深入研究B樹索引（二）

2.     B樹索引的內部結構

我們可以使用如下方式將B樹索引轉儲成樹狀結構的形式而呈現出來：

alter session set events 'immediate trace name treedump level INDEX_OBJECT_ID';

       比如，對於上面的例子來說，我們把建立在goodid上的名為idx_warecountd_goodid的索引轉儲出來。

SQL> select object_id from user_objects where object_name='IDX_WARECOUNTD_GOODID';

 OBJECT_ID

----------

      7378

SQL> alter session set events 'immediate trace name treedump level 7378';

       開啟轉儲出來的檔案以後，我們可以看到類似下面的內容：

----- begin tree dump

branch: 0x180eb0a 25225994 (0: nrow: 9, level: 2)

   branch: 0x180eca1 25226401 (-1: nrow: 405, level: 1)

      leaf: 0x180eb0b 25225995 (-1: nrow: 359 rrow: 359)

      leaf: 0x180eb0c 25225996 (0: nrow: 359 rrow: 359)

      leaf: 0x180eb0d 25225997 (1: nrow: 359 rrow: 359)

      leaf: 0x180eb0e 25225998 (2: nrow: 359 rrow: 359)

…………………

   branch: 0x180ee38 25226808 (0: nrow: 406, level: 1)

      leaf: 0x180eca0 25226400 (-1: nrow: 359 rrow: 359)

      leaf: 0x180eca2 25226402 (0: nrow: 359 rrow: 359)

      leaf: 0x180eca3 25226403 (1: nrow: 359 rrow: 359)

      leaf: 0x180eca4 25226404 (2: nrow: 359 rrow: 359)

…………………

       其中，每一行的第一列表示節點型別：branch表示分支節點（包括根節點），而leaf則表示葉子節點；第二列表示十六進位制表示的節點的地址；第三列表示十進位制表示的節點的地址；第四列表示相對於前一個節點的位置，根節點從0開始計算，其他分支節點和葉子節點從-1開始計算；第五列的nrow表示當前節點中所含有的索引條目的數量。比如我們可以看到根節點中含有的nrow為9，表示根節點中含有9個索引條目，分別指向9個分支節點；第六列中的level表示分支節點的層級，對於葉子節點來說level都是0。第六列中的rrow表示有效的索引條目（因為索引條目如果被刪除，不會立即被清除出索引塊中。所以nrow減rrow的數量就表示已經被刪除的索引條目數量）的數量，比如對於第一個leaf來說，其rrow為359，也就是說該葉子節點中存放了359個可用索引條目，分別指向表warecountd的359條記錄。

       上面這種方式以樹狀形式轉儲整個索引。同時，我們可以轉儲一個索引節點來看看其中存放了些什麼。轉儲的方式為：

alter system dump datafile file# block block#;

       我們從上面轉儲結果中的第二行知道，索引的根節點的地址為25225994，因此我們先將其轉換為檔案號以及資料塊號。

SQL> select dbms_utility.data_block_address_file(25225994),

  2  dbms_utility.data_block_address_block(25225994) from dual;

DBMS_UTILITY.DATA_BLOCK_ADDRES DBMS_UTILITY.DATA_BLOCK_ADDRES

------------------------------ ------------------------------

                             6                          60170

       於是，我們轉儲根節點的內容。

SQL> alter system dump datafile 6 block 60170;

       開啟轉儲出來的跟蹤檔案，我們可以看到如下的索引頭部的內容：

header address 85594180=0x51a1044

kdxcolev 2

KDXCOLEV Flags = - - -

kdxcolok 0

kdxcoopc 0x80: pcode=0: iot flags=--- is converted=Y

kdxconco 2

kdxcosdc 0

kdxconro 8

kdxcofbo 44=0x2c

kdxcofeo 7918=0x1eee

kdxcoavs 7874

kdxbrlmc 25226401=0x180eca1

kdxbrsno 0

kdxbrbksz 8060

       其中的kdxcolev表示索引層級號，這裡由於我們轉儲的是根節點，所以其層級號為2。對葉子節點來說該值為0；kdxcolok表示該索引上是否正在發生修改塊結構的事務；kdxcoopc表示內部操作程式碼；kdxconco表示索引條目中列的數量；kdxcosdc表示索引結構發生變化的數量，當你修改表裡的某個索引鍵值時，該值增加；kdxconro表示當前索引節點中索引條目的數量，但是注意，不包括kdxbrlmc指標；kdxcofbo表示當前索引節點中可用空間的起始點相對當前塊的位移量；kdxcofeo表示當前索引節點中可用空間的最尾端的相對當前塊的位移量；kdxcoavs表示當前索引塊中的可用空間總量，也就是用kdxcofeo減去kdxcofbo得到的。kdxbrlmc表示分支節點的地址，該分支節點存放了索引鍵值小於row#0（在轉儲文件後半部分顯示）所含有的最小值的所有節點資訊；kdxbrsno表示最後一個被修改的索引條目號，這裡看到是0，表示該索引是新建的索引；kdxbrbksz表示可用資料塊的空間大小。實際從這裡已經可以看到，即便是PCTFREE設定為0，也不能用足8192位元組。

       再往下可以看到如下的內容。這部分內容就是在根節點中所記錄的索引條目，總共是8個條目。再加上

row#0[8043] dba: 25226808=0x180ee38

col 0; len 8; (8):  31 30 30 30 30 33 39 32

col 1; len 3; (3):  01 40 1a

……

row#7[7918] dba: 25229599=0x180f91f

col 0; len 8; (8):  31 30 30 31 31 32 30 33

col 1; len 4; (4):  01 40 8f a5

kdxbrlmc所指向的第一個分支節點，我們知道該根節點中總共存放了9個分支節點的索引條目，而這正是我們在前面所指出的為了管理3611個葉子節點，我們需要9個分支節點。

每個索引條目都指向一個分支節點。其中col 1表示所連結的分支節點的地址，該值經過一定的轉換以後實際就是row#所在行的dba的值。如果根節點下沒有其他的分支節點，則col 1為TERM；col 0表示該分支節點所連結的最小鍵值。其轉換方式非常複雜，比如對於row #0來說，col 0為31 30 30 30 30 30 30 33，則將其中每對值都使用函式to_number(NN,’XX’)的方式從十六進位制轉換為十進位制，於是我們得到轉換後的值：49,48,48,48,48,48,48,51，因為我們已經知道索引鍵值是char型別的，所以對每個值都運用chr函式就可以得到被索引鍵值為：10000003。實際上，對10000003運用dump函式得到的結果就是：49,48,48,48,48,48,48,51。所以我們也就知道，10000003就是dba為25226808的索引塊所連結的最小鍵值。

SQL> select dump('10000003') from dual;

DUMP('10000003')

-------------------------------------

Typ=96 Len=8: 49,48,48,48,48,48,48,50

       接下來，我們從根節點中隨便找一個分支節點，假設就是row#0所描述的25226808。對其運用前面所介紹過的dbms_utility裡的儲存過程獲得其檔案號和資料塊號，並對該資料塊進行轉儲，其內容如下所示。可以

row#0[8043] dba: 25226402=0x180eca2

col 0; len 8; (8):  31 30 30 30 30 33 39 33

col 1; len 3; (3):  01 40 2e

………

row#404[853] dba: 25226806=0x180ee36

col 0; len 8; (8):  31 30 30 30 31 36 34 30

col 1; len 3; (3):  01 40 09

----- end of branch block dump -----

發現內容與根節點完全類似，只不過該索引塊中所包含的索引條目（指向葉子節點）的數量更多了，為405個。這也與我們前面所說的一個分支索引塊可以存放大約405（6488/16）個索引條目完全一致。

       然後，我們從中隨便挑一個葉子節點，對其進行轉儲。假設就選row#0行所指向的葉子節點，根據dba的值：25226402可以知道，檔案號為6，資料塊號為60578。將其轉儲以後，其內容如下所示，我只顯示與分支節點不同的部分。

………

kdxlespl 0

kdxlende 0

kdxlenxt 25226403=0x180eca3

kdxleprv 25226400=0x180eca0

kdxledsz 0

kdxlebksz 8036

       其中的kdxlespl表示當葉子節點被拆分時未提交的事務數量；kdxlende表示被刪除的索引條目的數量；kdxlenxt表示當前葉子節點的下一個葉子節點的地址；kdxlprv表示當前葉子節點的上一個葉子節點的地址；kdxledsz表示可用空間，目前是0。

       轉儲檔案中接下來的部分就是索引條目部分，每個條目包含一個ROWID，指向一個表裡的資料行。如下所示。其中flag表示標記，比如刪除標記等；而lock表示鎖定資訊。col 0表示索引鍵值，其演算法與我們在前面介紹分支節點時所說的演算法一致。col 1表示ROWID。我們同樣可以看到，該葉子節點中包含了359個索引條目，與我們前面所估計的一個葉子節點中大約可以放360個索引條目也是基本一致的。

row#0[8018] flag: -----, lock: 0

col 0; len 8; (8):  31 30 30 30 30 33 39 33

col 1; len 6; (6):  01 40 2e 93 00 16

row#1[8000] flag: -----, lock: 0

col 0; len 8; (8):  31 30 30 30 30 33 39 33

col 1; len 6; (6):  01 40 2e e7 00 0e

…………

row#358[1574] flag: -----, lock: 0

col 0; len 8; (8):  31 30 30 30 30 33 39 37

col 1; len 6; (6):  01 40 18 ba 00 1f

----- end of leaf block dump -----

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