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一、索引分裂概述
Oracle数据库中的索引分裂是数据库维护和性能管理中的一个重要概念,特别是在处理大量数据插入、更新和删除操作时。索引分裂发生的原因、类型以及对数据库性能的影响如下:
1.1 索引分裂的原因
索引分裂主要发生在以下场景:
- • 插入操作:当向已满或接近满的索引块中插入新记录时,如果该块没有足够的空间容纳新数据,索引就需要分裂来创造额外的空间。
- • 更新操作:如果更新导致索引项的大小变化,以至于原块无法容纳,则可能触发索引块的分裂。
- • 删除操作:虽然删除通常不会直接导致索引块分裂,但在某些情况下,删除后留下的空间碎片可能需要通过索引重组或合并来优化。
1.2 索引分裂的类型
索引分裂主要有三种基本类型:
- 1. 叶节点分裂(Leaf Node Split):这是最常见的类型,当索引叶子节点(存储实际索引值的块)没有足够的空间来容纳新的索引条目时,叶子节点会被分裂成两个或更多块。大多数情况下,分裂是90-10或50-50的比例,即原块的一部分数据迁移到新块,其余数据保留在原块。
- 2. 枝节点分裂(Branch Node Split):当索引的枝节点(连接叶子节点的中间层块)满载时,也会发生分裂,以容纳更多的分支。
- 3. 根节点分裂(Root Node Split):虽然较为罕见,但当根节点需要更多空间来存储指向枝节点的指针时,根节点也可能分裂,这通常伴随着索引层次的增加。
1.3 对性能的影响
- • 性能下降:索引分裂会导致额外的I/O操作,增加数据库的写操作负担,可能会暂时降低查询性能。
- • 空间碎片:频繁的分裂会导致索引结构中出现碎片,影响索引扫描效率。
- • 维护成本:索引分裂需要数据库自动维护,增加了系统资源的消耗。
二、索引分裂验证
实验环境: oracle 19c
2.1 基础环境准备
切换到pdb,创建一张带主键的表
2.2 查看表头信息
2.3 查看当前表和索引的分配的区
表和索引都分配了1个区,每个区有8个块。
2.4 查看当前索引分裂的情况
由于当前数据库刚启动,所以没有块分裂。
2.5 跟踪块分裂
通过10224事件跟踪块分裂
分析trace
2.6 查看表和索引占用的块数
可以看到表和索引都
2.7 查看录入数据之后表和索引的分配的区
2.8 查看当前索引分裂的情况
观察到插入数据之后,产生了92次索引叶子块分裂,且分裂类型均为9-1单边分裂类型。
三、数据分析
结论:
- • 从索引的分裂情况来看,在录入数据之前,索引PK_ID分配了一个区,这个区有8个块,但实际上只使用了一个块
- • 在录入数据之后,索引的的分区有12个,共96个块,也就是说,索引最多扩展95(96-1)次。
- • 从trace分析和v$sysstat视图可以确认,由于录入的数据是有序的,分裂了92次均为leaf node 90-10 splits类型。
四、思考
1. 出现严重的索引分裂会带来什么样的问题?又是如何解决?
2. 什么情况下会出现50-50 splits类型的索引分裂?
在下一篇文章中,我们再揭幕。