Oracle 11g新特性:更加灵活的分区策略


前不久,曾经接手一个性能调优案例:这是一个报表系统,其基础数据主要存储于三张表中。表的大小已经很大了,最大一张接近100G。在生成报表时需要长时间才能返回结果,一些online查询甚至经常timeout。表中存储的是2万多个公司的数据,报表的生成也是以公司为单位的,因此,这一调优方案的思路比较明确:将表按公司分区。但是,这中间却存在一些麻烦:每个公司的数据并不是均衡的。其中近200家公司属于VIP用户,他们的数据量最大,每个公司差不多是十几万到几十万的数据量,其总量占了全部数据的30%左右;而其它非VIP用户的数据基本上每个都在1万以内。而我们的主要目标就是要优先保证VIP用户获取到最佳的性能(由于其数据量,当前最大的性能问题恰恰就出在这些VIP用户上)。因此,我们提出了2中分区方案:

  基于Company Id的Hash分区;

  基于Company Id的List分区;

  但是,这两种方案各有优缺点:

  对于Hash分区,分区的大小更加均衡,因而性能也更加均衡。但是,可能出现一些无法控制的极端现象:Hash分区仅仅是对Company Id使用Hash函数进行分组,它能做到每个分区分配基本相当数量的Company Id,但是每个Company Id对应的数据量并不考虑在内,因此可能出现某些分区集中的都是VIP数据或者都是非VIP数据,造成分区过大或过小;另外一个缺点就是我们很难直接干预某个公司的性能。例如,可能有某个非VIP用户成为了VIP用户,其数据量激增,它又正好处于一个大的分区上,这时,我们很难将其从这个分区剥离出来,除非它所在分区正好出在一个即将分裂的分区上。

  对于List分区,VIP用户的性能能够得到保证。我们可以将每个VIP用户单独存储在一个分区上,但是,不可能将非VIP用户单独存储开(不仅增加维护难度,且增加整个表的大小),只能将非VIP用户存储在几个分区上。但是这样还是造成DDL语句非常复杂,并且非VIP的分区很大(每个都在10G左右,而VIP分区最大才200M)。

  由于List分区更加接近我们的优化目的,最终还是采用了List分区。

  其实,期间我们曾经考虑过使用复合分区。在10g中(我们的生产库是10g),仅支持2种复合分区:Range-List和Range-Hash。我们的解决方案是:为表增加一个数字类型的ID字段,VIP用户对应的数字大于100,000,非VIP用户的ID小于100,000。每个VIP用户被单独放置在一个Range分区中,所有非VIP用户被放置在一个Range分区中,然后再对非VIP分区通过Hash划分子分区。这样,即能保证VIP用户的性能,也能均衡非VIP用户的性能。但是,由于这种方案需要增加一个非业务的字段,以及其它一些原因,最终被否决了。

  到11g中,Oracle的分区策略更加灵活了。首先,11g支持更多方式的组合分区,除10g支持的两种之外,还支持Range-Range、List-Range、List-List、List-Hash的组合分区策略。对于我们上述这个案例,就可以通过List-Hash的组合分区来解决。以下就是一个List-Hash分区的演示:

  SQL代码

  SQL> create table par_test

  2 partition by list (owner)

  3 subpartition by hash (owner)

  4 store in (example)

  5 (partition p1 values ('SYS'),

  6 partition p2 values ('PUBLIC'),

  7 partition def values (default)

  8 subpartitions 4

  9 )

  10 as select * from dba_objects

  11 /

  Table created.

  SQL> analyze table par_test compute statistics;

  Table analyzed.

  SQL> select partition_name, subpartition_name, num_rows, blocks from dba_tab_subpartitions

  2 where table_name = 'PAR_TEST';

  PARTITION_NAME SUBPARTITION_NAME NUM_ROWS BLOCKS

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

  P2 SYS_SUBP154 26604 434

  DEF SYS_SUBP158 4529 70

  DEF SYS_SUBP157 2783 45

  DEF SYS_SUBP156 2422 39

  DEF SYS_SUBP155 2854 47

  P1 SYS_SUBP153 29770 437

  6 rows selected.

  顺便再提一下11g新增的其他分区策略。

  针对Range Partition,11g有了一种更加灵活的方式:Interval Partition。例如,我们一些分区表是依赖于时间做的范围分区:每个月的数据存放到一个分区中。随着数据的增长,还需要有一个作业来增加新的分区以满足上述策略。而在11g中,通过Interval Parition,就无需这中人为的维护作业了,Oracle会为新的数据自动增加分区:

  SQL代码

  SQL> create table par_test2 (a number, b date)

  2 partition by range (b)

  3 interval (numtoyminterval(1,'MONTH'))

  4 store in (example)

  5 (

  6 partition values less than (to_date('2009-09-01','yyyy-mm-dd'))

  7 )

  8 ;

  Table created.

  SQL> insert into par_test2 values(1, sysdate);

  1 row created.

  SQL> commit;

  Commit complete.

  SQL> select partition_name, high_value from dba_tab_partitions

  2 where table_name = 'PAR_TEST2';

  PARTITION_NAME HIGH_VALUE

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

  SYS_P164 TO_DATE(' 2009-09-01 00:00:00', 'SYYYY-MM-DD HH24:MI:SS', 'NLS_CALENDAR=GREGORIA '

  SQL> insert into par_test2 values(1, to_date('2009-10-01','yyyy-mm-dd'));

  1 row created.

  SQL> commit;

  Commit complete.

  SQL> select partition_name, high_value from dba_tab_partitions

  2 where table_name = 'PAR_TEST2';

  PARTITION_NAME HIGH_VALUE

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

  SYS_P164 TO_DATE(' 2009-09-01 00:00:00', 'SYYYY-MM-DD HH24:MI:SS', 'NLS_CALENDAR=GREGORIA '

  SYS_P165 TO_DATE(' 2009-11-01 00:00:00', 'SYYYY-MM-DD HH24:MI:SS', 'NLS_CALENDAR=GREGORIA '

  SQL> insert into par_test2 values(1, sysdate - interval '1' MONTH);

  1 row created.

  SQL> commit;

  Commit complete.

  SQL> select * from par_test2;

  A B

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

  1 31-AUG-09

  1 31-JUL-09

  1 01-OCT-09

  SQL> select partition_name, high_value from dba_tab_partitions

  2 where table_name = 'PAR_TEST2';

  PARTITION_NAME HIGH_VALUE

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

  SYS_P164 TO_DATE(' 2009-09-01 00:00:00', 'SYYYY-MM-DD HH24:MI:SS', 'NLS_CALENDAR=GREGORIA '

  SYS_P165 TO_DATE(' 2009-11-01 00:00:00', 'SYYYY-MM-DD HH24:MI:SS', 'NLS_CALENDAR=GREGORIA '

  从上述例子可以注意到,由于Range Partition的表达式的比较操作符是Less Than,因此,Interval Partition只会对超出(分区最大Partition Key值+Interval值)的数据创建新分区。同理,在指定Interval分区时,就不能再指定less than (MAXVALUE)了,否则Interval分区就没有意义了。

  11g中还引入了一种新的分区策略:关联分区。在10g和之前版本,我们在做分区表时可能会遇到这样的问题:一个主表和多个子表都需要做分区,而分区所基于的关键值是只存在与主表中的一个字段,这时,我们就需要将这个字段冗余到子表当中去才能实现主表、子表采用相同的分区策略。11g中,这个问题可以通过关联分区解决了:

  SQL代码

  SQL> create table par_main (pid number primary key, crt_date date)

  2 partition by range (crt_date)

  3 (

  4 partition values less than (to_date('2009-09-01','yyyy-mm-dd')),

  5 partition values less than (maxvalue)

  6 );

  Table created.

  SQL> create table par_child (

  2 cid number primary key,

  3 pid number not null,

  4 constraint par_main_fk foreign key (pid) references par_main(pid)

  5 )

  6 partition by reference (par_main_fk);

  Table created.
关联分区中要注意一点:关联分区中,父表不能为Interval分区。

11g,还新增了以虚字段(Virtual Column)为分区键的分区方式。以下例子中,store就是一个虚列,它的数值并没有实际存储在表中,而是由其它两个字段buy和sell计算得出,我们可以以它作为分区键建立分区:

SQL代码
SQL> create table par_vc(
2 itemid number,
3 buy number,
4 sell number,
5 store number as (buy - sell)
6 )
7 partition by range (store)
8 (
9 partition values less than (1000),
10 partition values less than (2000),
11 partition values less than (maxvalue)
12 );

Table created.

11g中引入的最后一种特殊的分区是system partition。对于普通分区,必须有一个或多个字段做为分区键来建立分区,而system分区就没有这种要求——仅仅是将表的数据分别存储在多个段中,而你在插入数据时,需要指定数据存储在哪个分区上:

SQL代码
SQL> create table par_sys (a number, b varchar2(10))
2 partition by system
3 (
4 partition p1,
5 partition p2
6 );

Table created.

SQL> insert into par_sys values (1, 'a');
insert into par_sys values (1, 'a')
*
ERROR at line 1:
ORA-14701: partition-extended name or bind variable must be used for DMLs on
tables partitioned by the System method

SQL> insert into par_sys partition(p1) values (1, 'a');

1 row created.

从上面的例子可以注意到:在插入数据时,如果没有指定分区就会抛错。


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