)表T_IOT和堆表T_HEAP來進行比對實驗。

SQL> select index_name from user_indexes where table_name='T_IOT';

INDEX_NAME

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

SYS_IOT_TOP_75124

數(shù)據(jù)表T_IOT對應的主鍵索引名稱為SYS_IOT_TOP_75124。該索引段大致空間為2M。

SQL> desc t_iot;

Name        Type          Nullable Default Comments

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

OBJECT_ID   NUMBER(10)                             

OBJECT_NAME VARCHAR2(100) Y                        

SQL> select count(*) from t_iot;

  COUNT(*)

----------

     72638

SQL> select segment_name, bytes/1024/1024 from user_segments where segment_name='SYS_IOT_TOP_75124';

SEGMENT_NAME                   BYTES/1024/1024

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

SYS_IOT_TOP_75124                            2

我們刪除一批數(shù)據(jù)，形成死葉子節(jié)點。

SQL> delete t_iot where rownum<40000;

39999 rows deleted

SQL> commit;

Commit complete

SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats(user,'T_IOT',cascade => true);

PL/SQL procedure successfully completed

SQL> select segment_name, bytes/1024/1024 from user_segments where segment_name='SYS_IOT_TOP_75124';

SEGMENT_NAME                   BYTES/1024/1024

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

SYS_IOT_TOP_75124                            2

數(shù)據(jù)行被刪除，索引段HWM沒有收縮。我們可以使用analyze index命令進行索引健康程度檢查。

SQL> analyze index SYS_IOT_TOP_75124 validate structure;

Index analyzed

QL> select height, blocks, name, lf_rows, DEL_LF_ROWS, pct_used from index_stats;

    HEIGHT     BLOCKS NAME                  LF_ROWS DEL_LF_ROWS   PCT_USED

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

         2        256 SYS_IOT_TOP_75124            72638       39999         90

從index_stats視圖中，我們可以清晰看到有接近四萬葉子節(jié)點是Dead狀態(tài)，索引樹高度為2。我們進行索引rebuild，是常用的整理索引操作。

SQL> alter index SYS_IOT_TOP_75124 rebuild;

alter index SYS_IOT_TOP_75124 rebuild

ORA-28650: IOT 中的主索引不能重建

SQL> alter table t_iot disable constraint SYS_IOT_TOP_75124;

alter table t_iot disable constraint SYS_IOT_TOP_75124

ORA-25188: 對于索引表或排序散列簇, 無法刪除/禁用/延遲主鍵約束條件

常用的rebuild操作不能使用在IOT主鍵索引中，而且disable索引也沒有辦法實現(xiàn)。整理IOT的方法，可以選擇數(shù)據(jù)表的move方法。

SQL> alter table t_iot move;

Table altered

SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats(user,'T_IOT',cascade => true);

PL/SQL procedure successfully completed

SQL> select segment_name, bytes/1024/1024 from user_segments where segment_name='SYS_IOT_TOP_75124';

SEGMENT_NAME                   BYTES/1024/1024

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

SYS_IOT_TOP_75124                       0.6875

整理數(shù)據(jù)表t_iot move操作后，索引高水位線下降。

SQL> analyze index SYS_IOT_TOP_75124 validate structure;

Index analyzed

SQL> select height, blocks, name, lf_rows, DEL_LF_ROWS, pct_used from index_stats;

    HEIGHT     BLOCKS NAME                    LF_ROWS DEL_LF_ROWS   PCT_USED

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

         2         88 SYS_IOT_TOP_75124            32639           0         89

從分析結果看，我們消除了死葉子節(jié)點。那么，我們是否可以對數(shù)據(jù)表開啟row movement呢？這個操作是move操作的替代品。

SQL> alter table t_iot enable row movement;

alter table t_iot enable row movement

ORA-14066: 未分區(qū)的索引表的選項非法

SQL> alter table t_heap enable row movement;

Table altered

從實驗結果看，row movement不能應用到IOT上。

5、IOT Index Overflow Segment

對IOT表而言，我們需要考慮Overflow Segment的問題。B樹索引葉子節(jié)點存在一個長期讓我們爭議的問題，就是葉子塊分裂、合并的問題。

索引結構成樹過程和維持過程，是一個索引樹不斷分裂葉子節(jié)點、拷貝數(shù)據(jù)的過程。當一個新葉子節(jié)點值加入索引樹的時候，索引結構需要將其有序的分配在特定的葉子“位置”上。這點和堆表heap table的隨機保存策略差異很大。如果這個位置所在的數(shù)據(jù)塊已經(jīng)寫“滿”，就需要進行數(shù)據(jù)塊分裂（5/5算法或者9/1算法），找一個新的空白塊，將溢出的數(shù)據(jù)葉子節(jié)點信息寫入到新塊中。這個過程同時伴隨著分支節(jié)點的調整。

維持B樹平衡過程是很復雜的過程，一般數(shù)據(jù)表為了維持對應索引的同步結構通常要損失一個數(shù)量級的DML操作效率。

對于IOT來說，這種B樹平衡過程代表更加復雜的消耗。因為IOT表的所有數(shù)據(jù)行都要保存在葉子塊中，維持樹過程中的拷貝和分裂操作更加劇烈。Oracle為了緩解這個情況，引入了IOT Overflow Segment概念。

通常來說，我們使用IOT表是需要進行考量的。我們很傾向選擇數(shù)據(jù)主鍵列相對較大，列數(shù)相對較少的數(shù)據(jù)表作為IOT表。同時，讀多寫少也是IOT的重要定性指標。

Overflow Segment（溢出段）的理念很簡單，通過設置一個閾值（PCTThreshold），來規(guī)定將數(shù)據(jù)行轉移存儲位置。如果我們將PCTThreshold值設置為10，那么如果一個數(shù)據(jù)行空間占有比例超過了10%數(shù)據(jù)塊大小，非主鍵列都會被“溢”出到IOT索引之外進行保存。這個溢出空間我們稱之為“Overflow Segment”，我們也可以為溢出段指定單獨的表空間進行保存。

Overflow Segment存在的表空間，我們稱之為Overflow Segment Tablespace。下面我們創(chuàng)建一個全新的IOT，設置專門的PCTThreshold值。

SQL> create table t_iotbig

  2  (object_id number primary key,

  3   object_name varchar2(200),

  4   object_type varchar2(100),

  5   EDITION_NAME varchar2(100),

  6   last_ddl_time date)

  7  organization index tablespace users

  8  pctthreshold 5

  9  overflow tablespace example;

Table created

SQL> insert into t_iotbig select object_id, object_name, object_type, edition_name, last_ddl_time from dba_objects;

72604 rows inserted

SQL> commit;

Commit complete

SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats(user,'T_IOTBIG',cascade => true);

PL/SQL procedure successfully completed

數(shù)據(jù)表段（本質是索引段）所在表空間指定，是通過organization index tablespace指定的。Pctthreshold參數(shù)來指定溢出段閾值，我們試驗中設置為5%。溢出段overflow segment通過overflow tablespace來指定。

裝載約7萬余條數(shù)據(jù)之后，我們檢查數(shù)據(jù)段的情況。

SQL> col tablespace_name for a10;

SQL> col iot_name for a10;

SQL> select table_name, tablespace_name, num_rows, iot_type, iot_name from dba_tables where wner='SYS' and table_name='T_IOTBIG';

TABLE_NAME                     TABLESPACE   NUM_ROWS IOT_TYPE     IOT_NAME

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T_IOTBIG                                       72604 IOT         

SSQL> select index_name, index_type, PCT_THRESHOLD, tablespace_name from dba_indexes where table_name='T_IOTBIG' and wner='SYS';

INDEX_NAME         INDEX_TYPE                  PCT_THRESHOLD TABLESPACE

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SYS_IOT_TOP_75137              IOT - TOP                               5 USERS

索引具備屬性pct_threshold=5。同時，我們在dba_tables中，可以看到溢出段的情況。

SQL> select table_name, tablespace_name, iot_name, iot_type from dba_tables where wner='SYS' and iot_name='T_IOTBIG';

TABLE_NAME                     TABLESPACE IOT_NAME   IOT_TYPE

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SYS_IOT_OVER_75137             EXAMPLE    T_IOTBIG   IOT_OVERFLOW

在數(shù)據(jù)表視圖中，我們發(fā)現(xiàn)IOT_NAME中對應IOT數(shù)據(jù)表名稱的對象中，存在一個特殊的隱含數(shù)據(jù)表，命名為系統(tǒng)自動命名。這個數(shù)據(jù)表和IOT不同，明確表示存在表空間EXAMPLE中，IOT_TYPE也明確標注出IOT_OVERFLOW類型。

我們從段空間分配的角度，看IOT表T_IOTBIG的情況。

SQL> select segment_name, segment_type, tablespace_name, extents, blocks from dba_segments where wner='SYS' and segment_name in ('SYS_IOT_OVER_75137','SYS_IOT_TOP_75137','T_IOTBIG');

SEGMENT_NAME         SEGMENT_TYPE       TABLESPACE    EXTENTS     BLOCKS

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SYS_IOT_TOP_75137    INDEX              USERS              20        640

SYS_IOT_OVER_75137   TABLE              EXAMPLE             1          8

從dba_segments中，可以清楚看到IOT表的空間使用情況：索引段是有空間分配的、溢出段也是有空間分配的。而且兩者可以在不同的表空間。

參數(shù)pctthreshold是可以指定這個溢出段閾值。如果不指定，Oracle會選擇一個默認值50%。我們的IOT表t_iot就是這樣的方式。

SQL> select index_name, index_type, PCT_THRESHOLD, tablespace_name from dba_indexes where table_name='T_IOT' and wner='SYS';

INDEX_NAME                     INDEX_TYPE                  PCT_THRESHOLD TABLESPACE

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SYS_IOT_TOP_75124              IOT - TOP                              50 SYSTEM

SQL> select count(*) from dba_tables where wner='SYS' and iot_name='T_IOT';

  COUNT(*)

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         0

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