如何解决索引扫描时对同一个叶子块访问多次的问题
本篇内容介绍了“如何解决索引扫描时对同一个叶子块访问多次的问题”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！
先创建以下测试环境，以重现相关现象。创建测试表，其中C1列为CHAR(256)，目的是使该列占用字节数较多，使得后面在该列上创建索引时，可以用较少的行数构建出2层的索引。
SQL>createtabletest0429(idnumber,c1char(256),v1varchar2(256));Tablecreated.
C1中插入的值为‘01’+254个空格,‘02’+254个空格…这样的值。
SQL>insertintotest0429selectrownumid,lpad(rownum,2,'0')c1,rownumv1fromdualconnectbyrownum<=50;50rowscreated.SQL>commit;Commitcomplete.
在C1列上创建索引：
SQL>createindexind_test0429_c1ontest0429(c1);Indexcreated.
查询该索引的OBJECT_ID，以便查看其树形结构。
SQL>selectobject_id,object_name,object_typefromuser_objectswhereobject_name='IND_TEST0429_C1';OBJECT_IDOBJECT_NAMEOBJECT_TYPE----------------------------------------------------------------97504IND_TEST0429_C1INDEXSQL>altersessionsetevents'immediatetracenametreedumplevel97504';Sessionaltered.SQL>select*fromv$diag_info;INST_IDNAME--------------------------------------------------------------------------VALUE--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1DiagEnabledTRUE1ADRBase/oradata/app/oracle1ADRHome/oradata/app/oracle/diag/rdbms/orcl/orcl1DiagTrace/oradata/app/oracle/diag/rdbms/orcl/orcl/trace1DiagAlert/oradata/app/oracle/diag/rdbms/orcl/orcl/alert1DiagIncident/oradata/app/oracle/diag/rdbms/orcl/orcl/incident1DiagCdump/oradata/app/oracle/diag/rdbms/orcl/orcl/cdump1HealthMonitor/oradata/app/oracle/diag/rdbms/orcl/orcl/hm1DefaultTraceFile/oradata/app/oracle/diag/rdbms/orcl/orcl/trace/orcl_ora_2751.trc1ActiveProblemCount51ActiveIncidentCount1711rowsselected.
在对应的跟踪文件中，看到的索引结构为1个根节点，2个叶子节点。如下所示：
-----begintreedumpbranch:0x180414b25182539(0:nrow:2,level:1)leaf:0x180414c25182540(-1:nrow:26rrow:26)leaf:0x180414d25182541(0:nrow:24rrow:24)-----endtreedump
查询根节点和最左侧叶子节点的数据块所在文件块及块号，准备DUMP其数据块，以便查看其中的内容。
SQL>selectDBMS_UTILITY.DATA_BLOCK_ADDRESS_FILE(to_number('&&p3_value','xxxxxxxx'))FILE#,DBMS_UTILITY.DATA_BLOCK_ADDRESS_BLOCK(to_number('&&p3_value','xxxxxxxx'))BLOCK#fromdual;23Entervalueforp3_value:180414bold1:selectDBMS_UTILITY.DATA_BLOCK_ADDRESS_FILE(to_number('&&p3_value','xxxxxxxx'))FILE#,new1:selectDBMS_UTILITY.DATA_BLOCK_ADDRESS_FILE(to_number('180414b','xxxxxxxx'))FILE#,old2:DBMS_UTILITY.DATA_BLOCK_ADDRESS_BLOCK(to_number('&&p3_value','xxxxxxxx'))BLOCK#new2:DBMS_UTILITY.DATA_BLOCK_ADDRESS_BLOCK(to_number('180414b','xxxxxxxx'))BLOCK#FILE#BLOCK#--------------------616715SQL>undefinep3_valueSQL>selectDBMS_UTILITY.DATA_BLOCK_ADDRESS_FILE(to_number('&&p3_value','xxxxxxxx'))FILE#,DBMS_UTILITY.DATA_BLOCK_ADDRESS_BLOCK(to_number('&&p3_value','xxxxxxxx'))BLOCK#fromdual;23Entervalueforp3_value:180414cold1:selectDBMS_UTILITY.DATA_BLOCK_ADDRESS_FILE(to_number('&&p3_value','xxxxxxxx'))FILE#,new1:selectDBMS_UTILITY.DATA_BLOCK_ADDRESS_FILE(to_number('180414c','xxxxxxxx'))FILE#,old2:DBMS_UTILITY.DATA_BLOCK_ADDRESS_BLOCK(to_number('&&p3_value','xxxxxxxx'))BLOCK#new2:DBMS_UTILITY.DATA_BLOCK_ADDRESS_BLOCK(to_number('180414c','xxxxxxxx'))BLOCK#FILE#BLOCK#--------------------616716
DUMP根块和最左侧叶子块中的内容到跟踪文件中。
SQL>altersystemdumpdatafile6blockmin16715blockmax16716;Systemaltered.
从跟踪文件中，可以看到根块中的主要内容如下所示(为节省篇幅，以下只列出与本主题相关的主要内容，以下其它类似内容亦做了相关处理，不再重复说明)：
kdxcolev1KDXCOLEVFlags=---kdxcolok0kdxcoopc0x80:opcode=0:iotflags=---isconverted=Ykdxconco2kdxcosdc0kdxconro1kdxcofbo30=0x1ekdxcofeo8048=0x1f70kdxcoavs8018kdxbrlmc25182540=0x180414ckdxbrsno0kdxbrbksz8056kdxbr2urrc3row#0[8048]dba:25182541=0x180414dcol0;len2;(2):3237col1;TERM-----endofbranchblockdump-----
从上面的倒数第三行的内容中可知，最右侧的叶子块中的最小索引键值为‘27’+254个空格。
从跟踪文件中，可以看到最左侧叶子块中的主要内容如下所示：
kdxcolev0KDXCOLEVFlags=---kdxcolok0kdxcoopc0x80:opcode=0:iotflags=---isconverted=Ykdxconco2kdxcosdc0kdxconro26kdxcofbo88=0x58kdxcofeo1090=0x442kdxcoavs1002kdxlespl0kdxlende0kdxlenxt25182541=0x180414dkdxleprv0=0x0kdxledsz0kdxlebksz8032row#0[7765]flag:------,lock:0,len=267col0;len256;(256):30312020202020202020202020202020202020202020202020......20202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020col1;len6;(6):018041470000row#1[7498]flag:------,lock:0,len=267col0;len256;(256):30322020202020202020202020202020202020202020202020......row#25[1090]flag:------,lock:0,len=267col0;len256;(256):32362020202020202020202020202020202020202020202020......20202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020col1;len6;(6):018041470019-----endofleafblockdump-----Enddumpdatablockstsn:7file#:6minblk16715maxblk16716
为跟踪索引数据块被访问的情况，打开10200跟踪事件。
SQL>altersessionsetevents'10200tracenamecontextforever,level1';Sessionaltered.
查询位于最左侧叶子块中的数据，由于是等值查询，且C1列上无重复值，故以下查询会返回1行。
SQL>setlines200pages60SQL>selectc1fromtest0429wherec1='01';C1--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------01
由于我们在C1列上创建的索引不是唯一索引，所以此时，对索引的访问方法为索引范围扫描。如下图所示：
SQL>select*fromtable(dbms_xplan.display_cursor('','','typical'));PLAN_TABLE_OUTPUT--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SQL_ID3kt1uqh383qbx,childnumber0-------------------------------------selectc1fromtest0429wherec1='01'Planhashvalue:1267036809------------------------------------------------------------------------------------|Id|Operation|Name|Rows|Bytes|Cost(%CPU)|Time|------------------------------------------------------------------------------------|0|SELECTSTATEMENT||||1(100)|||*1|INDEXRANGESCAN|IND_TEST0429_C1|1|257|1(0)|00:00:01|------------------------------------------------------------------------------------PredicateInformation(identifiedbyoperationid):---------------------------------------------------1-access("C1"='01')18rowsselected.
查看10200跟踪文件中的输出，我们可以看到先访问了索引根块，然后访问了最左侧的叶子块。这是符合预期的。但我们可以看到，最左侧的叶子块访问了2次。
ktrgtc2():startedforblock<0x0007:0x0180414b>objd:0x00017ce0ktrget2():startedforblock<0x0007:0x0180414c>objd:0x00017ce0ktrget2():startedforblock<0x0007:0x0180414c>objd:0x00017ce0
之所以被访问两次，我认为其过程如下：
鸿蒙官方战略合作共建——HarmonyOS技术社区
访问索引根块，即访问“block <0x0007 : 0x0180414b>”;
由于条件值‘01’小于根块中，指向第二个叶子块的索引条目中的值‘27’，所以，需要访问索引最左侧的叶子块，即访问“<0x0007 : 0x0180414c>”;
在最左侧的叶子块中找到了第一行满足条件的记录ROW0。暂停继续扫描，而将第一行返回;
继续在最左侧的叶子块中查找是否有满足条件的记录。所以，会再次访问最左侧的叶子块;
在访问ROW1时，得到了值‘02’+254个空格，该值大于‘01’，故整个索引中已不会再有满足条件的记录，所以，结束扫描，退出;
如果在叶子块的扫描中，还能继续找到满足条件值的记录，就不是每找到一行，就暂停扫描并返回当前结果了，而是根据ARRAYSIZE中的值，每凑够该参数指定的行数，才会暂停扫描并返回结果，然后再继续扫描。当发生“再继续扫描”这个动作时，相应的叶子块会被再一次访问。
针对6中所述，我们进行如下测试。将ARRAYSIZE设置为3，即每凑够3行即暂停扫描，返回结果。而该参数的默认值为15。
SQL>showarraysizearraysize15SQL>setarraysize3SQL>showarraysizearraysize3
执行以下查询，应该返回2行。
SQL>selectc1fromtest0429wherec1<='02';C1--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------0102
其对数据块的访问情况如下：
ktrgtc2():startedforblock<0x0007:0x0180414b>objd:0x00017ce0ktrget2():startedforblock<0x0007:0x0180414c>objd:0x00017ce0ktrget2():startedforblock<0x0007:0x0180414c>objd:0x00017ce0
执行以下查询，会返回3行。
SQL>selectc1fromtest0429wherec1<='03';C1--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------010203
其对数据块的访问情况如下：
ktrgtc2():startedforblock<0x0007:0x0180414b>objd:0x00017ce0ktrget2():startedforblock<0x0007:0x0180414c>objd:0x00017ce0ktrget2():startedforblock<0x0007:0x0180414c>objd:0x00017ce0
执行以下查询，会返回4行。
SQL>selectc1fromtest0429wherec1<='04';C1--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------01020304
其对数据块的访问情况如下：
ktrgtc2():startedforblock<0x0007:0x0180414b>objd:0x00017ce0ktrget2():startedforblock<0x0007:0x0180414c>objd:0x00017ce0ktrget2():startedforblock<0x0007:0x0180414c>objd:0x00017ce0ktrget2():startedforblock<0x0007:0x0180414c>objd:0x00017ce0
这里之所以会出现对最左侧叶子块的第三次访问。是因为当其返回第一行后，第二次访问叶子块期间，找到了3行满足条件的记录。由于已达到了ARRAYSIZE的限制，所以，要暂停扫描，返回结果。然后再继续扫描叶子块中的剩余值，看看是否仍有满足条件的记录。因此，会出现对最左侧叶子块的第三次访问。
如果我们发出一条查询最左侧叶子块中的最大值的SQL，又会是什么访问情况呢?
SQL>selectc1fromtest0429wherec1='26';C1--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------26
我们可以看到是访问了全部三个索引块，并且各访问了一次，没有重复访问情况的发生。
ktrgtc2():startedforblock<0x0007:0x0180414b>objd:0x00017ce0ktrget2():startedforblock<0x0007:0x0180414c>objd:0x00017ce0ktrget2():startedforblock<0x0007:0x0180414d>objd:0x00017ce0
之所以发生这种情况，我认为其原因是当其从根块中的指针，访问了最左侧的叶子块，找到一行满足该条件的记录。这时，会如前所述，暂停继续扫描，返回结果。然后继续扫描，但由于在第一次的扫描中，已了解到了该索引条目是本索引块中的最后一个索引条目，所以，就直接沿着最左侧叶子块上指向其后一个叶子块的指针，访问了位于其右侧的叶子块，即访问了“block <0x0007 : 0x0180414d> ”。显然，由于该块中的ROW0已经是‘27’+254个空格了，已经大于了条件值‘26’，因此，结束查询。
如果我们查询的结果是存在于相邻的两个叶子块中时，其访问情况如下：在下面的查询中，有两行记录位于最左侧的叶子块中，而一行记录位于其右侧的叶子块中。
SQL>selectc1fromtest0429wherec1>='25'andc1<='27';C1--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------252627
其中索引块的访问情况如下：
ktrgtc2():startedforblock<0x0007:0x0180414b>objd:0x00017ce0ktrget2():startedforblock<0x0007:0x0180414c>objd:0x00017ce0ktrget2():startedforblock<0x0007:0x0180414c>objd:0x00017ce0ktrget2():startedforblock<0x0007:0x0180414d>objd:0x00017ce0
而当我们查询的结果是存在于相邻的两个叶子块中，并且会凑够ARRAYSIZE参数所指定的3行时，其访问情况会有变化。
SQL>selectc1fromtest0429wherec1>='25'andc1<='28';C1--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------25262728
这时，我们观察到的访问情况如下：
ktrgtc2():startedforblock<0x0007:0x0180414b>objd:0x00017ce0ktrget2():startedforblock<0x0007:0x0180414c>objd:0x00017ce0ktrget2():startedforblock<0x0007:0x0180414c>objd:0x00017ce0ktrget2():startedforblock<0x0007:0x0180414d>objd:0x00017ce0ktrget2():startedforblock<0x0007:0x0180414d>objd:0x00017ce0
如上所示，这里之所以会对位于右侧的叶子块访问2次，其原因是当其访问右侧的叶子块，并获取到满足条件的‘27’和‘28’两条记录时，此时，已经凑够3条了(另1条是‘26’)，所以，要暂停扫描，返回结果，然后继续扫描。因此，这时会再次访问右侧的叶子块。
如果换成唯一索引，其访问行为，又会有一些差异。删除原索引，仍在C1列上创建唯一索引。
SQL>dropindexind_test0429_c1;Indexdropped.SQL>createuniqueindexind_unique_test0429_c1ontest0429(c1);Indexcreated.
查看新的唯一索引OBJECT_ID，以便查看其索引树形结构。
SQL>selectobject_id,object_name,object_typefromuser_objectswhereobject_name='IND_UNIQUE_TEST0429_C1';OBJECT_IDOBJECT_NAMEOBJECT_TYPE----------------------------------------------------------------97521IND_UNIQUE_TEST0429_C1INDEXSQL>altersessionsetevents'immediatetracenametreedumplevel97521';Sessionaltered.
如下所示，我们可以看到该结构与此前的树形结构是相同的。
branch:0x180414b25182539(0:nrow:2,level:1)leaf:0x180414c25182540(-1:nrow:26rrow:26)leaf:0x180414d25182541(0:nrow:24rrow:24)-----endtreedump
再次DUMP出根块和最左侧叶子块中的内容，如下所示：
kdxcolev1KDXCOLEVFlags=---kdxcolok0kdxcoopc0x80:opcode=0:iotflags=---isconverted=Ykdxconco1kdxcosdc0kdxconro1kdxcofbo30=0x1ekdxcofeo8049=0x1f71kdxcoavs8019kdxbrlmc25182540=0x180414ckdxbrsno0kdxbrbksz8056kdxbr2urrc3row#0[8049]dba:25182541=0x180414dcol0;len2;(2):3237
我们可以看到根块中，显示位于第二个叶子块中的最小值的起始两位是‘27’，而最左侧叶子块中的内容如下，可以看到该块中的最大值，仍然是‘26’+254个空格。
kdxcolev0KDXCOLEVFlags=---kdxcolok0kdxcoopc0x80:opcode=0:iotflags=---isconverted=Ykdxconco1kdxcosdc0kdxconro26kdxcofbo88=0x58kdxcofeo1116=0x45ckdxcoavs1028kdxlespl0kdxlende0kdxlenxt25182541=0x180414dkdxleprv0=0x0kdxledsz6kdxlebksz8032row#0[7766]flag:------,lock:0,len=266,data:(6):018041470000col0;len256;(256):30312020202020202020202020202020202020202020202020......20202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020row#1[7500]flag:------,lock:0,len=266,data:(6):018041470001col0;len256;(256):30322020202020202020202020202020202020202020202020......row#25[1116]flag:------,lock:0,len=266,data:(6):018041470019col0;len256;(256):32362020202020202020202020202020202020202020202020......20202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020-----endofleafblockdump-----Enddumpdatablockstsn:7file#:6minblk16715maxblk16716
再次执行只返回1行的查询。
SQL>selectc1fromtest0429wherec1='01';C1--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------01
但对索引的访问方法，已经变为了索引唯一扫描，如下面的执行计划所示：
SQL>select*fromtable(dbms_xplan.display_cursor('','','typical'));PLAN_TABLE_OUTPUT--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SQL_ID3kt1uqh383qbx,childnumber0-------------------------------------selectc1fromtest0429wherec1='01'Planhashvalue:3124258820--------------------------------------------------------------------------------------------|Id|Operation|Name|Rows|Bytes|Cost(%CPU)|Time|--------------------------------------------------------------------------------------------|0|SELECTSTATEMENT||||1(100)|||*1|INDEXUNIQUESCAN|IND_UNIQUE_TEST0429_C1|1|257|1(0)|00:00:01|--------------------------------------------------------------------------------------------PredicateInformation(identifiedbyoperationid):---------------------------------------------------1-access("C1"='01')18rowsselected.
这时观察到的对索引块的访问情况如下：
ktrgtc2():startedforblock<0x0007:0x0180414b>objd:0x00017cf1ktrgtc2():startedforblock<0x0007:0x0180414c>objd:0x00017cf1
如上图所示，我们可以看到，并没有发生对最左侧叶子块的两次访问。这是由于唯一索引的特性导致的。由于唯一索引中不会有重复值，所以，当找到一行记录，就不必再判断是否还有其它满足条件的记录了。因为在唯一索引中，要么没有对应条件值，要么就只会有一条。因此，找到一行后，就可以结束了。
如果我们对最左侧叶子块中的最大值做查询，其结果如下：
SQL>selectc1fromtest0429wherec1='26';C1--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------26
如下所示，我们可以看到，仍然是访问2个索引块。并且，不会去访问第二个叶子块。
ktrgtc2():startedforblock<0x0007:0x0180414b>objd:0x00017cf1ktrgtc2():startedforblock<0x0007:0x0180414c>objd:0x00017cf1
但是，当执行以下查询时，情况会发生变化。
SQL>selectc1fromtest0429wherec1<='04';C1--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------01020304
由于WHERE子句中不是等值比较，所以，尽管是在唯一索引上的扫描，但访问方法又回到了索引范围扫描的方法。如下所示：
SQL>select*fromtable(dbms_xplan.display_cursor('','','typical'));PLAN_TABLE_OUTPUT--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SQL_ID9g9p54332fyd4,childnumber0-------------------------------------selectc1fromtest0429wherec1<='04'Planhashvalue:3622766470-------------------------------------------------------------------------------------------|Id|Operation|Name|Rows|Bytes|Cost(%CPU)|Time|-------------------------------------------------------------------------------------------|0|SELECTSTATEMENT||||2(100)|||*1|INDEXRANGESCAN|IND_UNIQUE_TEST0429_C1|4|1028|2(0)|00:00:01|-------------------------------------------------------------------------------------------PredicateInformation(identifiedbyoperationid):---------------------------------------------------1-access("C1"<='04')18rowsselected.
而且，其访问索引块的情况，也与此前在非唯一索引上访问，并返回4行结果时的情形相同了。如下所示：
ktrgtc2():startedforblock<0x0007:0x0180414b>objd:0x00017cf1ktrget2():startedforblock<0x0007:0x0180414c>objd:0x00017cf1ktrget2():startedforblock<0x0007:0x0180414c>objd:0x00017cf1ktrget2():startedforblock<0x0007:0x0180414c>objd:0x00017cf1
“如何解决索引扫描时对同一个叶子块访问多次的问题”的内容就介绍到这里了，感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注亿速云网站，小编将为大家输出更多高质量的实用文章！
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