Inhalt. 1. Cluster Performance-Vorteile Clustertypen. 2. Index Organized Tables Vorteil gegenüber regulären Tabellen Zeilenüberlauf

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1 Inhalt 1. Cluster Performance-Vorteile Clustertypen 2. Index Organized Tables Vorteil gegenüber regulären Tabellen Zeilenüberlauf 3. Materialized Views Funktion und Bedeutung Refreshmodi 4. Partitionen Partitionierungstypen (8i >>11g) Nutzen der Partitionierung 5. Temporäre und externe Tabellen Dr. Frank Haney 1

2 Segmenttypen I Heap-Tabelle Tabellenpartition Cluster Index Dr. Frank Haney 2

3 Segmenttypen II Index-organisierte Tabelle Index-Partition Undo-Segment Temporäres Segment Dr. Frank Haney 3

4 Segmenttypen III LOB- Segment Nested Table Dr. Frank Haney 4

5 Cluster Cluster speichern Tabellen, die gemeinsame Spalten haben und oft in Joins abgefragt werden, zusammen. Zusammengehörige Zeilen werden in einem Block gespeichert. Clusterschlüsselwerte werden nur einmal für alle Zeilen des gleichen Werts gespeichert. Dadurch wird Speicherplatz gespart. Der Cluster muß immer vor den Tabellen erzeugt werden. Vorhandene Tabellen lassen sich nicht nachträglich einem Cluster zuordnen. Es gibt zwei Cluster-Typen Index-Cluster Hash-Cluster Cluster sind ungeeignet, wenn häufig Full Table Scans der separaten Tabellen stattfinden. die zu einem Schlüsselwert gehörenden Daten mehrere Blöcke belegen. Dr. Frank Haney 5

6 Syntax zum Anlegen von Clustern CREATE CLUSTER c_name (spalte datentyp) {INDEX [SINGLE TABLE] HASHKEY n [HASH IS expr]; CREATE TABLE table1 (spalte datentyp,...) CLUSTER c_name (spalte); CREATE TABLE table2 (spalte datentyp,...) CLUSTER c_name (spalte); Bemerkungen: Index-Cluster sind Standard. Der Index wird aber nicht automatisch mit dem Cluster angelegt. Der Index ist aber zwingend erforderlich. Bei vorhersehbarer Anzahl der Schlüsselwerte und Abfragen mit Gleichheitsprädikat ist das Hash-Cluster besser. (kein Index Scan) Bei wachsender Schlüsselzahl ist das Index-Cluster besser. Cluster-Indizes erfassen auch NULL-Werte. Mehrspaltige Cluster-Schlüssel sind möglich. Dr. Frank Haney 6

7 Index Organized Tables Üblicher Weg IOT Indexscan ROWID Tabellenzugriff Zeilenheader Schlüsselspalte(n) Nicht-Schlüsselspalten Dr. Frank Haney 7

8 Vor- und Nachteile von IOTs Schnellerer schlüsselbasierter Zugriff auf die Tabellendaten, besonders mit Gleichheitsprädikat und beim Range-Scan (Nur ein Lesevorgang erforderlich!) auf die Schlüsselspalte Weniger Speicherplatz (Schlüsselspalte wird nur einmal gespeichert.) Sekundärindizes möglich Arbeiten mit logischen ROWIDs (Sekundärindizes müssen raten!) IOTs können partitioniert werden Einschränkungen Primärschlüssel zwingend erforderlich Unique-Constraints (zusätzliche) können nicht verwendet werden Clusterung nicht möglich Keine LONG-Spalten, LOB-Spalten erlaubt Dr. Frank Haney 8

9 Syntax zum Anlegen von IOTs CREATE TABLE produkte (prod_id number(3),prod_name VARCHAR2(50),preis NUMBER(10,2),beschreibung CLOB,CONSTRAINT prod_id_pk Primary KEY (prod_id) ) ORGANIZATION INDEX TABLESPACE indx PCTTHRESHOLD 20 INCLUDING preis OVERFLOW TABLESPACE user_data; Dr. Frank Haney 9

10 Tabellen und Indizes patitionieren Verbesserte Abfrageperformance: Konkurrierende Zugriffe auf Tabellen und Indizes können auf verschiedene Tablespaces verteilt werden. (Partitions Pruning) Partitionen erleichtern Datenmanagement und Pflegemaßnahmen Es gibt folgende Möglichkeiten der Partitionierung Range Partitionierung (in 8i nur diese) List Partitionierung Hash Partitionierung Intervall-Partitionierung Kombinierte Partitionierung (Range + List, Range + Hash etc.) Empfehlungen Tabellen > 2GB möglichst partitionieren Tabellen mit Journalfunktion partitionieren Indizes partitionierter Tabellen partitionieren Vorteile vor allem in Data-Warehouse-Umgebungen Dr. Frank Haney 10

11 Partitionierung Features Kernfunktionalität Performance Manageability Oracle8 Range-Partitionierung Globale Range-Indizes Statisches Partitions- Pruning Einfache Verwaltungsoperationen: ADD, DROP, EXCHANGE Oracle8i Hash- und Composite Range-Hash-Partitionierung Partitionsweise Joins Dynamisches Pruning Merge-Operation Oracle9i List-Partitionierung Globalen Index verwalten Oracle9i R2 Composite Range-List- Partitionierung Partitionen schnell teilen Oracle10g Globale Hash-Indizes Lokalen Index verwalten Oracle10g R2 1 Million Partitionen pro Tabelle Mehrdimensionales Pruning Tabellen schnell löschen Oracle Database 11g Weitere Composite- Partitionierungsmöglichkeiten REF-Partitionierung Virtual Column-Partitionierung Interval- Partitionierung Partition Advisor Dr. Frank Haney 11

12 Beispiel Range-Partitionierung CREATE TABLE sales_range (salesman_id NUMBER(5), salesman_name VARCHAR2(30), sales_amount NUMBER(10), sales_date DATE) PARTITION BY RANGE(sales_date) (PARTITION sales_jan2003 VALUES LESS THAN(TO_DATE('02/01/2003','DD/MM/YYYY')), PARTITION sales_feb2003 VALUES LESS THAN(TO_DATE('03/01/2003','DD/MM/YYYY')), PARTITION sales_mar2003 VALUES LESS THAN(TO_DATE('04/01/2003','DD/MM/YYYY')), PARTITION sales_apr2003 VALUES LESS THAN(TO_DATE('05/01/2003','DD/MM/YYYY')), PARTITION sales_max VALUES LESS THEN(MAXVALUE)); Dr. Frank Haney 12

13 Beispiel List-Partition CREATE TABLE sales_list (salesman_id NUMBER(5), salesman_name VARCHAR2(30), sales_state VARCHAR2(20), sales_amount NUMBER(10), sales_date DATE) PARTITION BY LIST(sales_state) ( PARTITION sales_west VALUES('California', 'Hawaii'), PARTITION sales_east VALUES ('New York', 'Virginia', 'Florida'), PARTITION sales_central VALUES('Texas', 'Illinois NULL) PARTITION sales_other VALUES(DEFAULT) ); Dr. Frank Haney 13

14 Beispiel Hash-Partition CREATE TABLE sales_hash (salesman_id NUMBER(5), salesman_name VARCHAR2(30), sales_amount NUMBER(10), week_no NUMBER(2)) PARTITION BY HASH(salesman_id) PARTITIONS 4 STORE IN (data1, data2, data3, data4); Hash-Partitionierung ist vorteilhaft, wenn nicht bekannt ist, wieviele Datensätze in einen Bereich gehören. die Größe der Range-Partitionen zu stark differieren würde. Range-Partitionierung zu großen Häufungspunkten der Daten führen würde. performancerelevante Überlegungen wie partitionsweise Joins oder parallele DML eine Rolle spielen. Dr. Frank Haney 14

15 Intervall-Partitionierung Die Interval-Partitionierung ist eine Erweiterung der Range-Partitionierung. Partitionen eines angegebenen Intervalls werden erstellt, wenn die Kapazität aller Range-Partitionen durch die eingefügten Daten überschritten wird. Mindestens eine Range-Partition muss erstellt werden. Mit der Interval-Partitionierung wird die Erstellung von Range-Partitionen automatisiert. Dr. Frank Haney 15

16 Beispiel Intervall-Partitionierung CREATE TABLE SH.SALES_INTERVAL PARTITION BY RANGE (time_id) INTERVAL (NUMTOYMINTERVAL(1,'month')) STORE IN (tbs1,tbs2,tbs3,tbs4) ( PARTITION P1 values less than (TO_DATE(' ','dd-mm-yyyy')), PARTITION P2 values less than (TO_DATE(' ','dd-mm-yyyy')), PARTITION P3 values less than (TO_DATE(' ','dd-mm-yyyy'))) AS SELECT * FROM SH.SALES WHERE TIME_ID < TO_DATE(' ','dd-mm-yyyy'); P1 P2 P3 Pi1 Pin Range-Abschnitt Übergangspunkt Wird automatisch bei der Dateneingabe erstellt Interval- Abschnitt Dr. Frank Haney 16

17 Übergangspunkt verschieben PREVIOUS < 01/01/07 Übergangspunkt INSERT INTO orders_interval ( ); PREVIOUS < 01/01/07 Noch nicht realisiert SYS_Px < 01/08/06 SYS_Py < 01/11/06 SYS_Pz < 01/12/06 SYS_Pt < 01/03/08 Übergangspunkt ALTER TABLE orders_interval MERGE PARTITIONS FOR(TO_DATE(' ','dd-mm-yyyy')),for(TO_DATE(' ','dd-mm-yyyy')) INTO PARTITION sys_p5z; PREVIOUS SYS_Px SYS_Pz SYS_Pt < 01/01/06 < 01/08/06 < 01/12/06 < 01/03/08 Übergangspunkt Dr. Frank Haney 17

18 System-Partitionierung Ermöglicht anwendungsgesteuerte Partitionierung für ausgewählte Tabellen Bietet die Vorteile der Partitionierung, aber Partitionierung und Datenanordnung werden von der Anwendung gesteuert Verwendet keine Partitionierungsschlüssel wie andere Partitionierungsmethoden Unterstützt kein Partitions-Pruning im traditionellen Sinn Dr. Frank Haney 18

19 Beispiel System-Patritionierung CREATE TABLE systab (c1 integer, c2 integer) PARTITION BY SYSTEM ( PARTITION p1 TABLESPACE tbs_1, PARTITION p2 TABLESPACE tbs_2, PARTITION p3 TABLESPACE tbs_3, PARTITION p4 TABLESPACE tbs_4 ); INSERT INTO systab PARTITION (p1) VALUES (4,5); INSERT INTO systab PARTITION (p2) VALUES (150,2); ALTER TABLE systab MERGE PARTITIONS p1,p2 INTO PARTITION p1; Dr. Frank Haney 19

20 Richtlinien zur System-Partitionierung Folgende Operationen werden bei System-partitionierten Tabellen unterstützt: Partitionsverwaltungsoperationen und andere DDL-Operationen Erstellung lokaler Indizes Erstellung lokaler Bitmap-Indizes Erstellung globaler Indizes Alle DML-Operationen INSERT SELECT bei um Partition erweiterter Syntax: INSERT INTO <table_name> PARTITION(<partition-name>) <subquery> Dr. Frank Haney 20

21 Virtual-Column-Partitionierung Werte virtueller Spalten werden durch Auswertung einer Funktion oder eines Ausdrucks abgeleitet. Virtuelle Spalten können mit der Operation CREATE TABLE oder ALTER TABLE definiert werden. CREATE TABLE employees (employee_id number(6) not null, total_compensation as (salary *( 1+commission_pct)) Werte virtueller Spalten werden nicht physisch in der Tabellenzeile auf Platte gespeichert, sondern auf Anforderung ausgewertet. Virtuelle Spalten können indiziert und wie andere Tabellenspaltentypen in Abfragen, DML- und DDL-Anweisungen verwendet werden. Tabellen und Indizes können nach einer virtuellen Spalte partitioniert werden. Zudem können Statistiken für sie gesammelt werden. Dr. Frank Haney 21

22 Beispiel Virtual-Column-Partitionierung CREATE TABLE employees (employee_id number(6) not null, first_name varchar2(30), last_namevarchar2(40) not null, varchar2(25), phone_number varchar2(20), hire_date date not null, job_id varchar2(10) not null, salarynumber(8,2), commission_pct number(2,2), manager_id number(6), department_id number(4), total_compensation as (salary *( 1+commission_pct)) ) PARTITION BY RANGE (total_compensation) ( PARTITION p1 VALUES LESS THAN (50000), PARTITION p2 VALUES LESS THAN (100000), PARTITION p3 VALUES LESS THAN (150000), PARTITION p4 VALUES LESS THAN (MAXVALUE) ); Dr. Frank Haney 22

23 Reference-Partitionierung Eine Tabelle kann jetzt abhängig von der Partitionierungsmethode einer Tabelle partitioniert werden, die in ihrem referenziellen Constraint referenziert wird. Der Partitionierungsschlüssel wird durch eine vorhandene übergeordnete/untergeordnete Beziehung aufgelöst. Der Partitionierungsschlüssel wird durch einen aktiven Primärschlüssel und Foreign Key Constraints erzwungen. Tabellen mit übergeordneter/untergeordneter Beziehung können Equi-partitioniert werden, indem sie den Partitionierungsschlüssel der äußeren Tabelle übernehmen, ohne die Schlüsselspalten zu duplizieren. Partitionen werden automatisch verwaltet. Dr. Frank Haney 23

24 Ohne Verwendung der Reference-Partitionierung Vorteile der Reference-Partitionierung Reference-Partitionierung Range(ORDER_DATE) Primärschlüssel (ORDER_ID) ORDERS-Tabelle ORDER_ITEMS -Tabelle Range(ORDER_DATE) Fremdschlüssel (ORDER_ID) Redundante Speicherung/Verwaltung von ORDER_DATE Partitionsschlüssel durch Primärschlüssel/ Dr. Frank Haney Fremdschlüssel-Beziehung übernommen 24

25 Beispiel Reference-Partitionierung CREATE TABLE orders ( order_id NUMBER(12), order_date DATE, order_mode VARCHAR2(8), customer_id NUMBER(6), order_status NUMBER(2), order_total NUMBER(8,2), sales_rep_id NUMBER(6), promotion_id NUMBER(6), CONSTRAINT orders_pk PRIMARY KEY(order_id) ) PARTITION BY RANGE(order_date) (PARTITION Q105 VALUES LESS THAN (TO_DATE(' ','DD-MM-YYYY')), PARTITION Q205 VALUES LESS THAN (TO_DATE(' ','DD-MM-YYYY')), PARTITION Q305 VALUES LESS THAN (TO_DATE(' ','DD-MM-YYYY')), PARTITION Q405 VALUES LESS THAN (TO_DATE(' ','DD-MM-YYYY'))); CREATE TABLE order_items ( order_id NUMBER(12) NOT NULL, line_item_id NUMBER(3) NOT NULL, product_id NUMBER(6) NOT NULL, unit_price NUMBER(8,2), quantity NUMBER(8), CONSTRAINT order_items_fk FOREIGN KEY(order_id) REFERENCES orders(order_id) ) PARTITION BY REFERENCE(order_items_fk); Dr. Frank Haney 25

26 Weiterentwicklung der zusammengesetzten Partitionierung Oberste Ebene Range Range-Range Oberste Ebene List List-List List-Hash List-Range Oberste Ebene Interval Interval-Range Interval-List Interval-Hash SP1 SP2 SP3 SP4 LIST, RANGE, HASH RANGE, LIST, INTERVAL SP1 SP1 SP1 SP1 SP2 SP2 SP2 SP2 SP3 SP3 SP3 SP3 SP4 SP4 SP4 SP4 Dr. Frank Haney 26

27 Materialized Views speichern im Unterschied zu normalen Views, bei denen nur die Definition im Data Dictionary abgelegt wird, das Ergebnis der Abfrage in einem separaten Schemaobjekt können permanent das Resultat komplizierter Berechnungen verfügbar machen dienen der Replikation von Tabellendaten auf dem gleichen Host, in verteilten Datenbanken oder für mobilen Einsatz Ermöglichen Query Rewrite (Der CBO entscheidet, ob es günstiger ist auf die Basistabellen oder auf die MV zuzugreifen.) sind besonders interessant für das Data Warehousing (Prozedur DBMS_OLAP.RECOMMEND_MVIEW_STRATEGY) verbrauchen aber zusätzlichen Speicherplatz erfordern besondere Überlegungen bezüglich der Synchronisation mit den Basistabellen Dr. Frank Haney 27

28 Syntax zum Anlegen von MVs CREATE MATERIALIZED VIEW [schema.]mv_name [refresh_clause] [FOR UPDATE] [{DISABLE ENABLE} QUERY REWRITE] [BUILD {IMMEDIATE DEFERRED] AS subquery; Dr. Frank Haney 28

29 Wie Refresh Modi COMPLETE: vollständiger Neuaufbau FAST: inkrementell (unterliegt Einschränkungen) FORCE: inkrementell, wenn möglich, sonst vollständig (Default) Wann ON DEMAND: vom Nutzer ausgelöst (auch als Job) ON COMMIT: bei commit der DML auf die Basistabellen START WITH NEXT: zu einem bestimmten Zeitpunkt Womit FAST: durch MATERIALIZED VIEW LOG ON DEMAND: durch Prozeduren von DBMS_MVIEW, z.b. DBMS_MVIEW.REFRESH Dr. Frank Haney 29

30 Einschränkungen Einschränkungen für die Definition von MVs keine nicht wiederholbaren Ausdrücke in der SELECT-Liste (ROWNUM, SYSDATE etc.) keine Spalten vom Typ LONG, RAW oder REF Allgemeine Einschränkungen für Fast Refresh FROM-Liste darf nur Basistabellen enthalten, keine Views keine HAVING- oder CONNECT-BY-Klausel in WHERE-Klausel nur Equi-Joins durch AND verknüpft, kein OR, keine weiteren Selektionen keine Unterabfragen, Inline-Views, Mengenoperatoren (UNION etc.) ORDER BY wird beim Bilden der MV ausgeführt, nicht beim inkrementellen Refresh Dr. Frank Haney 30

31 Fast Refresh verschiedener MV-Typen MVs mit Join kein GROUP BY, keine Aggregatfunktionen beim Outer Join muß ein Unique-Constraint auf dem Schlüssel der inneren Tabelle existieren die ROWID aller Tabellen in der FROM-Liste müssen in der SELECT-Liste stehen Materialized View Logs WITH ROWID müssen für alle Tabellen der FROM-Liste vorhanden sein MVs mit Single Table Aggregats Zugriff auf eine Basistabelle SELECT-Liste muß alle GROUP-BY-Spalten enthalten Ausdrücke in SELECT und GROUP BY müssen die gleichen sein keine WHERE-KLausel COUNT(*) muß in der SELECT-LIste stehen MVs mit Join und Aggregatfunktionen nur Inner Joins in WHERE-KLausel Refresh nur ON DEMAND, nicht ON COMMIT Fast Refresh nur mit Direct Load, nicht mit normaler DML Dr. Frank Haney 31

32 Query Rewrite bedeutet Query Rewrite CBO entscheidet, ob eine Abfrage kostengünstig durch eine MV beantwortet werden kann Nutzer soll nicht die MV direkt abfragen, damit die Applikationsunabhängigkeit gewahrt bleibt Viele Nutzerabfragen sollen mit wenigen MVs beantwortet werden können Wann Initialisierungsparameter QUERY_REWRITE_ENABLED Optimizer-Hint /* REWRITE[(mv_name,...)] MVs sind analysiert Einschränkungen funktioniert nur mit lokalen Basistabellen SYS darf weder Eigentümer der MV noch der Basistabellen sein Dr. Frank Haney 32

33 Temporäre Tabellen Eigenschaften Halten Daten für die Dauer einer Transaktion oder Session. Definition verbleibt im Data Dictionary, Daten sind flüchtig. Temporärer Tabellen gibt es lokal und global. Daten werden im temporären Tablespace des Nutzers gespeichert. Indizes auf temporären Tabellen haben dieselbe Gültigkeit und Dauer wie die Daten. Views und Trigger können temporäre Tabellen referenzieren. Syntax CREATE GLOBAL TEMPORARY TABLE table (relational_properties) ON COMMIT {DELETE PRESERVE} ROWS Dr. Frank Haney 33

34 Externe Tabellen Eigenschaften Daten außerhalb der Datenbank in Betriebssystemdateien. Metadaten sind im Data Dictionary. DML und Indizierung nicht möglich Es wird kein Buffer Cache verwendet. Beruhen auf erweiterter Funktionalität des SQL-Loaders. Besonders nützlich für große, selten abgefragte Datenvolumina. Syntax CREATE TABLE table (relational_properties) ORGANIZATION EXTERNAL (TYPE ORACLE_LOADER DEFAULT DIRECTORY directory ACCESS PARAMETERS (opaque_format_spec) LOCATION ('file_name')); Dr. Frank Haney 34