Oracle数据库中索引的维护
一. 查看系统表中的用户索引
在Oracle中，SYSTEM表是安装数据库时自动建立的，它包含数据库的全部数据字典，存储过程、包、函数和触发器的定义以及系统回滚段。
一般来说，应该尽量避免在SYSTEM表中存储非SYSTEM用户的对象。因为这样会带来数据库维护和管理的很多问题。一旦SYSTEM表损坏了，只能重新生成数据库。我们可以用下面的语句来检查在SYSTEM表内有没有其他用户的索引存在。
| select count(*) from dba_indexes where tablespace_name = 'SYSTEM' and owner not in ('SYS','SYSTEM') / |
二. 索引的存储情况检查
Oracle为数据库中的所有数据分配逻辑结构空间。数据库空间的单位是数据块（block）、范围（extent）和段（segment）。
Oracle数据块（block）是Oracle使用和分配的最小存储单位。它是由数据库建立时设置的DB_BLOCK_SIZE决定的。一旦数据库生成了，数据块的大小不能改变。要想改变只能重新建立数据库。（在Oracle9i中有一些不同，不过这不在本文讨论的范围内。）
Extent是由一组连续的block组成的。一个或多个extent组成一个segment。当一个segment中的所有空间被用完时，Oracle为它分配一个新的extent。
Segment是由一个或多个extent组成的。它包含某表空间中特定逻辑存储结构的所有数据。一个段中的extent可以是不连续的，甚至可以在不同的数据文件中。
一个object只能对应于一个逻辑存储的segment，我们通过查看该segment中的extent，可以看出相应object的存储情况。
（1）查看索引段中extent的数量：
| select segment_name, count(*) from dba_extents where segment_type='INDEX' and owner=UPPER('&owner') group by segment_name / |
（2）查看表空间内的索引的扩展情况：
| select substr(segment_name,1,20) "SEGMENT NAME", bytes, count(bytes) from dba_extents where segment_name in ( select index_name from dba_indexes where tablespace_name=UPPER('&表空间')) group by segment_name,bytes order by segment_name / |
三. 索引的选择性
索引的选择性是指索引列中不同值的数目与表中记录数的比。如果一个表中有2000条记录，表索引列有1980个不同的值，那么这个索引的选择性就是1980/2000=0.99。
一个索引的选择性越接近于1，这个索引的效率就越高。
如果是使用基于cost的最优化，优化器不应该使用选择性不好的索引。如果是使用基于rule的最优化，优化器在确定执行路径时不会考虑索引的选择性（除非是唯一性索引），并且不得不手工优化查询以避免使用非选择性的索引。
确定索引的选择性，可以有两种方法：手工测量和自动测量。
（1）手工测量索引的选择性
如果要根据一个表的两列创建两列并置索引，可以用以下方法测量索引的选择性：
列的选择性=不同值的数目/行的总数 /* 越接近1越好 */
| select count(distinct 第一列||'%'||第二列)/count(*) from 表名 / |
如果我们知道其中一列索引的选择性（例如其中一列是主键），那么我们就可以知道另一列索引的选择性。
手工方法的优点是在创建索引前就能评估索引的选择性。
（2）自动测量索引的选择性
如果分析一个表，也会自动分析所有表的索引。
第一，为了确定一个表的确定性，就要分析表。
| analyze table 表名 compute statistics / |
第二，确定索引里不同关键字的数目：
| select distinct_keys from user_indexes where table_name='表名' and index_name='索引名' / |
第三，确定表中行的总数：
| select num_rows from user_tables where table_name='表名' / |
第四，索引的选择性=索引里不同关键字的数目/表中行的总数：
| select i.distinct_keys/t.num_rows from user_indexes i, user_tables t where i.table_name='表名' and i.index_name='索引名' and i.table_name=t.table_name / |
第五，可以查询USER_TAB_COLUMNS以了解每个列的选择性。
表中所有行在该列的不同值的数目：
| select column_name, num_distinct from user_tab_columns where table_name='表名' / |
列的选择性=NUM_DISTINCT/表中所有行的总数，查询USER_TAB_COLUMNS有助测量每个列的选择性，但它并不能精确地测量列的并置组合的选择性。要想测量一组列的选择性，需要采用手工方法或者根据这组列创建一个索引并重新分析表。
四. 确定索引的实际碎片
随着数据库的使用，不可避免地对基本表进行插入，更新和删除，这样导致叶子行在索引中被删除，使该索引产生碎片。插入删除越频繁的表，索引碎片的程度也越高。碎片的产生使访问和使用该索引的I/O成本增加。碎片较高的索引必须重建以保持最佳性能。
（1）利用验证索引命令对索引进行验证。
这将有价值的索引信息填入index_stats表。
| validate index 用户名.索引名 / |
（2）查询index_stats表以确定索引中删除的、未填满的叶子行的百分比。
| select name, del_lf_rows, lf_rows, round((del_lf_rows/(lf_rows+0.0000000001))*100) "Frag Percent" from index_stats / |
（3）如果索引的叶子行的碎片超过10%，考虑对索引进行重建。
| alter index 用户名.索引名 rebuild tablespace 表空间名 storage(initial 初始值 next 扩展值) nologging / |
（4）如果出于空间或其他考虑，不能重建索引，可以整理索引。
| alter index用户名.索引名 coalesce / |
（5）清除分析信息
| analyze index 用户名.索引名 delete statistics / |
三. 索引的选择性
索引的选择性是指索引列中不同值的数目与表中记录数的比。如果一个表中有2000条记录，表索引列有1980个不同的值，那么这个索引的选择性就是1980/2000=0.99。
一个索引的选择性越接近于1，这个索引的效率就越高。
如果是使用基于cost的最优化，优化器不应该使用选择性不好的索引。如果是使用基于rule的最优化，优化器在确定执行路径时不会考虑索引的选择性（除非是唯一性索引），并且不得不手工优化查询以避免使用非选择性的索引。
确定索引的选择性，可以有两种方法：手工测量和自动测量。
（1）手工测量索引的选择性
如果要根据一个表的两列创建两列并置索引，可以用以下方法测量索引的选择性：
列的选择性=不同值的数目/行的总数 /* 越接近1越好 */
| select count(distinct 第一列||'%'||第二列)/count(*) from 表名 / |
如果我们知道其中一列索引的选择性（例如其中一列是主键），那么我们就可以知道另一列索引的选择性。
手工方法的优点是在创建索引前就能评估索引的选择性。
（2）自动测量索引的选择性
如果分析一个表，也会自动分析所有表的索引。
第一，为了确定一个表的确定性，就要分析表。
| analyze table 表名 compute statistics / |
第二，确定索引里不同关键字的数目：
| select distinct_keys from user_indexes where table_name='表名' and index_name='索引名' / |
第三，确定表中行的总数：
| select num_rows from user_tables where table_name='表名' / |
第四，索引的选择性=索引里不同关键字的数目/表中行的总数：
| select i.distinct_keys/t.num_rows from user_indexes i, user_tables t where i.table_name='表名' and i.index_name='索引名' and i.table_name=t.table_name / |
第五，可以查询USER_TAB_COLUMNS以了解每个列的选择性。
表中所有行在该列的不同值的数目：
| select column_name, num_distinct from user_tab_columns where table_name='表名' / |
列的选择性=NUM_DISTINCT/表中所有行的总数，查询USER_TAB_COLUMNS有助测量每个列的选择性，但它并不能精确地测量列的并置组合的选择性。要想测量一组列的选择性，需要采用手工方法或者根据这组列创建一个索引并重新分析表。
四. 确定索引的实际碎片
随着数据库的使用，不可避免地对基本表进行插入，更新和删除，这样导致叶子行在索引中被删除，使该索引产生碎片。插入删除越频繁的表，索引碎片的程度也越高。碎片的产生使访问和使用该索引的I/O成本增加。碎片较高的索引必须重建以保持最佳性能。
（1）利用验证索引命令对索引进行验证。
这将有价值的索引信息填入index_stats表。
| validate index 用户名.索引名 / |
（2）查询index_stats表以确定索引中删除的、未填满的叶子行的百分比。
| select name, del_lf_rows, lf_rows, round((del_lf_rows/(lf_rows+0.0000000001))*100) "Frag Percent" from index_stats / |
（3）如果索引的叶子行的碎片超过10%，考虑对索引进行重建。
| alter index 用户名.索引名 rebuild tablespace 表空间名 storage(initial 初始值 next 扩展值) nologging / |
（4）如果出于空间或其他考虑，不能重建索引，可以整理索引。
| alter index用户名.索引名 coalesce / |
（5）清除分析信息
| analyze index 用户名.索引名 delete statistics / |
五. 重建索引
（1）检查需要重建的索引。
根据以下几方面进行检查，确定需要重建的索引。
第一，查看SYSTEM表空间中的用户索引。
为了避免数据字典的碎片出现，要尽量避免在SYSTEM表空间出现用户的表和索引。
select index_name
from dba_indexes
where tablespace_name='SYSTEM'
and owner not in ('SYS','SYSTEM')
/
第二，确保用户的表和索引不在同一表空间内。
表和索引对象的第一个规则是把表和索引分离。把表和相应的索引建立在不同的表空间中，最好在不同的磁盘上。这样可以避免在数据管理和查询时出现的许多I/O冲突。
set linesize 120
col "OWNER" format a20
col "INDEX" format a30
col "TABLE" format a30
col "TABLESPACE" format a30
select
i.owner "OWNER",
i.index_name "INDEX",
t.table_name "TABLE",
i.tablespace_name "TABLESPACE"
from
dba_indexes i,
dba_tables t
where i.owner=t.owner
and i.table_name=t.table_name
and i.tablespace_name=t.tablespace_name
and i.owner not in ('SYS','SYSTEM')
/
第三，查看数据表空间里有哪些索引
用户的默认表空间应该不是SYSTEM表空间，而是数据表空间。在建立索引时，如果不指定相应的索引表空间名，那么，该索引就会建立在数据表空间中。这是程序员经常忽略的一个问题。应该在建索引时，明确的指明相应的索引表空间。
col segment_name format a30
select
owner,
segment_name,
sum(bytes)
from dba_segments
where tablespace_name='数据表空间名'
and segment_type='INDEX'
group by owner,segment_name
/
第四，查看哪个索引被扩展了超过10次
随着表记录的增加，相应的索引也要增加。如果一个索引的next extent值设置不合理（太小），索引段的扩展变得很频繁。索引的extent太多，检索时的速度和效率就会降低。
set linesize 100
col owner format a10
col segment_name format a30
col tablespace_name format a30
select
count(*),
owner,
segment_name,
tablespace_name
from dba_extents
where segment_type='INDEX'
and owner not in ('SYS','SYSTEM')
group by owner,segment_name,tablespace_name
having count(*) >10
order by count(*) desc
/
（2）找出需要重建的索引后，需要确定索引的大小，以设置合理的索引存储参数。
set linesize 120
col "INDEX" format a30
col "TABLESPACE" format a20
select
owner "OWNER",
segment_name "INDEX",
tablespace_name "TABLESPACE",
bytes "BYTES/COUNT",
sum(bytes) "TOTAL BYTES",
round(sum(bytes)/(1024*1024),0) "TOTAL M",
count(bytes) "TOTAL COUNT"
from dba_extents
where segment_type='INDEX'
and segment_name in
(
'索引名1',
'索引名2',
......
)
group by owner,segment_name,segment_type,tablespace_name,bytes
order by owner,segment_name
/
（3）确定索引表空间还有足够的剩余空间。
确定要把索引重建到哪个索引表空间中。要保证相应的索引表空间有足够的剩余空间。
select round(bytes/(1024*1024),2) free(M)
from sm$ts_free
where tablespace_name='表空间名'
/
（4）重建索引。
重建索引时要注意以下几点：
a.如果不指定tablespace名，索引将建在用户的默认表空间。
b.如果不指定nologging，将会写日志，导致速度变慢。由于索引的重建没有恢复的必要，所以，可以不写日志。
c.如果出现资源忙，表明有进程正在使用该索引，等待一会再提交。
alter index 索引名
rebuild
tablespace 索引表空间名
storage(initial 初始值 next 扩展值)
nologging
/
（5）检查索引。
对重建好的索引进行检查。
select *
from dba_extents
where segment_name='索引名'
/
（6）根据索引进行查询，检查索引是否有效
使用相应的where条件进行查询，确保使用该索引。看看使用索引后的效果如何。
select *
from dba_ind_columns
where index_name like '表名%'
/
然后，根据相应的索引项进行查询。
select *
from '表名%'
where ......
/
（6）找出有碎片的表空间，并收集其碎片。
重建索引后，原有的索引被删除，这样会造成表空间的碎片。
select 'alter tablespace '||tablespace_name||' coalesce;'
from dba_free_space_coalesced
where percent_blocks_coalesced!=100
/
整理表空间的碎片。
alter tablespace 表空间名 coalesce
/
