ORACLE分割槽表梳理系列(一)- 分割槽表概述、分類、使用方法及注意事項

不一樣的天空w發表於2017-08-06
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前言:

    本文著重闡述分割槽表的概念、優勢,以及常用分割槽表的使用方法及使用過程中的注意事項。
    對於分割槽表的日常維護方法,如:索引的維護、分割槽的合併等,將在後續文章中再詳細介紹。
    本文涉及的相應演示,使用的資料庫版本為oracle 11.2.0.4。
    本文常用分割槽表的使用方法,主要以較為常規的範圍分割槽、列表分割槽、hash分割槽以及組合分割槽為主。
    本文主要涉及的資料字典檢視包括XX_TAB_PARTITIONS、XX_TAB_SUBPARTITIONS以及XX_PART_TABLES。
    注意示例中,使用紅色標記的說明。
 
1、分割槽表的概述
    分割槽表就是透過使用分割槽技術,將一張大表,拆分成多個表分割槽(獨立的segment),從而提升資料訪問的效能,以及日常的可維護性。
    分割槽表中,每個分割槽的邏輯結構必須相同。如:列名、資料型別。
    分割槽表中,每個分割槽的物理儲存引數可以不同。如:各個分割槽所在的表空間。
    對於應用而言完全透明,分割槽前後沒有變化,不需要進行修改。

需要注意:雖然各個分割槽可以存放在不同的表空間中,但這些表空間所使用的塊大小(block_size)必須一致。
需要注意:除了包含LONG以及LONG RAW欄位的表無法使用分割槽外,其他表均可以使用分割槽,包括含有LOB欄位的表。
 

2、分割槽表的優點
    在維護性方面,可以在分割槽級別,針對單獨的分割槽,進行索引的維護、資料的載入以及備份恢復等操作。大大降低了維護時長。
    在可用性方面,由於各個分割槽相對獨立,當一個分割槽處於維護或者出現故障時,不會影響到其他分割槽的正常使用。
    在效能方面,oracle對於使用者的請求,只檢索需要的分割槽,從而提升效能。
    在其他方面,由於分割槽表對於使用者是透明的,因此,不需要在分割槽後,對程式碼進行修改。


3、分割槽鍵的簡介
    分割槽鍵就是決定表中的資料行,屬於哪一個分割槽的一組資料列。在執行DML操作時,ORACLE會根據分割槽鍵選擇分割槽。


4、常用分割槽表簡介及使用方法(含注意事項)
4.1、範圍分割槽(range partition)
範圍分割槽特點:
範圍分割槽主要依據分割槽鍵定義時給出的鍵值範圍,根據實際的取值,進行分割槽的選擇,進而在相應分割槽中儲存資料。
範圍分割槽比較合適存在以數字為導向,方便進行數字範圍劃分的資料列。如:員工表的僱傭日期列、工資列等。
範圍分割槽的資料分佈可能不均勻。

範圍分割槽定義規則:
1、在定義範圍分割槽時,每個分割槽定義必須使用 values less than(value)子句。其中(value)表示該分割槽的上限值。
2、在定義範圍分割槽時,最後一個分割槽可以是values less than(maxvalue)。其中(maxvalue)表示該分割槽儲存高於其他分割槽上限值的資料行。


示例:
示例涉及的測試資料來源,來自於ORACLE資料庫的測試使用者scott下的emp表。
emp表的大致資料情況如下:

SQL>select count(*) from emp;

  COUNT(*)
----------
        14

SQL>select * from emp;

     EMPNO ENAME      JOB              MGR HIREDATE              SAL       COMM     DEPTNO
---------- ---------- --------- ---------- -------------- ---------- ---------- ----------
      7369 SMITH      CLERK           7902 17-12月-80            800                    20
      7499 ALLEN      SALESMAN        7698 20-2月 -81           1600        300         30
      7521 WARD       SALESMAN        7698 22-2月 -81           1250        500         30
      7566 JONES      MANAGER         7839 02-4月 -81           2975                    20
      7654 MARTIN     SALESMAN        7698 28-9月 -81           1250       1400         30
      7698 BLAKE      MANAGER         7839 01-5月 -81           2850                    30
      7782 CLARK      MANAGER         7839 09-6月 -81           2450                    10
      7788 SCOTT      ANALYST         7566 19-4月 -87           3000                    20
      7839 KING       PRESIDENT            17-11月-81           5000                    10
      7844 TURNER     SALESMAN        7698 08-9月 -81           1500          0         30
      7876 ADAMS      CLERK           7788 23-5月 -87           1100                    20
      7900 JAMES      CLERK           7698 03-12月-81            950                    30
      7902 FORD       ANALYST         7566 03-12月-81           3000                    20
      7934 MILLER     CLERK           7782 23-1月 -82           1300                    10

已選擇14行。

下面採用範圍分割槽的方法建立分割槽,並將emp表的資料匯入該分割槽表。

這裡,使用HIREDATE列作為分割槽鍵進行分割槽操作。
建議,使用dbms_metadata.get_ddl的方法進行emp表結構建立語法的提取工作,並進而修改。

SQL> select dbms_metadata.get_ddl('TABLE','EMP','SCOTT') from dual;

DBMS_METADATA.GET_DDL('TABLE','EMP','SCOTT')
--------------------------------------------------------------------------------

  CREATE TABLE "SCOTT"."EMP"
   (    "EMPNO" NUMBER(4,0),
        "ENAME" VARCHAR2(10),
        "JOB" VARCHAR2(9),
        "MGR" NUMBER(4,0),
        "HIREDATE" DATE,
        "SAL" NUMBER(7,2),
        "COMM" NUMBER(7,2),
        "DEPTNO" NUMBER(2,0),
         CONSTRAINT "PK_EMP" PRIMARY KEY ("EMPNO")
  USING INDEX PCTFREE 10 INITRANS 2 MAXTRANS 255 COMPUTE STATISTICS
  STORAGE(INITIAL 65536 NEXT 1048576 MINEXTENTS 1 MAXEXTENTS 2147483645
  PCTINCREASE 0 FREELISTS 1 FREELIST GROUPS 1
  BUFFER_POOL DEFAULT FLASH_CACHE DEFAULT CELL_FLASH_CACHE DEFAULT)
  TABLESPACE "USERS"  ENABLE,
         CONSTRAINT "FK_DEPTNO" FOREIGN KEY ("DEPTNO")
          REFERENCES "SCOTT"."DEPT" ("DEPTNO") ENABLE
   ) SEGMENT CREATION IMMEDIATE
  PCTFREE 10 PCTUSED 40 INITRANS 1 MAXTRANS 255
 NOCOMPRESS LOGGING
  STORAGE(INITIAL 65536 NEXT 1048576 MINEXTENTS 1 MAXEXTENTS 2147483645
  PCTINCREASE 0 FREELISTS 1 FREELIST GROUPS 1
  BUFFER_POOL DEFAULT FLASH_CACHE DEFAULT CELL_FLASH_CACHE DEFAULT)
  TABLESPACE "USERS"
 
SQL>CREATE TABLE "EMPLOYEE_RANGE_PART"
  ( "EMPNO" NUMBER(4,0),
    "ENAME" VARCHAR2(10),
    "JOB" VARCHAR2(9),
    "MGR" NUMBER(4,0),
    "HIREDATE" DATE,
    "SAL" NUMBER(7,2),
    "COMM" NUMBER(7,2),
    "DEPTNO" NUMBER(2,0)
  )
  PARTITION BY RANGE (HIREDATE)
  (
  PARTITION EMPLOYEE_PART01 VALUES LESS THAN (TO_DATE('1981-01-01','yyyy-mm-dd'))
  TABLESPACE USERS,
  PARTITION EMPLOYEE_PART02 VALUES LESS THAN (TO_DATE('1982-01-01','yyyy-mm-dd'))
  TABLESPACE USERS,
  PARTITION EMPLOYEE_PART03 VALUES LESS THAN (MAXVALUE)
  TABLESPACE USERS
  );  

表已建立。

SQL >insert into EMPLOYEE_RANGE_PART select * from emp;
已建立 14 行。

SQL >commit;

提交完成。

檢視此時分割槽表的狀態,以及emp表的資料在分割槽表中的分佈情況。

注意,新建的資料表,統計資訊未必收集,可透過analyze table tablename compute statistics進行收集。

SQL >select TABLE_NAME,PARTITIONING_TYPE,PARTITION_COUNT,STATUS  from user_part_tables  where TABLE_NAME='EMPLOYEE_RANGE_PART';

TABLE_NAME                     PARTITION PARTITION_COUNT STATUS
------------------------------ --------- --------------- --------
EMPLOYEE_RANGE_PART            RANGE 3 VALID


SQL >select PARTITION_NAME,NUM_ROWS,TABLESPACE_NAME,SEGMENT_CREATED  from user_tab_partitions  where TABLE_NAME='EMPLOYEE_RANGE_PART';

PARTITION_NAME                   NUM_ROWS TABLESPACE_NAME                SEGM
------------------------------ ---------- ------------------------------ ----
EMPLOYEE_PART03 3 TEST_TBS_03                    YES
EMPLOYEE_PART02 10 TEST_TBS_02                    YES
EMPLOYEE_PART01 1 TEST_TBS_01                    YES

查詢單獨分割槽的資料資訊。
SQL >select * from EMPLOYEE_RANGE_PART partition(EMPLOYEE_PART01);

     EMPNO ENAME      JOB              MGR HIREDATE              SAL       COMM     DEPTNO
---------- ---------- --------- ---------- -------------- ---------- ---------- ---------- 7369 SMITH      CLERK 7902 17-12月-80 800 20


4.2、列表分割槽(list partition)
列表分割槽特點: 列表分割槽主要依據分割槽鍵定義時給出的取值列表,根據實際的取值,進行分割槽的選擇,進而在相應分割槽中儲存資料。
列表分割槽比較合適列唯一取值有限,且較為固定的資料列。如:員工表的部門列。
列表分割槽的資料分佈可能不均勻。

列表分割槽定義規則:
1、在定義範圍分割槽時,每個分割槽定義必須使用 values('value01','value02'....)子句。表示該分割槽儲存包含相關value值的資料行。
2、在定義範圍分割槽時,最後一個分割槽可以是values(DEFAULT)。表示該分割槽儲存未在其他分割槽定義的資料行。

 
示例:
本示例資料來源,與上一節相同,均為emp表。
本示例中,將使用JOB列作為分割槽鍵進行分割槽操作。


首先,看一下JOB列中,目前涉及的工作分類有哪些。
SQL >select job,count(*) job from emp group by job ;

JOB              JOB
--------- ----------
CLERK 4
SALESMAN 4
PRESIDENT 1
MANAGER 3
ANALYST 2


從上面的資訊可以看出,目前涉及五種職位。
下面採用列表分割槽的方法進行分割槽表的建立,並倒入emp中的資料。其中,涉及PRESIDENT,MANAGER以及ANALYST三種職位的資料,存放在分割槽一;涉及CLERK職位的資料,存放在分割槽二;
涉及SALESMAN職位的資料,以及未來可能出現的新職位的資料,存放在分割槽三;

SQL > CREATE TABLE "EMPLOYEE_LIST_PART"
  ( "EMPNO" NUMBER(4,0),
    "ENAME" VARCHAR2(10),
    "JOB" VARCHAR2(9),
    "MGR" NUMBER(4,0),
    "HIREDATE" DATE,
    "SAL" NUMBER(7,2),
    "COMM" NUMBER(7,2),
    "DEPTNO" NUMBER(2,0)
  )
  PARTITION BY LIST (JOB)
  (
  PARTITION EMPLOYEE_PART01 VALUES ('PRESIDENT','MANAGER','ANALYST')
  TABLESPACE USERS,
  PARTITION EMPLOYEE_PART02 VALUES ('CLERK')
  TABLESPACE USERS,
  PARTITION EMPLOYEE_PART03 VALUES (DEFAULT)
  TABLESPACE USERS
  );

表已建立。

SQL >insert into EMPLOYEE_LIST_PART select * from emp;
已建立 14 行。

SQL>commit;

 提交完成。

首先觀察一下EMPLOYEE_PART02分割槽。

SQL >select SEGMENT_NAME,PARTITION_NAME,HEADER_FILE,HEADER_BLOCK,BLOCKS  from user_segments where PARTITION_NAME='EMPLOYEE_PART02';

SEGMENT_NAME         PARTITION_NAME       HEADER_FILE HEADER_BLOCK     BLOCKS
-------------------- -------------------- ----------- ------------ ----------
EMPLOYEE_LIST_PART   EMPLOYEE_PART02 10 1169 1024
EMPLOYEE_RANGE_PART  EMPLOYEE_PART02 10 145 1024

從上面的查詢結果可以看到,前面建立的兩張分割槽表,都採用相同的EMPLOYEE_PART02名字,進行了分割槽的命名。

雖然分割槽均處於相同的表空間下,但相互之前並未受到影響。

由此可以得出結論:

1、對於普通分割槽表,只要不是同一張的分割槽表,分割槽的命名可以相同;
2、對於組合分割槽表,同一張表的子分割槽命名,不能夠相同。(建立時會有提示,此處只給出結論,不再進行演示)

檢視此時分割槽表的狀態以及資料在分割槽間的分佈情況:
SQL >select TABLE_NAME,PARTITIONING_TYPE,PARTITION_COUNT,STATUS  from user_part_tables  where TABLE_NAME='EMPLOYEE_LIST_PART';

TABLE_NAME                     PARTITION PARTITION_COUNT STATUS
------------------------------ --------- --------------- --------
EMPLOYEE_LIST_PART             LIST 3 VALID


SQL >select PARTITION_NAME,NUM_ROWS,TABLESPACE_NAME,SEGMENT_CREATED  from user_tab_partitions  where TABLE_NAME='EMPLOYEE_LIST_PART';

PARTITION_NAME         NUM_ROWS TABLESPACE_NAME                SEGM
-------------------- ---------- ------------------------------ ----
EMPLOYEE_PART03 4 TEST_TBS_03                    YES
EMPLOYEE_PART02 4 TEST_TBS_02                    YES
EMPLOYEE_PART01 6 TEST_TBS_01                    YES

查詢單獨分割槽的資料資訊:
SQL >select * from EMPLOYEE_LIST_PART partition(EMPLOYEE_PART01);

     EMPNO ENAME      JOB              MGR HIREDATE              SAL       COMM     DEPTNO
---------- ---------- --------- ---------- -------------- ---------- ---------- ----------  
7566 JONES      MANAGER 7839 02-4月 -81 2975 20  
7698 BLAKE      MANAGER 7839 01-5月 -81 2850 30
7782 CLARK      MANAGER 7839 09-6月 -81 2450 10
7788 SCOTT      ANALYST 7566 19-4月 -87 3000 20  
7839 KING       PRESIDENT 17-11月-81 5000 10
7902 FORD       ANALYST 7566 03-12月-81 3000 20

已選擇6行。


4.3、HASH分割槽(hash partition)
HASH分割槽特點: HASH分割槽主要透過hash演算法確定相應資料行應該被存放到哪個分割槽中。
HASH分割槽比較適合列差異值很多的資料列。

HASH分割槽的注意事項:
對於HASH分割槽,無法控制一條資料在分割槽間的具體分佈。具體分佈由hash演算法決定。 對於HASH分割槽,如果更改分割槽的數量,將導致所有資料在分割槽間的重新分佈。

HASH分割槽定義規則:
在定義HASH分割槽時,其分割槽數量應為2的N次方,如:2,4,8,16等


示例說明:
此示例的資料來源依然來源於emp表。
關於HASH分割槽的建立,有標準寫法以及簡易寫法。

標準寫法示例:
SQL >CREATE TABLE "EMPLOYEE_HASH_PART"
  ( "EMPNO" NUMBER(4,0),
    "ENAME" VARCHAR2(10),
    "JOB" VARCHAR2(9),
    "MGR" NUMBER(4,0),
    "HIREDATE" DATE,
    "SAL" NUMBER(7,2),
    "COMM" NUMBER(7,2),
    "DEPTNO" NUMBER(2,0)
  )
  PARTITION BY HASH (ENAME)
  (
  PARTITION EMPLOYEE_PART01 TABLESPACE users,
  PARTITION EMPLOYEE_PART02 TABLESPACE users
  );

表已建立。

SQL >insert into EMPLOYEE_HASH_PART select * from emp;
已建立 14 行。

SQL >commit;
提交完成。

檢視標準寫法下,HASH分割槽表的狀態及資料分佈情況
SQL >select TABLE_NAME,PARTITIONING_TYPE,PARTITION_COUNT,STATUS  from user_part_tables  where TABLE_NAME='EMPLOYEE_HASH_PART';

 TABLE_NAME                     PARTITION PARTITION_COUNT STATUS
------------------------------ --------- --------------- --------
EMPLOYEE_HASH_PART             HASH 2 VALID



SQL > select PARTITION_NAME,NUM_ROWS,TABLESPACE_NAME,SEGMENT_CREATED  from user_tab_partitions  where TABLE_NAME='EMPLOYEE_HASH_PART';

PARTITION_NAME         NUM_ROWS TABLESPACE_NAME                SEGM
-------------------- ---------- ------------------------------ ----
EMPLOYEE_PART02 6 TEST_TBS_02                    YES
EMPLOYEE_PART01 8 TEST_TBS_01                    YES

簡單寫法示例:   
CREATE TABLE "EMPLOYEE_HASH_PART_SAMPLE"
   ( "EMPNO" NUMBER(4,0),
     "ENAME" VARCHAR2(10),
     "JOB" VARCHAR2(9),
     "MGR" NUMBER(4,0),
     "HIREDATE" DATE,
     "SAL" NUMBER(7,2),
     "COMM" NUMBER(7,2),
     "DEPTNO" NUMBER(2,0)
   )
   PARTITION BY HASH (ENAME) PARTITIONS 2
   STORE IN (USERS,USERS);  

SQL > select PARTITION_NAME,NUM_ROWS,TABLESPACE_NAME,SEGMENT_CREATED from user_tab_partitions  where TABLE_NAME='EMPLOYEE_HASH_PART_SAMPLE';

PARTITION_NAME         NUM_ROWS TABLESPACE_NAME                SEGM
-------------------- ---------- ------------------------------ ----
SYS_P11074 6 TEST_TBS_02                    YES
SYS_P11073 8 TEST_TBS_01                    YES

從上圖可以看到,相較於標準寫法,簡單寫法建立的分割槽名字,由oracle自動指定。


4.4、組合分割槽(composite partition)
組合分割槽的特點:
組合分割槽中,主要透過在不同列上,使用“範圍分割槽”、“列表分割槽”以及“HASH分割槽”不同組合方式,進而實現組合分割槽。
組合分割槽中,分割槽本身沒有相應的segment,可以認為是一個邏輯容器,只有子分割槽擁有實際的segment,用於存放資料。

組合分割槽的注意事項:
在11g以前,組合分割槽主要有兩種組合方式:“RANGE-HASH”以及“RANGE-LIST”。
在11g以後,組合分割槽新增了四種組合方式:“RANGE-RANGE”、“LIST-RANGE”、“LIST-HASH”以及“LIST-LIST”。

示例說明:
關於本示例的資料來源依然選擇emp表為參考。
關於本示例的演示,將採用LIST-LIST的組合方式,建立組合分割槽。
關於其他組合方式效仿即可。


示例:
首先按照部門(deptno)進行分割槽,針對相同部門,再按照職位(JOB)是否為manager再次進行子分割槽。具體如下:
SQL >CREATE TABLE "EMPLOYEE_LIST_LIST_PART"
  ( "EMPNO" NUMBER(4,0),
    "ENAME" VARCHAR2(10),
    "JOB" VARCHAR2(9),
    "MGR" NUMBER(4,0),
    "HIREDATE" DATE,
    "SAL" NUMBER(7,2),
    "COMM" NUMBER(7,2),
    "DEPTNO" NUMBER(2,0)
  )
  PARTITION BY LIST (DEPTNO)
  SUBPARTITION BY LIST (JOB)
  (
  PARTITION EMPLOYEE_DEPTNO_10 VALUES (10) TABLESPACE users
    ( SUBPARTITION EMPLOYEE_10_JOB_MAGAGER VALUES ('MANAGER'),
      SUBPARTITION EMPLOYEE_10_JOB_DEFAULT VALUES (DEFAULT)
    ),
  PARTITION EMPLOYEE_DEPTNO_20 VALUES (20) TABLESPACE users
    ( SUBPARTITION EMPLOYEE_20_JOB_MAGAGER VALUES ('MANAGER'),
      SUBPARTITION EMPLOYEE_20_JOB_DEFAULT VALUES (DEFAULT)
    ),
  PARTITION EMPLOYEE_DEPTNO_OTHERS VALUES (DEFAULT) TABLESPACE users
    ( SUBPARTITION EMPLOYEE_30_JOB_MAGAGER VALUES ('MANAGER'),
      SUBPARTITION EMPLOYEE_30_JOB_DEFAULT VALUES (DEFAULT)
    )
  );

表已建立。


SQL > insert into EMPLOYEE_LIST_LIST_PART select * from emp;

已建立 14 行。

SQL > commit;

提交完成。

需要注意:關於表空間(tablespace)的指定,可以放在分割槽一級指定,也可以放在子分割槽一級指定。

本示例中,表空間的指定,放在了分割槽一級指定。對於子分割槽直接套用分割槽指定。

SQL >select PARTITION_NAME,SUBPARTITION_COUNT,COMPOSITE,NUM_ROWS,  TABLESPACE_NAME,SEGMENT_CREATED  from user_tab_partitions  where TABLE_NAME='EMPLOYEE_LIST_LIST_PART';

PARTITION_NAME          SUBPARTITION_COUNT COM   NUM_ROWS TABLESPACE_NAME SEGM
----------------------- ------------------ --- ---------- --------------- ----
EMPLOYEE_DEPTNO_OTHERS 2 YES 6 TEST_TBS_03 NONE
EMPLOYEE_DEPTNO_20 2 YES  5 TEST_TBS_02 NONE
EMPLOYEE_DEPTNO_10 2 YES  3 TEST_TBS_01  NONE  

SQL >select TABLE_NAME,PARTITIONING_TYPE,PARTITION_COUNT,  SUBPARTITIONING_TYPE,STATUS  from user_part_tables  where TABLE_NAME='EMPLOYEE_LIST_LIST_PART';

TABLE_NAME                     PARTITION PARTITION_COUNT SUBPARTIT STATUS
------------------------------ --------- --------------- --------- --------
EMPLOYEE_LIST_LIST_PART  LIST 3 LIST      VALID

從上圖可以看到,對於組合分割槽,雖然成功建立了分割槽,但oracle並未對分割槽一級,分配實際的segment。

下面再觀察下子分割槽的建立情況:

SQL >select PARTITION_NAME,SUBPARTITION_NAME,TABLESPACE_NAME,NUM_ROWS,SEGMENT_CREATED  from USER_TAB_SUBPARTITIONS  where TABLE_NAME='EMPLOYEE_LIST_LIST_PART';

PARTITION_NAME          SUBPARTITION_NAME              TABLESPACE_NAME   NUM_ROWS SEG
----------------------- ------------------------------ --------------- ---------- ---
EMPLOYEE_DEPTNO_10      EMPLOYEE_10_JOB_MAGAGER        TEST_TBS_01 1 YES
EMPLOYEE_DEPTNO_10      EMPLOYEE_10_JOB_DEFAULT        TEST_TBS_01 2 YES
EMPLOYEE_DEPTNO_20      EMPLOYEE_20_JOB_MAGAGER        TEST_TBS_02 1 YES
EMPLOYEE_DEPTNO_20      EMPLOYEE_20_JOB_DEFAULT        TEST_TBS_02 4 YES
EMPLOYEE_DEPTNO_OTHERS  EMPLOYEE_30_JOB_MAGAGER        TEST_TBS_03 1 YES
EMPLOYEE_DEPTNO_OTHERS  EMPLOYEE_30_JOB_DEFAULT        TEST_TBS_03 5 YES


從上圖可以明顯看到,針對子分割槽一級,oracle確實分配了實際的segment用於資料的儲存。
此外,需要再次強調一點,對於同一張組合分割槽表而言,子分割槽的名字不能相同,即使不在相同的分割槽裡!

 

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