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dump浅析B树索引

oracle中默认的索引类型是B树索引。还有位图索引,反向键索引,hash索引,基于函数的索引。
本篇主要介绍B树索引,通过转储分析。对于索引的扫描类型,索引的基本操作不做详细的介绍。
系统信息:
[oracle@localhost ~]$    cat /etc/issue  
Enterprise Linux Enterprise Linux Server release 5.5 (Carthage)
Kernel r on an m

数据库版本:
SQL> select * from v$version  where rownum =1 ;

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——————————————————————————–
Oracle Database 11g Enterprise Edition Release 11.2.0.1.0 – Production

SQL> show user;
USER 为 “HR”
SQL> desc tt;
 名称                                    是否为空? 类型
 —————————————– ——– —————————-
 ID                                                 NUMBER
 NAME                                               VARCHAR2(10)

SQL> select count(rownum) from tt;
COUNT(ROWNUM)
————-
      3670016

基于ID创建索引index_t

SQL> create index index_t on tt(id) tablespace users;

索引已创建。

SQL> select object_id from dba_objects where object_name=
  2  ‘INDEX_T’;
数据库中segment有数据段,索引段,undo段,它们和表名,索引名不是同一概念,但是名字是相同的。

 OBJECT_ID
———-
     76332
转储索引:
SQL> alter session set events ‘immediate trace name treedump level 76332’;
会话已更改。

—– begin tree dump
branch: 0x10038ab 16791723 (0: nrow: 15, level: 2)
   branch: 0x100540b 16798731 (-1: nrow: 503, level: 1)
      leaf: 0x10038ac 16791724 (-1: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038ad 16791725 (0: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038ae 16791726 (1: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038af 16791727 (2: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038b0 16791728 (3: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038b1 16791729 (4: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038b2 16791730 (5: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038b3 16791731 (6: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038b4 16791732 (7: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038b5 16791733 (8: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038b6 16791734 (9: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038b7 16791735 (10: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038b9 16791737 (11: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038ba 16791738 (12: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038bb 16791739 (13: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038bc 16791740 (14: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038bd 16791741 (15: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038be 16791742 (16: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038bf 16791743 (17: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038c0 16791744 (18: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038c1 16791745 (19: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038c2 16791746 (20: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038c3 16791747 (21: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038c4 16791748 (22: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038c5 16791749 (23: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038c6 16791750 (24: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038c7 16791751 (25: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038c9 16791753 (26: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038ca 16791754 (27: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038cb 16791755 (28: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038cc 16791756 (29: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038cd 16791757 (30: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038ce 16791758 (31: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038cf 16791759 (32: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038d0 16791760 (33: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038d1 16791761 (34: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038d2 16791762 (35: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038d3 16791763 (36: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038d4 16791764 (37: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038d5 16791765 (38: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038d6 16791766 (39: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038d7 16791767 (40: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038d9 16791769 (41: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038da 16791770 (42: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038db 16791771 (43: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038dc 16791772 (44: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038dd 16791773 (45: nrow: 512 rrow: 512)
      leaf: 0x10038de 16791774 (46: nrow: 512 rrow: 512)
      …………………………………………………………………

     ….
     ….
      ….
—– end tree dump
这是一棵平衡树,因为平衡树的查找效率很高,根节点到所有的叶子节点的高度相同。

branch表示的是根节点。以上选取了一部分,已经按从左向右拍好序了。
     leaf: 0x10038ac 16791724 (-1: nrow: 512 rrow: 512)   我们选取这一列:

把十六进制,和十进制数相互转换:
 SQL> select to_number(‘10038ac’,’xxxxxxxxxxxxxxxx’) from dual;

TO_NUMBER(‘10038AC’,’XXXXXXXXXXXXXXXX’)
—————————————
                               16791724

SQL> select to_char(‘16791724′,’xxxxxxxxxxxxxxxx’) from dual;

TO_CHAR(‘16791724’,’XXXXXXXXXXXXXX
———————————-
          10038ac

我们利用oracle中提供的一个包可以求得索引所在的文件号,块号:

SQL>  select dbms_utility.data_block_address_file(16791724) from dual;

DBMS_UTILITY.DATA_BLOCK_ADDRESS_FILE(16791724)
———————————————-
                                             4

SQL>  select dbms_utility.data_block_address_block(16791724) from dual;

DBMS_UTILITY.DATA_BLOCK_ADDRESS_BLOCK(16791724)
———————————————–
 
                                        14508

通过查视图dba_extends,索引存储在数据文件4,块14508在起始块范围内。
dump浅析B树索引

此时我们dump数据文件4,块14508:

SQL> alter system dump datafile 4 block 14508;

系统已更改。

row#0[8020] flag: ——, lock: 0, len=12
col 0; len 2; (2):  c1 02                           
col 1; len 6; (6):  01 00 1b ab 00 01
row#1[8008] flag: ——, lock: 0, len=12
col 0; len 2; (2):  c1 02
col 1; len 6; (6):  01 00 1b ab 00 03
row#2[7996] flag: ——, lock: 0, len=12
col 0; len 2; (2):  c1 02
col 1; len 6; (6):  01 00 1b ab 00 08
row#3[7984] flag: ——, lock: 0, len=12
col 0; len 2; (2):  c1 02
col 1; len 6; (6):  01 00 1b ab 00 0a
row#4[7972] flag: ——, lock: 0, len=12
col 0; len 2; (2):  c1 02
col 1; len 6; (6):  01 00 1b ab 00 0f
row#5[7960] flag: ——, lock: 0, len=12
col 0; len 2; (2):  c1 02
col 1; len 6; (6):  01 00 1b ab 00 11
row#6[7948] flag: ——, lock: 0, len=12
col 0; len 2; (2):  c1 02
col 1; len 6; (6):  01 00 1b ab 00 16
row#7[7936] flag: ——, lock: 0, len=12
col 0; len 2; (2):  c1 02
col 1; len 6; (6):  01 00 1b ab 00 18
row#8[7924] flag: ——, lock: 0, len=12
col 0; len 2; (2):  c1 02
col 1; len 6; (6):  01 00 1b ab 00 1d
row#9[7912] flag: ——, lock: 0, len=12
col 0; len 2; (2):  c1 02
col 1; len 6; (6):  01 00 1b ab 00 1f
row#10[7900] flag: ——, lock: 0, len=12
col 0; len 2; (2):  c1 02
col 1; len 6; (6):  01 00 1b ab 00 24
row#11[7888] flag: ——, lock: 0, len=12
col 0; len 2; (2):  c1 02
col 1; len 6; (6):  01 00 1b ab 00 26
row#12[7876] flag: ——, lock: 0, len=12
col 0; len 2; (2):  c1 02
col 1; len 6; (6):  01 00 1b ab 00 2b
row#13[7864] flag: ——, lock: 0, len=12
col 0; len 2; (2):  c1 02
col 1; len 6; (6):  01 00 1b ab 00 2d
row#14[7852] flag: ——, lock: 0, len=12
col 0; len 2; (2):  c1 02
col 1; len 6; (6):  01 00 1b ab 00 32
row#15[7840] flag: ——, lock: 0, len=12
col 0; len 2; (2):  c1 02
col 1; len 6; (6):  01 00 1b ab 00 34
row#16[7828] flag: ——, lock: 0, len=12
col 0; len 2; (2):  c1 02
col 1; len 6; (6):  01 00 1b ab 00 39
row#17[7816] flag: ——, lock: 0, len=12
col 0; len 2; (2):  c1 02
col 1; len 6; (6):  01 00 1b ab 00 3b
row#18[7804] flag: ——, lock: 0, len=12
col 0; len 2; (2):  c1 02
col 1; len 6; (6):  01 00 1b ab 00 40
row#19[7792] flag: ——, lock: 0, len=12
col 0; len 2; (2):  c1 02
col 1; len 6; (6):  01 00 1b ab 00 42
row#20[7780] flag: ——, lock: 0, len=12
………………………………………………………
…….
选取这一行为例:
row#0[8020] flag: ——, lock: 0, len=12
col 0; len 2; (2):  c1 02                           
col 1; len 6; (6):  01 00 1b ab 00 01
col 0 表示第一列,长度为2,c1 02表示是多少呢?

SQL> select * from tt where rownum<4 order by id;
        ID NAME
———- ——————–
         1 wO
         2 wang
         6 hong

SQL> select dump(1,16) from dual;


DUMP(1,16)
———————————-
Typ=2 Len=2: c1,2      ==>这里是c1 02,0省略了

这下清楚了吧,第一行第一列存储的是1,orale存储数据的方法很复杂。

col 1表示的是第二列,长度是6, 01 00 1b ab 00 01就是索引的值,是十六进制数,我们可以转化为二进制数:
00000001      00000000       00011011        10101011       00000000       00000001
———————————————————————————————————————————————————–
00000001      00    ==>1x2x2=4     前10位表示了数据文件号
000000       00011011        10101011   ==>4096+2048+512+256+128+32+8+2+1=7083      这里的22位表示了块号
00000000       00000001==>1                    16位代表着行号                             
此时排序并查rowid:
dump浅析B树索引
此时用第一列的rowid,
通过oracle提供的一个包,可以求出对象编号,文件号,块号:
执行如下图:
dump浅析B树索引
上面从索引存储的段以及数据段进行分析。
我们知道索引不一定会提高查询效率,往往乱建索引会严重影响查询效率,系统用不用索引,我们不能干预(但是dba可以手动改变),是oracle   CBO选择的结果。
下面我们可以做一个小实验:
SQL> select count(rowid) from t;

COUNT(ROWID)
————
     4718644

SQL> select count(rowid) from t where id=1;

COUNT(ROWID)
————
     4718592

SQL> select count(rowid) from t where id=2;

COUNT(ROWID)
————
          26

SQL> select count(rowid) from t where id=3;

COUNT(ROWID)
————
          26

SQL> set autotrace traceonly;
SQL> select * from tt;

执行计划
———————————————————-
Plan hash value: 264906180

————————————————————————–
| Id  | Operation         | Name | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
————————————————————————–
|   0 | SELECT STATEMENT  |      |  3556K|    67M|  1742   (2)| 00:00:21 |
|   1 |  TABLE ACCESS FULL| TT   |  3556K|    67M|  1742   (2)| 00:00:21 |
————————————————————————–

Note
—–
   – dynamic sampling used for this statement (level=2)

此时是全表扫描读取,是多块读取,,这样读取比较快,如果此时用索引,则效率会低。
SQL> select * from tt where id=5;

执行计划
———————————————————-
Plan hash value: 3103123359

——————————————————————————–

——-

| Id  | Operation                   | Name    | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Tim

e     |

——————————————————————————–

——-

|   0 | SELECT STATEMENT            |         |     5 |   100 |     4   (0)| 00:

00:01 |

|   1 |  TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| TT      |     5 |   100 |     4   (0)| 00:

00:01 |

|*  2 |   INDEX RANGE SCAN          | INDEX_T |     5 |       |     3   (0)| 00:

00:01 |

——————————————————————————–

——-

Predicate Information (identified by operation id):
—————————————————

   2 – access(“ID”=5)

Note
—–
   – dynamic sampling used for this statement (level=2)

此时是索引读取。
SQL> select * from tt where id=1;

执行计划
———————————————————-
Plan hash value: 264906180

————————————————————————–
| Id  | Operation         | Name | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
————————————————————————–
|   0 | SELECT STATEMENT  |      |  2121K|    40M|  3644   (2)| 00:00:44 |
|*  1 |  TABLE ACCESS FULL| TT   |  2121K|    40M|  3644   (2)| 00:00:44 |
————————————————————————–

Predicate Information (identified by operation id):
—————————————————

   1 – filter(“ID”=1)

Note
—–
   – dynamic sampling used for this statement (level=2)

看到了吧,此时是全表扫描读取,数据库是很聪明的吧!

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