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Oracle Database 19c 中的自动索引 (DBMS_AUTO_INDEX)

更新时间：2022-03-27 14:50:42

Oracle 数据库 19c 引入了自动索引功能，它可以让您将一些有关索引管理的决策交给数据库。


目录



一、介绍


自动索引功能包括以下几个特性：


  • 可以根据数据表中列使用情况识别潜在的自动索引。 我们可以称之为 “候选索引”。


  • 将自动索引创建为不可见索引，因此它们不会在执行计划中使用。 索引名称包括“SYS_AI”前缀。


  • 针对 SQL 语句测试不可见的自动索引以确保它们能够提升性能。 如果它们确实可以提高性能，就会变成可见索引。反之，如果性能没有得到改善，相关的自动索引会被标记为不可用并随后被删除。 针对失败的自动索引测试的 SQL 语句被列入阻止列表，因此将来不会考虑将它们用于自动索引。 优化器不会在第一次对数据库运行 SQL 时考虑自动索引。


  • 删除未使用的索引。


由于从未在 Exadata 上使用过此功能，因此无法评论其有效性。


二、先决条件


此功能目前仅限于工程系统上的企业版，如此处所述。 有一种通过启用 _exadata_feature_on 初始化参数进行测试的解决方案。


export ORACLE_SID=cdb1
export ORAENV_ASK=NO
. oraenv
export ORAENV_ASK=YES

sqlplus / as sysdba <<EOF

alter system set "_exadata_feature_on"=true scope=spfile;
shutdown immediate;
startup;

exit;
EOF


此方式不建议在生产系统进行使用，仅用于测试所用。


三、配置方式


DBMS_AUTO_INDEX 包用于管理自动索引功能， 基本管理如下所述。


1、检查配置


CDB_AUTO_INDEX_CONFIG 视图显示当前的自动索引配置，以下查询使用 auto_index_config.sql 脚本。


column parameter_name format a40
column parameter_value format a15

select con_id, parameter_name, parameter_value 
from   cdb_auto_index_config
order by 1, 2;

    CON_ID PARAMETER_NAME                           PARAMETER_VALUE
---------- ---------------------------------------- ---------------
         1 AUTO_INDEX_COMPRESSION                   OFF
         1 AUTO_INDEX_DEFAULT_TABLESPACE
         1 AUTO_INDEX_MODE                          OFF
         1 AUTO_INDEX_REPORT_RETENTION              31
         1 AUTO_INDEX_RETENTION_FOR_AUTO            373
         1 AUTO_INDEX_RETENTION_FOR_MANUAL
         1 AUTO_INDEX_SCHEMA
         1 AUTO_INDEX_SPACE_BUDGET                  50
         3 AUTO_INDEX_COMPRESSION                   OFF
         3 AUTO_INDEX_DEFAULT_TABLESPACE
         3 AUTO_INDEX_MODE                          OFF
         3 AUTO_INDEX_REPORT_RETENTION              31
         3 AUTO_INDEX_RETENTION_FOR_AUTO            373
         3 AUTO_INDEX_RETENTION_FOR_MANUAL
         3 AUTO_INDEX_SCHEMA
         3 AUTO_INDEX_SPACE_BUDGET                  50

SQL>


如果我们切换到用户定义的可插拔数据库，我们就只能查看该容器的值。


alter session set container = pdb1;

SQL> @auto_index_config.sql

    CON_ID PARAMETER_NAME                           PARAMETER_VALUE
---------- ---------------------------------------- ---------------
         3 AUTO_INDEX_COMPRESSION                   OFF
         3 AUTO_INDEX_DEFAULT_TABLESPACE
         3 AUTO_INDEX_MODE                          OFF
         3 AUTO_INDEX_REPORT_RETENTION              31
         3 AUTO_INDEX_RETENTION_FOR_AUTO            373
         3 AUTO_INDEX_RETENTION_FOR_MANUAL
         3 AUTO_INDEX_SCHEMA
         3 AUTO_INDEX_SPACE_BUDGET                  50

SQL>


关于该参数的详细描述可参考官方文档：DBMS_AUTO_INDEX！


2、启用/禁用自动索引


我们可以使用 DBMS_AUTO_INDEX 包的 CONFIGURE 过程配置来自动索引。


自动索引 的开关是使用 AUTO_INDEX_MODE 属性控制的，该属性具有以下几种模式：


  • IMPLEMENT：打开自动索引，提高性能的新索引变得可见并可供优化器使用。


  • REPORT ONLY：打开自动索引，但新索引仍然不可见。


  • OFF: 关闭自动索引。


可以使用以下命令进行模式间的切换：


exec dbms_auto_index.configure('AUTO_INDEX_MODE','IMPLEMENT');
exec dbms_auto_index.configure('AUTO_INDEX_MODE','REPORT ONLY');
exec dbms_auto_index.configure('AUTO_INDEX_MODE','OFF');


3、自动索引的表空间


默认情况下，在默认永久表空间中创建自动索引。 如果想使用新的表空间来创建，可以使用 AUTO_INDEX_DEFAULT_TABLESPACE 属性指定一个表空间来保存它们。 下面我们创建一个表空间来保存自动索引，并相应地设置属性。


alter session set container = pdb1;

create tablespace auto_indexes_ts datafile size 100m autoextend on next 100m;

exec dbms_auto_index.configure('AUTO_INDEX_DEFAULT_TABLESPACE','AUTO_INDEXES_TS');


设置为 NULL 则代表使用默认的永久表空间：


Exec dbms_auto_index.configure('AUTO_INDEX_DEFAULT_TABLESPACE',NULL);


4、用户级控制


启用自动索引后，在尝试识别候选索引时会考虑所有用户。 您可以使用 AUTO_INDEX_SCHEMA 属性更改默认行为，这允许您维护包含/排除列表。


如果 ALLOW 参数设置为 TRUE，则将指定的用户添加到包含列表中。 请注意，它构建了一个包含用户的谓词。


exec dbms_auto_index.configure('AUTO_INDEX_SCHEMA', 'TEST', allow => TRUE);
exec dbms_auto_index.configure('AUTO_INDEX_SCHEMA', 'TEST2', allow => TRUE);

SQL> @auto_index_config.sql

    CON_ID PARAMETER_NAME                           PARAMETER_VALUE
---------- ---------------------------------------- ----------------------------------------
         3 AUTO_INDEX_COMPRESSION                   OFF
         3 AUTO_INDEX_DEFAULT_TABLESPACE            AUTO_INDEXES_TS
         3 AUTO_INDEX_MODE                          IMPLEMENT
         3 AUTO_INDEX_REPORT_RETENTION              31
         3 AUTO_INDEX_RETENTION_FOR_AUTO            373
         3 AUTO_INDEX_RETENTION_FOR_MANUAL
         3 AUTO_INDEX_SCHEMA                        schema IN (TEST, TEST2)
         3 AUTO_INDEX_SPACE_BUDGET                  50

SQL>


可以使用 NULL 参数值将包含列表清空：


exec dbms_auto_index.configure('AUTO_INDEX_SCHEMA', NULL, allow => TRUE);

SQL> @auto_index_config.sql

    CON_ID PARAMETER_NAME                           PARAMETER_VALUE
---------- ---------------------------------------- ----------------------------------------
         3 AUTO_INDEX_COMPRESSION                   OFF
         3 AUTO_INDEX_DEFAULT_TABLESPACE            AUTO_INDEXES_TS
         3 AUTO_INDEX_MODE                          IMPLEMENT
         3 AUTO_INDEX_REPORT_RETENTION              31
         3 AUTO_INDEX_RETENTION_FOR_AUTO            373
         3 AUTO_INDEX_RETENTION_FOR_MANUAL
         3 AUTO_INDEX_SCHEMA
         3 AUTO_INDEX_SPACE_BUDGET                  50

SQL>


如果 ALLOW 参数设置为 FALSE，则将指定的用户添加到排除列表中：


exec dbms_auto_index.configure('AUTO_INDEX_SCHEMA', 'TEST', allow => FALSE);
exec dbms_auto_index.configure('AUTO_INDEX_SCHEMA', 'TEST2', allow => FALSE);

SQL> @auto_index_config.sql

    CON_ID PARAMETER_NAME                           PARAMETER_VALUE
---------- ---------------------------------------- ----------------------------------------
         3 AUTO_INDEX_COMPRESSION                   OFF
         3 AUTO_INDEX_DEFAULT_TABLESPACE            AUTO_INDEXES_TS
         3 AUTO_INDEX_MODE                          IMPLEMENT
         3 AUTO_INDEX_REPORT_RETENTION              31
         3 AUTO_INDEX_RETENTION_FOR_AUTO            373
         3 AUTO_INDEX_RETENTION_FOR_MANUAL
         3 AUTO_INDEX_SCHEMA                        schema NOT IN (TEST, TEST2)
         3 AUTO_INDEX_SPACE_BUDGET                  50

SQL>


同样的，可以使用 NULL 参数值将排除列表清空：


exec dbms_auto_index.configure('AUTO_INDEX_SCHEMA', NULL, allow => FALSE);

SQL> @auto_index_config.sql

    CON_ID PARAMETER_NAME                           PARAMETER_VALUE
---------- ---------------------------------------- ----------------------------------------
         3 AUTO_INDEX_COMPRESSION                   OFF
         3 AUTO_INDEX_DEFAULT_TABLESPACE            AUTO_INDEXES_TS
         3 AUTO_INDEX_MODE                          IMPLEMENT
         3 AUTO_INDEX_REPORT_RETENTION              31
         3 AUTO_INDEX_RETENTION_FOR_AUTO            373
         3 AUTO_INDEX_RETENTION_FOR_MANUAL
         3 AUTO_INDEX_SCHEMA
         3 AUTO_INDEX_SPACE_BUDGET                  50

SQL>


5、其他配置


如果需要了解其他参数，下面详细说明了这些参数：


  • AUTO_INDEX_COMPRESSION ：文档中未说明，大概用于控制压缩级别， 默认 OFF
  • AUTO_INDEX_REPORT_RETENTION ：自动索引日志的保留期。 报告基于这些日志，默认 31 天。
  • AUTO_INDEX_RETENTION_FOR_AUTO ：未使用的自动索引的保留期，默认 373 天。
  • AUTO_INDEX_RETENTION_FOR_MANUAL ：未使用的手动创建索引的保留期，当设置为 NULL 时，不考虑删除手动创建的索引，默认为空。
  • AUTO_INDEX_SPACE_BUDGET ：用于自动索引存储的默认永久表空间的百分比，使用 AUTO_INDEX_DEFAULT_TABLESPACE 参数指定自定义表空间时，将忽略此参数。


四、删除二级索引


‼️ 做这个之前要仔细考虑，测试，测试，测试！


如果你真的勇气非凡，DROP_SECONDARY_INDEXES 过程将删除除用于约束的索引之外的所有索引。 这可以在表、模式或数据库级别完成。


-- Table-level
exec dbms_auto_index.drop_secondary_indexes('MY_SCHEMA', 'MY_TABLE');

-- Schema-level
exec dbms_auto_index.drop_secondary_indexes('MY_SCHEMA');

-- Database-level
exec dbms_auto_index.drop_secondary_indexes;


这让您一清二楚，因此自动索引可以为您做出所有索引决策。


五、删除自动索引


DROP_AUTO_INDEXES 过程允许我们删除自动创建的索引。根据参数值，我们可以删除指定的自动索引，也可以是用户的所有自动索引。


删除指定的自动索引，并确保它不会被重新创建。 请注意，索引名称是 双引号 的！


begin
  dbms_auto_index.drop_auto_indexes(
    owner          => 'MY_SCHEMA',
    index_name     => '"SYS_AI_512bd3h5nif1a"',
    allow_recreate => false);
end;
/


删除指定用户下的所有自动索引，但允许重新创建它们：


begin
  dbms_auto_index.drop_auto_indexes(
    owner          => 'MY_SCHEMA',
    index_name     => null,
    allow_recreate => true);
end;
/


删除当前用户的所有自动索引，但允许重新创建它们：


begin
  dbms_auto_index.drop_auto_indexes(
    owner          => null,
    index_name     => null,
    allow_recreate => true);
end;
/


在此功能的初始版本中，没有一种机制可以删除由自动索引功能创建的特定索引，或者首先阻止创建特定索引。 Franck Pachot 写了一些可以让你做到这一点的黑客。


六、相关视图


有几个与自动索引功能相关的视图，如下所示：


select view_name
from   dba_views
where  view_name like 'DBA_AUTO_INDEX%'
order by 1;

VIEW_NAME
--------------------------------------------------------------------------------
DBA_AUTO_INDEX_CONFIG
DBA_AUTO_INDEX_EXECUTIONS
DBA_AUTO_INDEX_IND_ACTIONS
DBA_AUTO_INDEX_SQL_ACTIONS
DBA_AUTO_INDEX_STATISTICS
DBA_AUTO_INDEX_VERIFICATIONS

SQL>


此外，{CDB|DBA|ALL|USER}_INDEXES 视图包括 AUTO 列，该列指示索引是否由自动索引功能创建。

以下查询可以使用 auto_indexes.sql 脚本：



column owner format a30
column index_name format a30
column table_owner format a30
column table_name format a30

select owner,
       index_name,
       index_type,
       table_owner,
       table_name
       table_type
from   dba_indexes
where  auto = 'YES'
order by owner, index_name;


DBMS_AUTO_INDEX 包包含两个报告函数：


DBMS_AUTO_INDEX.REPORT_ACTIVITY (
   activity_start  IN  TIMESTAMP WITH TIME ZONE DEFAULT SYSTIMESTAMP - 1,
   activity_end    IN  TIMESTAMP WITH TIME ZONE DEFAULT SYSTIMESTAMP,
   type            IN  VARCHAR2 DEFAULT 'TEXT',
   section         IN  VARCHAR2 DEFAULT 'ALL',
   level           IN  VARCHAR2 DEFAULT 'TYPICAL')
RETURN CLOB;

DBMS_AUTO_INDEX.REPORT_LAST_ACTIVITY (
   type            IN  VARCHAR2 DEFAULT 'TEXT',
   section         IN  VARCHAR2 DEFAULT 'ALL',
   level           IN  VARCHAR2 DEFAULT 'TYPICAL')
RETURN CLOB;


REPORT_ACTIVITY 函数允许您显示指定时间段内的活动，默认为最后一天。 REPORT_LAST_ACTIVITY 函数报告最后一次自动索引操作。 两者都允许您使用以下参数定制输出。


  • TYPE ：允许的值（文本、HTML、XML）。


  • SECTION：允许值（SUMMARY、INDEX_DETAILS、VERIFICATION_DETAILS、ERRORS、ALL）。 您还可以使用“+”和“-”字符的组合来指示是否应该包括或排除某些内容。 例如“SUMMARY +ERRORS”或“ALL -ERRORS”。


  • LEVEL ：允许值（基本、典型、全部）。


下面显示了从 SQL 中使用这些函数的一些示例。 注意 LEVEL 参数的引用。 在 SQL 调用中使用 this 时这是必需的，因此它理解这不是对 LEVEL 伪列的引用。


DBMS_AUTO_INDEX.REPORT_ACTIVITY (
   activity_start  IN  TIMESTAMP WITH TIME ZONE DEFAULT SYSTIMESTAMP - 1,
   activity_end    IN  TIMESTAMP WITH TIME ZONE DEFAULT SYSTIMESTAMP,
   type            IN  VARCHAR2 DEFAULT 'TEXT',
   section         IN  VARCHAR2 DEFAULT 'ALL',
   level           IN  VARCHAR2 DEFAULT 'TYPICAL')
RETURN CLOB;

DBMS_AUTO_INDEX.REPORT_LAST_ACTIVITY (
   type            IN  VARCHAR2 DEFAULT 'TEXT',
   section         IN  VARCHAR2 DEFAULT 'ALL',
   level           IN  VARCHAR2 DEFAULT 'TYPICAL')
RETURN CLOB;


以下是在创建任何索引之前默认活动报告的输出示例：


select dbms_auto_index.report_activity() from dual;

GENERAL INFORMATION
-------------------------------------------------------------------------------
 Activity start               : 03-JUN-2019 21:59:21
 Activity end                 : 04-JUN-2019 21:59:21
 Executions completed         : 2
 Executions interrupted       : 0
 Executions with fatal error  : 0
-------------------------------------------------------------------------------

SUMMARY (AUTO INDEXES)
-------------------------------------------------------------------------------
 Index candidates            : 0
 Indexes created             : 0
 Space used                  : 0 B
 Indexes dropped             : 0
 SQL statements verified     : 0
 SQL statements improved     : 0
 SQL plan baselines created  : 0
 Overall improvement factor  : 0x
-------------------------------------------------------------------------------

SUMMARY (MANUAL INDEXES)
-------------------------------------------------------------------------------
 Unused indexes    : 0
 Space used        : 0 B
 Unusable indexes  : 0
-------------------------------------------------------------------------------

ERRORS
---------------------------------------------------------------------------------------------
No errors found.
---------------------------------------------------------------------------------------------

SQL>


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