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一、索引分裂概述

Oracle数据库中的索引分裂是数据库维护和性能管理中的一个重要概念，特别是在处理大量数据插入、更新和删除操作时。索引分裂发生的原因、类型以及对数据库性能的影响如下：

1.1 索引分裂的原因

索引分裂主要发生在以下场景：

• • 插入操作：当向已满或接近满的索引块中插入新记录时，如果该块没有足够的空间容纳新数据，索引就需要分裂来创造额外的空间。
• • 更新操作：如果更新导致索引项的大小变化，以至于原块无法容纳，则可能触发索引块的分裂。
• • 删除操作：虽然删除通常不会直接导致索引块分裂，但在某些情况下，删除后留下的空间碎片可能需要通过索引重组或合并来优化。

1.2 索引分裂的类型

索引分裂主要有三种基本类型：

1. 1. 叶节点分裂（Leaf Node Split）：这是最常见的类型，当索引叶子节点（存储实际索引值的块）没有足够的空间来容纳新的索引条目时，叶子节点会被分裂成两个或更多块。大多数情况下，分裂是90-10或50-50的比例，即原块的一部分数据迁移到新块，其余数据保留在原块。
2. 2. 枝节点分裂（Branch Node Split）：当索引的枝节点（连接叶子节点的中间层块）满载时，也会发生分裂，以容纳更多的分支。
3. 3. 根节点分裂（Root Node Split）：虽然较为罕见，但当根节点需要更多空间来存储指向枝节点的指针时，根节点也可能分裂，这通常伴随着索引层次的增加。

1.3 对性能的影响

• • 性能下降：索引分裂会导致额外的I/O操作，增加数据库的写操作负担，可能会暂时降低查询性能。
• • 空间碎片：频繁的分裂会导致索引结构中出现碎片，影响索引扫描效率。
• • 维护成本：索引分裂需要数据库自动维护，增加了系统资源的消耗。

二、索引分裂验证

实验环境： oracle 19c

2.1 基础环境准备

切换到pdb，创建一张带主键的表

2.2 查看表头信息

2.3 查看当前表和索引的分配的区

表和索引都分配了1个区，每个区有8个块。

2.4 查看当前索引分裂的情况

由于当前数据库刚启动，所以没有块分裂。

2.5 跟踪块分裂

通过10224事件跟踪块分裂

分析trace

2.6 查看表和索引占用的块数

可以看到表和索引都

2.7 查看录入数据之后表和索引的分配的区

2.8 查看当前索引分裂的情况

观察到插入数据之后，产生了92次索引叶子块分裂，且分裂类型均为9-1单边分裂类型。

三、数据分析

结论：

• • 从索引的分裂情况来看，在录入数据之前，索引PK_ID分配了一个区，这个区有8个块，但实际上只使用了一个块
• • 在录入数据之后，索引的的分区有12个，共96个块，也就是说，索引最多扩展95(96-1)次。
• • 从trace分析和v$sysstat视图可以确认，由于录入的数据是有序的，分裂了92次均为leaf node 90-10 splits类型。

四、思考

1. 出现严重的索引分裂会带来什么样的问题？又是如何解决？

2. 什么情况下会出现50-50 splits类型的索引分裂？

在下一篇文章中，我们再揭幕。