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高水位线和全表扫描

2012-03-20 19:28 330 查看
 高水位线好比水库中储水的水位线,用于描述数据库中段的扩展方式。高水位线对全表扫描方式有着至关重要的影响。当使用delete 操作

表记录时,高水位线并不会下降,随之导致的是全表扫描的实际开销并没有任何减少。本文给出高水位线的描述,如何降低高水位线,以及高水

位线对全表扫描的影响。
 

一、何谓高水位线
    如前所述,类似于水库中储水的水位线。只不过在数据库中用于描述段的扩展方式。

    可以将数据段或索引段等想象为一个从左到右依次排开的一系列块。当这些块中未填充任何数据时,高水位线位于块的最左端(底端)

    随着记录的不断增加,新块不断地被填充并使用,高水位线随之向右移动。高水位线之上为未格式化的数据块。

    删除(delete)操作之后,高水位线之下的块处于空闲状态,但高水位线并不随之下降,直到重建,截断或收缩表段。

    全表扫描会扫描高水位线之下的所有块,包括空闲数据块(执行了delete操作)。

    

    低高水位线

      是在使用ASSM时的一个概念。即使用ASSM时除了高水位线之外,还包括一个低高水位线。低高水位线一定是位于高水位线之下。

      当段使用MSSM管理方式时只有一种情况即只存在一个高水位线。

      使用MMSM时,当HWM升高时,Oracle立即格式化所有块且有效,并可以安全读取。仅当第一次使用时完成格式化,便于安全读取数据。

      使用ASSM时,当HWM升高时,Oracle并不会立即格式化所有块。仅当第一次使用时完成格式化,便于安全读取数据。

      使用低高水位线可以减少当全面扫描表段时,低高水位线与高水位线之间不安全块的检查数量。即低高水位线之下的块不再检查。

   
二、演示高水位线与全表扫描

[sql]
view plaincopyprint?

SQL> create table t    -->创建测试表
  
  2  as  
  3  select rownum as id,  
  4  round(dbms_random.normal*1000) AS val1,  
  5  dbms_random.string('p',250) AS pad  
  6  from dual  
  7  connect by level <=10000;  
  
Table created.  
  
SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats('SCOTT','T',cascade=>true);  -->收集统计信息
  
  
SQL> @Tab_Stat                        -->从dba_tab_statistics中获得表对象的统计信息,此时无empty_blocks的信息
  
Enter value for input_table_name: t  
Enter value for input_owner: scott  
  
  NUM_ROWS       BLKS    EM_BLKS  AVG_SPACE  CHAIN_CNT AVG_ROW_LEN AVG_ROWS_PER_BLOCK LST_ANLY  STA  
---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------- ------------------ --------- ---
  
     10000        387          0          0          0         259                 26 03-NOV-11 NO  
  
/**************************************************/  
/* Author: Robinson Cheng                         */   
/* Blog:   http://blog.csdn.net/robinson_0612     */  
/* MSN:    robinson_0612@hotmail.com              */  
/* QQ:     645746311                              */   
/**************************************************/   
  
SQL> analyze table t compute statistics;    -->执行analyze
  
  
SQL> @Tab_Stat                              -->此时的empty_blocks值为125
  
Enter value for input_table_name: t  
Enter value for input_owner: scott  
  
  NUM_ROWS       BLKS    EM_BLKS  AVG_SPACE  CHAIN_CNT AVG_ROW_LEN AVG_ROWS_PER_BLOCK LST_ANLY  STA  
---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------- ------------------ --------- ---
  
     10000        387        125        920          0         262                 26 03-NOV-11 NO  
  
SQL> col segment_name format a15  
SQL> select segment_name,segment_type,blocks,extents from dba_segments  -->查看表段上的块的信息
  
  2  where segment_name='T' and owner='SCOTT';  
  
SEGMENT_NAME    SEGMENT_TYPE           BLOCKS    EXTENTS            -->此数据字典中记录的块数为512块(包含了已使用块与空闲块)
  
--------------- ------------------ ---------- ----------
  
T               TABLE                     512         19  
  
SQL> set autotrace traceonly;    -->开启autotrace
  
SQL> select count(*) from t;     -->此时SQL语句的执行计划为全表扫描(执行计划中部分信息被省略)
  
  
Execution Plan  
----------------------------------------------------------
  
Plan hash value: 2966233522  
  
-------------------------------------------------------------------
  
| Id  | Operation          | Name | Rows  | Cost (%CPU)| Time     |  
-------------------------------------------------------------------
  
|   0 | SELECT STATEMENT   |      |     1 |    86   (0)| 00:00:02 |  
|   1 |  SORT AGGREGATE    |      |     1 |            |          |  
|   2 |   TABLE ACCESS FULL| T    | 10000 |    86   (0)| 00:00:02 |  
-------------------------------------------------------------------
  
  
Statistics  
----------------------------------------------------------
  
          1  recursive calls  
          0  db block gets  
        375  consistent gets          -->consistent gets的值为375
  
          0  physical reads  
  
SQL> set autotrace off;  
SQL> delete from t where rownum<=9900;   -->删除大多数的记录,删除后剩余记录值为100
  
  
9900 rows deleted.  
SQL> commit;  
  
SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats('SCOTT','T',cascade=>true); -->收集统计信息
  
  
SQL> analyze table t compute statistics;  -->收集统计信息
  
  
SQL> @Tab_Stat                           -->此时对象上的统计信息无任何变化,即高水位线没有发生任何变化
  
Enter value for input_table_name: t  
Enter value for input_owner: scott  
  
  NUM_ROWS       BLKS    EM_BLKS  AVG_SPACE  CHAIN_CNT AVG_ROW_LEN AVG_ROWS_PER_BLOCK LST_ANLY  STA  
---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------- ------------------ --------- ---
  
       100        387        125       7921          0         262                  0 03-NOV-11 NO  
                   
SQL> set autotrace traceonly      
SQL> select count(*) from t;     -->SQL的执行计划中预估的值准确,为100行
  
  
Execution Plan  
----------------------------------------------------------
  
Plan hash value: 2966233522  
  
-------------------------------------------------------------------
  
| Id  | Operation          | Name | Rows  | Cost (%CPU)| Time     |  
-------------------------------------------------------------------
  
|   0 | SELECT STATEMENT   |      |     1 |    86   (0)| 00:00:02 |  
|   1 |  SORT AGGREGATE    |      |     1 |            |          |  
|   2 |   TABLE ACCESS FULL| T    |   100 |    86   (0)| 00:00:02 |  
-------------------------------------------------------------------
  
  
Statistics  
----------------------------------------------------------
  
          1  recursive calls  
          0  db block gets  
        375  consistent gets   -->consistent gets的值仍然为375,并没有下降
  
          0  physical reads  
  
SQL> set autotrace off;  
SQL> alter table t enable row movement;      -->启用row movement
  
  
SQL> alter table t shrink space cascade;     --> 实施shrink space
  
  
SQL> alter table t disable row movement;  
  
SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats('SCOTT','T');  
  
SQL> analyze table t compute statistics;  
  
SQL> @Tab_Stat                           -->此时对象上的统计信息已发生变化,已使用的块为4块,空闲块为4块
  
Enter value for input_table_name: t  
Enter value for input_owner: scott  
  NUM_ROWS       BLKS    EM_BLKS  AVG_SPACE  CHAIN_CNT AVG_ROW_LEN AVG_ROWS_PER_BLOCK LST_ANLY  STA  
---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------- ------------------ --------- ---
  
       100          4          4       7921          0         259                 25 03-NOV-11 NO  
  
SQL> set autotrace traceonly   
SQL> select count(*) from t;  
  
Execution Plan  
----------------------------------------------------------
  
Plan hash value: 2966233522  
  
-------------------------------------------------------------------
  
| Id  | Operation          | Name | Rows  | Cost (%CPU)| Time     |  
-------------------------------------------------------------------
  
|   0 | SELECT STATEMENT   |      |     1 |     3   (0)| 00:00:01 |  
|   1 |  SORT AGGREGATE    |      |     1 |            |          |  
|   2 |   TABLE ACCESS FULL| T    |   100 |     3   (0)| 00:00:01 |  
-------------------------------------------------------------------
  
  
Statistics  
----------------------------------------------------------
  
          1  recursive calls  
          0  db block gets  
          6  consistent gets    -->表段收缩之后,consistent gets由375下降为6
  
          0  physical reads  
                   
SQL> truncate table t;  -->使用表截断技术(turncate table)
  
  
Table truncated.  
  
SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats('SCOTT','T');  -->收集统计信息
  
  
PL/SQL procedure successfully completed.  
  
SQL> select count(*) from t;   -->此时执行计划中的rows变为1
  
  
Execution Plan  
----------------------------------------------------------
  
Plan hash value: 2966233522  
  
-------------------------------------------------------------------
  
| Id  | Operation          | Name | Rows  | Cost (%CPU)| Time     |  
-------------------------------------------------------------------
  
|   0 | SELECT STATEMENT   |      |     1 |     2   (0)| 00:00:01 |  
|   1 |  SORT AGGREGATE    |      |     1 |            |          |  
|   2 |   TABLE ACCESS FULL| T    |     1 |     2   (0)| 00:00:01 |  
-------------------------------------------------------------------
  
  
Statistics  
----------------------------------------------------------
  
          1  recursive calls  
          0  db block gets  
          3  consistent gets   -->consistent gets的值降为3
  
          0  physical reads  

SQL> create table t -->创建测试表
2 as
3 select rownum as id,
4 round(dbms_random.normal*1000) AS val1,
5 dbms_random.string('p',250) AS pad
6 from dual
7 connect by level <=10000;

Table created.

SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats('SCOTT','T',cascade=>true); -->收集统计信息

SQL> @Tab_Stat -->从dba_tab_statistics中获得表对象的统计信息,此时无empty_blocks的信息
Enter value for input_table_name: t
Enter value for input_owner: scott

NUM_ROWS BLKS EM_BLKS AVG_SPACE CHAIN_CNT AVG_ROW_LEN AVG_ROWS_PER_BLOCK LST_ANLY STA
---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------- ------------------ --------- ---
10000 387 0 0 0 259 26 03-NOV-11 NO

/**************************************************/
/* Author: Robinson Cheng */
/* Blog: http://blog.csdn.net/robinson_0612 */
/* MSN: robinson_0612@hotmail.com */
/* QQ: 645746311 */
/**************************************************/

SQL> analyze table t compute statistics; -->执行analyze

SQL> @Tab_Stat -->此时的empty_blocks值为125
Enter value for input_table_name: t
Enter value for input_owner: scott

NUM_ROWS BLKS EM_BLKS AVG_SPACE CHAIN_CNT AVG_ROW_LEN AVG_ROWS_PER_BLOCK LST_ANLY STA
---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------- ------------------ --------- ---
10000 387 125 920 0 262 26 03-NOV-11 NO

SQL> col segment_name format a15
SQL> select segment_name,segment_type,blocks,extents from dba_segments -->查看表段上的块的信息
2 where segment_name='T' and owner='SCOTT';

SEGMENT_NAME SEGMENT_TYPE BLOCKS EXTENTS -->此数据字典中记录的块数为512块(包含了已使用块与空闲块)
--------------- ------------------ ---------- ----------
T TABLE 512 19

SQL> set autotrace traceonly; -->开启autotrace
SQL> select count(*) from t; -->此时SQL语句的执行计划为全表扫描(执行计划中部分信息被省略)

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2966233522

-------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Cost (%CPU)| Time |
-------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 86 (0)| 00:00:02 |
| 1 | SORT AGGREGATE | | 1 | | |
| 2 | TABLE ACCESS FULL| T | 10000 | 86 (0)| 00:00:02 |
-------------------------------------------------------------------

Statistics
----------------------------------------------------------
1 recursive calls
0 db block gets
375 consistent gets -->consistent gets的值为375
0 physical reads

SQL> set autotrace off;
SQL> delete from t where rownum<=9900; -->删除大多数的记录,删除后剩余记录值为100

9900 rows deleted.
SQL> commit;

SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats('SCOTT','T',cascade=>true); -->收集统计信息

SQL> analyze table t compute statistics; -->收集统计信息

SQL> @Tab_Stat -->此时对象上的统计信息无任何变化,即高水位线没有发生任何变化
Enter value for input_table_name: t
Enter value for input_owner: scott

NUM_ROWS BLKS EM_BLKS AVG_SPACE CHAIN_CNT AVG_ROW_LEN AVG_ROWS_PER_BLOCK LST_ANLY STA
---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------- ------------------ --------- ---
100 387 125 7921 0 262 0 03-NOV-11 NO

SQL> set autotrace traceonly
SQL> select count(*) from t; -->SQL的执行计划中预估的值准确,为100行

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2966233522

-------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Cost (%CPU)| Time |
-------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 86 (0)| 00:00:02 |
| 1 | SORT AGGREGATE | | 1 | | |
| 2 | TABLE ACCESS FULL| T | 100 | 86 (0)| 00:00:02 |
-------------------------------------------------------------------

Statistics
----------------------------------------------------------
1 recursive calls
0 db block gets
375 consistent gets -->consistent gets的值仍然为375,并没有下降
0 physical reads

SQL> set autotrace off;
SQL> alter table t enable row movement; -->启用row movement

SQL> alter table t shrink space cascade; --> 实施shrink space

SQL> alter table t disable row movement;

SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats('SCOTT','T');

SQL> analyze table t compute statistics;

SQL> @Tab_Stat -->此时对象上的统计信息已发生变化,已使用的块为4块,空闲块为4块
Enter value for input_table_name: t
Enter value for input_owner: scott
NUM_ROWS BLKS EM_BLKS AVG_SPACE CHAIN_CNT AVG_ROW_LEN AVG_ROWS_PER_BLOCK LST_ANLY STA
---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------- ------------------ --------- ---
100 4 4 7921 0 259 25 03-NOV-11 NO

SQL> set autotrace traceonly
SQL> select count(*) from t;

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2966233522

-------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Cost (%CPU)| Time |
-------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 3 (0)| 00:00:01 |
| 1 | SORT AGGREGATE | | 1 | | |
| 2 | TABLE ACCESS FULL| T | 100 | 3 (0)| 00:00:01 |
-------------------------------------------------------------------

Statistics
----------------------------------------------------------
1 recursive calls
0 db block gets
6 consistent gets -->表段收缩之后,consistent gets由375下降为6
0 physical reads

SQL> truncate table t; -->使用表截断技术(turncate table)

Table truncated.

SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats('SCOTT','T'); -->收集统计信息

PL/SQL procedure successfully completed.

SQL> select count(*) from t; -->此时执行计划中的rows变为1

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2966233522

-------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Cost (%CPU)| Time |
-------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 2 (0)| 00:00:01 |
| 1 | SORT AGGREGATE | | 1 | | |
| 2 | TABLE ACCESS FULL| T | 1 | 2 (0)| 00:00:01 |
-------------------------------------------------------------------

Statistics
----------------------------------------------------------
1 recursive calls
0 db block gets
3 consistent gets -->consistent gets的值降为3
0 physical reads

三、总结
  1、高水线直接决定了全表扫描所需要的I/O开销

  2、delete操作不会降低高水位线,高水位线之下的所有块依然被扫描

  3、使用truncate 会重置高水位线到0位

  4、定期使用alter table tab_name shrink space cascade 有效减少该对象上的I/O开销
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