Oracle 分区索引介绍和实例演示

分区索引(或索引分区)主要是针对分区表而言的。随着数据量的不断增长，普通的堆表需要转换到分区表，其索引呢，则对应的转换到分区索引。分区索引的好处是显而易见的。就是简单地把一个索引分成多个片断，在获取所需数据时，只需要访问更小的索引片断(块)即可实现。同时把分区放在不同的表空间可以提高分区的可用性和可靠性。本文主要描述了分区索引的相关特性并给出演示示例。

1、分区索引的相关概念

a、分区索引的几种方式：表被分区而索引未被分区；表未被分区，而索引被分区；表和索引都被分区
b、分区索引可以分为本地分区索引以及全局分区索引

本地分区索引：

本地分区索引信息的存放依赖于父表分区。也就是说对于本地索引一定是基于分区表创建的。
   缺省情况下，创建本地索引时，如未指定索引存放表空间，会自动将本地索引存放到数据所在分区定义时的表空间。
   本地索引的分区机制和表的分区机制一样，本地索引可以是是B树索引或位图索引。
   本地索引是对单个分区的，每个分区索引只指向一个表分区，为对等分区。
   本地索引支持分区独立性，因此对于这些单独的分区增加，截取，删除，分割，脱机等处理无需同时删除或重建。
   本地索引多应用于数据仓库环境中。
     
全局分区索引：

全局分区索引时分区表和全局索引的分区机制不一样，在创建时必须定义分区键的范围和值。
   全局分区索引在创建时应指定Global关键字且全局分区索引只能是B树索引。
   全局索引可以分区，也可以是不分区索引，全局索引必须是前缀索引，即索引列必须包含分区键。
   全局索引分区中，一个分区索引能指向n个表分区，同时，一个表分区，也可能指向n个索引分区。
   默认情况下全局索引对于分区增加，截取，删除，分割等都必须重建或修改时指定update global indexs。
   全局分区索引只按范围或者散列hash分区。
   全局分区索引多应用于oltp系统中。
 
c、有前缀索引和无前缀索引

本地和全局分区索引又分为两个子类型即有前缀索引和无前缀索引。
前缀和非前缀索引都可以支持索引分区消除，前提是查询的条件中包含索引分区键。
有前缀索引:
   有前缀索引包含了分区键，即分区键列被包含在索引中。
   有前缀索引支持本地分区索引以及全局分区索引。
无前缀索引：
   无前缀索引即没有把分区键的前导列作为索引的前导列。
   无前缀索引仅仅支持本地分区索引。

2、本地分区索引演示

代码如下:

--环境
SQL> select * from v$version where rownum<2;

BANNER
----------------------------------------------------------------
Oracle Database 10g Enterprise Edition Release 10.2.0.3.0 - 64bi

SQL> create user leshami identified by xxx;

SQL> grant dba to leshami;

--创建演示需要用到的表空间
SQL> create tablespace tbs_tmp datafile '/u02/database/SYBO2/oradata/tbs_tmp.dbf' size 10m autoextend on;

SQL> alter user leshami default tablespace tbs_tmp;

SQL> create tablespace tbs1 datafile '/u02/database/SYBO2/oradata/tbs1.dbf' size 10m autoextend on;

SQL> create tablespace tbs2 datafile '/u02/database/SYBO2/oradata/tbs2.dbf' size 10m autoextend on;

SQL> create tablespace tbs3 datafile '/u02/database/SYBO2/oradata/tbs3.dbf' size 10m autoextend on;

SQL> create tablespace idx1 datafile '/u02/database/SYBO2/oradata/idx1.dbf' size 10m autoextend on;

SQL> create tablespace idx2 datafile '/u02/database/SYBO2/oradata/idx2.dbf' size 10m autoextend on;

SQL> create tablespace idx3 datafile '/u02/database/SYBO2/oradata/idx3.dbf' size 10m autoextend on;

SQL> conn leshami/xxx

-- 创建一个lookup表
CREATE TABLE lookup (
  id            NUMBER(10),
  description   VARCHAR2(50)
);

--添加主键约束
ALTER TABLE lookup ADD (
  CONSTRAINT lookup_pk PRIMARY KEY (id)
);

--插入数据
INSERT INTO lookup (id, description) VALUES (1, 'ONE');
INSERT INTO lookup (id, description) VALUES (2, 'TWO');
INSERT INTO lookup (id, description) VALUES (3, 'THREE');
COMMIT;

CREATE TABLE big_table (
  id            NUMBER(10),
  created_date  DATE,
  lookup_id     NUMBER(10),
  data          VARCHAR2(50)
)
PARTITION BY RANGE (created_date)
(PARTITION big_table_2012 VALUES LESS THAN (TO_DATE('01/01/2013', 'DD/MM/YYYY')) tablespace tbs1,
 PARTITION big_table_2013 VALUES LESS THAN (TO_DATE('01/01/2014', 'DD/MM/YYYY')) tablespace tbs2,
 PARTITION big_table_2014 VALUES LESS THAN (MAXVALUE)tablespace tbs3 ) ;
 
--填充数据到分区表
DECLARE
  l_lookup_id    lookup.id%TYPE;
  l_create_date  DATE;
BEGIN
  FOR i IN 1 .. 10000 LOOP
    IF MOD(i, 3) = 0 THEN
      l_create_date := ADD_MONTHS(SYSDATE, -24);
      l_lookup_id   := 2;
    ELSIF MOD(i, 2) = 0 THEN
      l_create_date := ADD_MONTHS(SYSDATE, -12);
      l_lookup_id   := 1;
    ELSE
      l_create_date := SYSDATE;
      l_lookup_id   := 3;
    END IF;
   
    INSERT INTO big_table (id, created_date, lookup_id, data)
    VALUES (i, l_create_date, l_lookup_id, 'This is some data for ' || i);
  END LOOP;
  COMMIT;
END;
/

--未指定索引分区及存储表空间情形下创建索引
SQL> CREATE INDEX bita_created_date_i ON big_table(created_date) LOCAL;

Index created.

SQL> select index_name, partitioning_type, partition_count from user_part_indexes;

INDEX_NAME                     PARTITI PARTITION_COUNT
------------------------------ ------- ---------------
BITA_CREATED_DATE_I            RANGE                 3

--Author : Leshami

--从下面的查询可知，索引直接存放到分表表对应的表空间
SQL> select partition_name, high_value, tablespace_name from user_ind_partitions;

PARTITION_NAME                 HIGH_VALUE                               TABLESPACE_NAME
------------------------------ ---------------------------------------- ------------------------------
BIG_TABLE_2014                 MAXVALUE                                 TBS3
BIG_TABLE_2013                 TO_DATE(' 2014-01-01 00:00:00', 'SYYYY-M TBS2
                               M-DD HH24:MI:SS', 'NLS_CALENDAR=GREGORIA

BIG_TABLE_2012                 TO_DATE(' 2013-01-01 00:00:00', 'SYYYY-M TBS1
                               M-DD HH24:MI:SS', 'NLS_CALENDAR=GREGORIA

--删除索引
SQL> drop index bita_created_date_i;

--指定索引分区名表空间名创建索引
SQL> CREATE INDEX bita_created_date_i
  2     ON big_table (created_date)
  3     LOCAL (
  4        PARTITION idx_2012 TABLESPACE idx1,
  5        PARTITION idx_2013 TABLESPACE idx2,
  6        PARTITION idx_2014 TABLESPACE idx3)
  7     PARALLEL 3;

Index created.

SQL> select partition_name, high_value, tablespace_name from user_ind_partitions;

PARTITION_NAME                 HIGH_VALUE                               TABLESPACE_NAME
------------------------------ ---------------------------------------- ------------------------------
IDX_2014                       MAXVALUE                                 IDX3
IDX_2013                       TO_DATE(' 2014-01-01 00:00:00', 'SYYYY-M IDX2
                               M-DD HH24:MI:SS', 'NLS_CALENDAR=GREGORIA

IDX_2012                       TO_DATE(' 2013-01-01 00:00:00', 'SYYYY-M IDX1
                               M-DD HH24:MI:SS', 'NLS_CALENDAR=GREGORIA

SQL> select * from big_table where rownum<2;

ID CREATED_  LOOKUP_ID DATA
---------- -------- ---------- --------------------------------------------------
      1413 20120625          2 This is some data for 1413

--查看local index是否被使用，从下面的执行计划中可知，索引被使用，支持分区消除     
SQL> set autot trace exp;
SQL> select * from big_table where created_date=to_date('20120625','yyyymmdd');

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2556877094

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation                          | Name                | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     | Pstart| Pstop |
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT                   |                     |     1 |    41 |     2   (0)| 00:00:01 |       |       |
|   1 |  PARTITION RANGE SINGLE            |                     |     1 |    41 |     2   (0)| 00:00:01 |     1 |     1 |
|   2 |   TABLE ACCESS BY LOCAL INDEX ROWID| BIG_TABLE           |     1 |    41 |     2   (0)| 00:00:01 |     1 |     1 |
|*  3 |    INDEX RANGE SCAN                | BITA_CREATED_DATE_I |     1 |       |     1   (0)| 00:00:01 |     1 |     1 |
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

3、全局分区索引演示

代码如下:

--为表添加主键
SQL> ALTER TABLE big_table ADD (
  2    CONSTRAINT big_table_pk PRIMARY KEY (id)
  3  );

Table altered.

SQL> select index_name,index_type,tablespace_name,global_stats,partitioned
  2  from user_indexes where index_name='BIG_TABLE_PK';

INDEX_NAME                     INDEX_TYPE                  TABLESPACE_NAME                GLO PAR
------------------------------ --------------------------- ------------------------------ --- ---
BIG_TABLE_PK                   NORMAL                      TBS_TMP                        YES NO

SQL> set autot trace exp;                                                                                         
SQL> select * from big_table where id=1412;                                                                       
                                                                                                                  
Execution Plan                                                                                                    
----------------------------------------------------------                                                        
Plan hash value: 2662411593                                                                                       
                                                                                                                  
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation                          | Name         | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     | Pstart| Pstop |
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT                   |              |     1 |    62 |     2   (0)| 00:00:01 |       |       |
|   1 |  TABLE ACCESS BY GLOBAL INDEX ROWID| BIG_TABLE    |     1 |    62 |     2   (0)| 00:00:01 | ROWID | ROWID |
|*  2 |   INDEX UNIQUE SCAN                | BIG_TABLE_PK |     1 |       |     1   (0)| 00:00:01 |       |       |
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
--如上，在其执行计划中，Pstart与Pstop都为ROWID
--出现了GLOBAL INDEX ROWID，我们添加主键时并未指定Global，但其执行计划表明执行了全局索引访问
--这个地方有待证实，对于分区表，非分区键上的主键或唯一索引是否一定是全局索引

SQL> drop index bita_created_date_i;

--下面创建全局索引，创建时需要指定分区键的范围和值
SQL> CREATE INDEX bita_created_date_i
   ON big_table (created_date)
   GLOBAL PARTITION BY RANGE (created_date)
      (
         PARTITION
            idx_1 VALUES LESS THAN (TO_DATE ('01/01/2013', 'DD/MM/YYYY'))
            TABLESPACE idx1,
         PARTITION
            idx_2 VALUES LESS THAN (TO_DATE ('01/01/2014', 'DD/MM/YYYY'))
            TABLESPACE idx2,
         PARTITION idx_3 VALUES LESS THAN (maxvalue) TABLESPACE idx3);

SQL> select index_name, partitioning_type, partition_count,locality from user_part_indexes;

INDEX_NAME                     PARTITI PARTITION_COUNT LOCALI
------------------------------ ------- --------------- ------
BITA_CREATED_DATE_I_G          RANGE                 3 GLOBAL

SQL> select partition_name, high_value, tablespace_name from user_ind_partitions;

PARTITION_NAME                 HIGH_VALUE             TABLESPACE_NAME
------------------------------ --------------------- ------------------------------
IDX_1                          TO_DATE(' 2013-01-01  IDX1
IDX_2                          TO_DATE(' 2014-01-01  IDX2
IDX_3                          MAXVALUE              IDX3

--下面是其执行计划，可以看出支持分区消除
SQL> set autot trace exp;
SQL> select * from big_table where created_date=to_date('20130625','yyyymmdd');

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 1378264218

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation                           | Name                | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     | Pstart| Pstop |
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT                    |                     |     1 |    41 |     2   (0)| 00:00:01 |       |       |
|   1 |  PARTITION RANGE SINGLE             |                     |     1 |    41 |     2   (0)| 00:00:01 |     2 |     2 |
|   2 |   TABLE ACCESS BY GLOBAL INDEX ROWID| BIG_TABLE           |     1 |    41 |     2   (0)| 00:00:01 |     2 |     2 |
|*  3 |    INDEX RANGE SCAN                 | BITA_CREATED_DATE_I |     1 |       |     1   (0)| 00:00:01 |     2 |     2 |
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

--以下为范围查询，Pstart为1，Pstop为2，同样支持分区消除
SQL> select * from big_table                                                              
  2  where created_date>=to_date('20120625','yyyymmdd') and created_date<=to_date('20130625','yyyymmdd');

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 213633793

------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation                | Name      | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     | Pstart| Pstop |
------------------------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT         |           |  3334 |   133K|    14   (0)| 00:00:01 |       |       |
|   1 |  PARTITION RANGE ITERATOR|           |  3334 |   133K|    14   (0)| 00:00:01 |     1 |     2 |
|*  2 |   TABLE ACCESS FULL      | BIG_TABLE |  3334 |   133K|    14   (0)| 00:00:01 |     1 |     2 |
------------------------------------------------------------------------------------------------------