Indizes B+Bäume in Oracle. Jörg Winkler

Transkript

1 Indizes B+Bäume in Oracle Vortragende: Conrad Kobsch Jörg Winkler

2 Inhalt Allgemeines Aufbau / Eigenschaften von B+Bäumen Vorteile / Nachteile B+Baum-Indexe Kriterien für Indizes Anlegen eines Indizes Anfrageoptimierung Index-Kenngrößen

3 Allgemeines Wozu dienen Indexe? Speicherzugriffe auf die Daten möglichst effizient gestalten Zugriff über Indexe steuern Semantisch gleiche Daten zusammenhängend laden Clustern Wo sind die Unterschiede zwischen B, B+ und B* Baum? B-Baum: Suchbaum indem die Dateneinträge in jedem Knoten liegen B+Baum: Knoten enthalten nur die Schlüsselwerte, und im Blatt zusätzlich einen Pointer auf den Datensatz, zusätzlich sind die Blätter miteinander verkettet B*Baum: wie B+Baum, jedoch mit dem Kriterium das der Baum zu 2/3 gefüllt ist

4 Aufbau / Eigenschaften von B+Bäumen Jeder innere Knoten enthält zwischen m und 2m - 1 Indexeinträge (Schlüssel und Zeiger auf Nachfolgeknoten). Der erste Indexeintrag jedes Knoten besteht nur aus einem Zeiger. Jedes Blatt enthält zwischen m und 2m - 1 sortierte Datensätze Alle Blätter besitzen die gleiche Höhe Knoten enthalten nur die Weginformationen, Schlüsselwerte Hoher Verzweigungsgrad, niedrige Baumhöhe n Datensätze in der Hauptdatei in log m (n) Seitenzugriffen von der Wurzel zum Blatt

5 Vorteile / Nachteile B+Bäume Vorteile Dynamische Anpassung, also keine Überlaufprobleme freigewordener Platz kann ohne Reorganisation wieder verwendet werden Gutes Antwortzeitverhalten bei pattern-matching, Bereichsabfragen, exakte Abfragen, Abfrage nach Teilschlüsseln Nachteile Hoher Verwaltungsaufwand Komplexere Zugriffsstruktur, dadurch Zugriff etwas langsamer als bei indexsequentiell Etwas höherer Platzverbrauch Baum muss bei gleichzeitigem Zugriff gesperrt werden

6 Kriterien für Indizes Lohnt wenn Attribute oft in WHERE-Klausen vorkommen, häufig auf ihr Maximum / Minimum abgefragt werden, in Join-Operationen verwendet werden, oder eine hohe Selektivität besitzen (viele verschiedene Attributwerte) Weniger sinnvoll bei geringer Selektivität, oder in kleinen Relationen, da sie mehr Aufwand erfordern als nutzen bringen.

7 Anlegen eines Indizes Oracle unterstützt folgende Indextypen: B-Baum-Index (Standard) Bitmap-Index Unterteilter Index Funktionsbasierter Index Beim Anlegen einer Tabelle wird automatisch ein Index für alle unique und primary keys erstellt. Zu einer Tabelle können mehrere Indexe angelegt werden NULL-Werte werden nicht im Index eingetragen CREATE [UNIQUE BITMAP] INDEX indexname ON tabellenname (spalte [ASC DESC],...);

8 Anfrageoptimierung (1) Der Index wird verwendet, wenn: indizierte Spalten mit einem Wert gleichgesetzt werden mit ohne WHERE empno = 20 WHERE empno!= 20 indizierte Spalten mit einem Wertebereich definiert werden mit WHERE ename LIKE JO% ohne WHERE ename LIKE %R keine Funktionen auf die indizierte Spalte angewendet wird (Abhilfe Funktionsbasierte Indexe) mit WHERE job = CLERK ohne WHERE UPPER(job) = CLERK

9 Anfrageoptimierung (2) auf indizierte Spalte eine IS NOT NULL Prüfung verwendet wird mit WHERE sal IS NOT NULL ohne WHERE sal IS NULL auf eine indizierte Spalte MIN und MAX Funktion angewendet wird bei mehrspaltigen Indizes die Anfrage eine einschränkende Bedingung auf die führende Spalte besitzt mit Annahme: Index über empno, sal ohne WHERE empno = 30 WHERE sal = 963

10 Index-Kenngrößen (1) Ermitteln der Kenngrößen: zum Ermitteln der Index-Kenngrößen verwendet man den ANALYZE-Befehl Syntax: ANALYZE INDEX indexname VALIDATE STRUCTURE; die Ergebnisse der letzten Indexanalyse werden automatisch in die Tabelle INDEX_STATS eingetragen Weitere nützliche Tabellen: ALL USER_INDEXES ALL USER_PART_INDEXES ALL USER_INDEXTYPES ALL USER_INDEXTYPES_OPERATORS

11 Index-Kenngrößen (2) Inhalt von INDEX_STATS HEIGHT Baumhöhe BLOCKS Blöcke die für ein Segment reserviert sind NAME Name des Indexes PARTITION_NAME Partitionsname des Indexes, falls unterteilter Index LF_ROWS Anzahl der Werte im Index LF_BLKS Anzahl der Knoten im Index (mit Blätter) LF_ROWS_LEN genutzter Speicher für alle Blätter LF_BLK_LEN verfügbarer Platz pro Blatt BR_ROWS Verzweigungen pro Knoten BR_BLKS Anzahl der Knoten BR_ROWS_LEN genutzter Speicher für alle Knoten BR_BLK_LEN verfügbarer Platz pro Knoten

12 Index-Kenngrößen (3) DEL_LF_ROWS Anzahl der gelöschten Werte DEL_LF_ROWS_LEN betroffener Speicherplatz DISTINCT_KEYS Anzahl der eindeutigen Schlüssel (evtl. gelöschte) MOST_REPEATED_KEY Anzahl der Wiederholungen des am häufigsten auftretenden Schlüssels BTREE_SPACE Gesamtplatz den der Baum reserviert USED_SPACE genutzter Speicherplatz des Baumes PCT_USED Verhältnis zwischen USED_SPACE / BTREE_SPACE ROW_PER_KEY durchschnittliche Anzahl der Werte mit eindeutigem Schlüssel BLKS_GETS_PER_ACCESS benötige Zugriffe um einen beliebigen Schlüssel zu lesen PRE_ROWS Anzahl der Präfixschlüssel PRE_ROWS_LEN dafür genutzter Speicher