高水位线和全表扫描

淩亂°似流年 2022-04-23 13:08 228阅读 0赞

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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> 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: tEnter 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analyzeSQL> @Tab_Stat                              -->此时的empty_blocks值为125Enter value for input_table_name: tEnter 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 NOSQL> col segment_name format a15SQL> 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         19SQL> set autotrace traceonly;    -->开启autotraceSQL> 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 readsSQL> 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1009900 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: tEnter 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 readsSQL> set autotrace off;SQL> alter table t enable row movement;      -->启用row movementSQL> alter table t shrink space cascade;     --> 实施shrink spaceSQL> 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: tEnter 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 NOSQL> 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1Execution 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  
  
四、延伸参考  
[收缩表段(shrink space)][shrink space]  
[dbms\_xplan之display\_cursor函数的使用][dbms_xplan_display_cursor]  
[dbms\_xplan之display函数的使用][dbms_xplan_display]  
[执行计划中各字段各模块描述][Link 1]  
[Oracle 绑定变量窥探][Oracle]  
[Oracle 自适应共享游标][Oracle 1]  
[Oracle ROWID ][Oracle ROWID]

[https_blog.csdn.net_jiangjunshow]: https://blog.csdn.net/jiangjunshow/article/details/77338485
[shrink space]: http://blog.csdn.net/robinson_0612/article/details/6630673
[dbms_xplan_display_cursor]: http://blog.csdn.net/robinson_0612/article/details/6866925
[dbms_xplan_display]: http://blog.csdn.net/robinson_0612/article/details/6866870
[Link 1]: http://blog.csdn.net/robinson_0612/article/details/6860007
[Oracle]: http://blog.csdn.net/robinson_0612/article/details/6923627
[Oracle 1]: http://blog.csdn.net/robinson_0612/article/details/
[Oracle ROWID]: http://blog.csdn.net/robinson_0612/article/details/6931886