Montag, 17. Februar 2014

Welche DR$-Tabellen gibt es und wozu sind sie gut?

Den meisten Anwendern fällt recht schnell auf, dass sich nach dem Erstellen eines Oracle TEXT-Index einige zusätzliche Tabellen im Datenbankschema befinden.
SQL> create index FT_PO on PURCHASEORDER_TAB (XML_DOCUMENT)
  2  indextype is ctxsys.context
  3  /

Index wurde erstellt.

SQL> select * from tab;

TNAME                          TABTYPE  CLUSTERID
------------------------------ ------- ----------
PURCHASEORDER_TAB              TABLE
DR$FT_PO$N                     TABLE
DR$FT_PO$R                     TABLE
DR$FT_PO$K                     TABLE
DR$FT_PO$I                     TABLE
:                              :
Diese Tabellen enthalten den eigentlichen Textindex - meist sind es vier Tabellen, wie wir noch sehen werden, können es aber durchaus mehr werden. Das Namensschema ist immer gleich.
  • Es beginnt mit dem Präfix DR
  • Bei nichtpartitionierten Indizes folgt ein "$", bei partitionierten Indizes ein "#"
  • Dann folgt der Name des Volltextindex
  • Bei einem partitionierten Index schließt sich eine "Partitions-ID" direkt an den Indexnamen an
  • Es folgt wieder ein "$"
  • Abschließend folgt ein Suffix, welches die genaue Aufgabe der Tabelle bezeichnet - im folgenden werden die einzelnen Tabellentypen näher erläutert
Ein Oracle TEXT Index besteht aber immer aus wenigstens vier Tabellen - in Oracle12c können es aber bis zu neun werden.

$I: Token-Tabelle

 ----------------------------------------- -------- ------------------
 TOKEN_TEXT                                NOT NULL VARCHAR2(64)
 TOKEN_TYPE                                NOT NULL NUMBER(10)
 TOKEN_FIRST                               NOT NULL NUMBER(10)
 TOKEN_LAST                                NOT NULL NUMBER(10)
 TOKEN_COUNT                               NOT NULL NUMBER(10)
 TOKEN_INFO                                         BLOB
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Die Token-Tabelle ist die eigentliche Indextabelle. Sie speichert die Tokens, also die einzelnen Wörter, die sich durch die Zerlegung des Fließtexts ergeben haben, in der Spalte TOKEN_TEXT ab. Die Spalte TOKEN_INFO enthält (in binärer Form) die Informationen, in welchen Dokumenten, an welchen Stellen das jeweilige Token vorkommt. Die übrigen Spalten sind Hilfsspalten, damit das Interpretieren des BLOB effizienter wird.
Wird eine Volltextabfrage ausgeführt, so schaut Oracle TEXT zuerst in diese Tabelle - anhand der Suchbegriffe werden die BLOBs aus TOKEN_INFO ausgelesen und weiter verarbeitet.

$R: Mapping von DOCID auf ROWID

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 ROW_NO                                    NOT NULL NUMBER(3)
 DATA                                               BLOB
 ----------------------------------------- -------- ------------
Oracle Text arbeitet intern nicht mit ROWIDs als Zeiger auf die Tabellenzeilen, sondern mit DOCIDs. Bei der Indizierung erhält die erste Zeile die DOCID 1 und dann wird weitergezählt. Der Grund dafür ist, dass ein Volltextindex eine invertierte Liste ist - im Gegensatz zu einem "normalen" Index zeigen mehrere Einträge auf eine Tabellenzeile. Die Verwendung von ROWIDs würde zu extrem großen Indizes führen, so dass man die sparsameren DOCIDs verwendet. Die bereits erwähnte Spalte TOKEN_INFO in der $I-Tabelle liefert also DOCIDs zurück. Damit Oracle TEXT aber Tabellenzeilen zurückliefern kann, braucht es eine Mapping-Tabelle - anhand der $R-Tabelle kann nun zu jeder gefundenen DOCID die ROWID herausgesucht werden. Die ROWID zeigt dann schließlich auf die gewünschte Tabellenzeile. Normalerweise ist ein Oracle Text Index so aufgesetzt, dass diese Tabelle immer im Hauptspeicher residiert, also zur Abfragezeit keine I/O-Last generiert.

$K: Mapping von ROWID auf DOCID

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 DOCID                                              NUMBER(38)
 TEXTKEY                                   NOT NULL ROWID
 ----------------------------------------- -------- ----------------------------
Die $K-Tabelle ist das "Gegenstück" zur $R-Tabelle - anhand einer gegebenen ROWID findet sie die für den Textindex relevante DOCID heraus. Für Abfragen ist diese Tabelle weniger wichtig; benötigt wird sie aber bei DML-Operationen auf bereits indizierte Zeilen - wird beispielsweise eine Zeile mit SQL DELETE gelöscht, dann braucht Oracle TEXT die DOCID, um das Löschen auch im Textindex zu vermerken.

$N: Negativliste - enthält gelöschte Dokumente

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 NLT_DOCID                                 NOT NULL NUMBER(38)
 NLT_MARK                                  NOT NULL CHAR(1)
 ----------------------------------------- -------- ----------------------------
Bekanntlich arbeitet Oracle TEXT asynchron (der Parameter TRANSACTIONAL bleibt hier außer Acht). Eine SQL INSERT-Anweisung bewirkt, dass die ROWID der Tabellenzeile in die PENDING-Tabelle eingetragen und damit "zur Indizierung vorgesehen" wird (die tatsächliche Indizierung erfolgt durch eine SYNC-Operation). Eine SQL DELETE Anweisung bewirkt, dass die Datenbank die DOCID ermittelt ($K-Tabelle) und diese dann in die Negativliste einträgt. Bei Abfragen ermittelt Oracle TEXT die Treffermenge ganz normal und filtert dann die Einträge der Negativliste heraus. Ein SQL UPDATE wird wie ein DELETE, gefolgt von einem INSERT, behandelt. Das hat den interessanten Effekt, dass neu eingefügte Dokumente erst nach dem SYNC sichtbar werden, gelöschte dagegen sofort verschwinden und mit SQL UPDATE veränderte Einträge ebenfalls bis zum nächsten SYNC "unsichtbar" werden.

$P: Hilfstabelle für den Substring-Index

 ----------------------------------------- -------- ----------------------------
 PAT_PART1                                 NOT NULL VARCHAR2(61)
 PAT_PART2                                 NOT NULL VARCHAR2(64)
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Der Substring-Index muss mit Hife der Wordlist-Preference explizit eingeschaltet werden und unterstützt Abfragen mit einem Wildcard auf der linken Seite. Sucht man bspw. nach dem Text %DATENBANK, so ist klar, dass die $I-Tabelle (Spalte TOKEN_TEXT) prinzipiell komplett geparst werden muss - anstelle des Wildcard können ja beliebige Zeichen stehen. Bei sehr großen Indizes kann das ein Problem sein - schließlich wird auch die $I-Tabelle nun sehr groß. Der Substring-Index legt die $P-Tabelle als Hilfstabelle an - das Token ORACLEDATENBANK würde in dieser Tabelle wie folgt abgelegt:
PAT_PART1            PAT_PART2
-------------------- --------------------
ORACLEDATENB         ANK
ORACLEDATEN          BANK
ORACLEDATE           NBANK
ORACLEDAT            ENBANK
:                    :
ORACLE               DATENBANK
:
Ist diese Tabelle vorhanden, so werden die Suchbegriffe mit einer Wildcard links zuerst anhand dieser Tabelle über die Spalte PAT_PART2 aufgelöst - mit der sich ergebenden Tokenliste wird danach normal verfahren. Die Größe der $P-Tabelle liegt typischerweise zwischen 10 und 20 Prozent der Größe des Textindex.

$S: Hilfstabelle für strukturierte Elemente (SDATA-Sections)

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 SDATA_ID                                  NOT NULL NUMBER
 SDATA_LAST                                NOT NULL NUMBER
 SDATA_DATA                                         RAW(2000)
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In der $S-Tabelle werden strukturierte Bestandteile des Index gespeichert - dies ist seit Oracle11g mit den Composite Domain Indexes möglich. Oracle TEXT erlaubt auf diesen SDATA-Section zusätzlich auch Suchen wie <, >, BETWEEN und andere. SDATA-Sections haben einen Datentypen - unterstützt ist neben VARCHAR2 auch NUMBER oder DATE, was für Abfragen wichtig ist (intern speichert die Tabelle die Daten im RAW-Format ab). SDATA-Sections können entweder durch die Klauseln FILTER BY und ORDER BY im CREATE INDEX-Kommando oder durch die Erstellung einer Section Group mit expliziten SDATA Sections deklariert werden.

$G: Automatic Near Realtime Index (Oracle12c)

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 TOKEN_TEXT                                NOT NULL VARCHAR2(64)
 TOKEN_TYPE                                NOT NULL NUMBER(10)
 TOKEN_FIRST                               NOT NULL NUMBER(10)
 TOKEN_LAST                                NOT NULL NUMBER(10)
 TOKEN_COUNT                               NOT NULL NUMBER(10)
 TOKEN_INFO                                         BLOB
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Die $G-Tabelle wurde mit dem neuen Feature Automatic Near Realtime Indexing in Oracle12c eingeführt; sie sieht genauso aus wie die Token-Tabelle ($I-Tabelle). Das Feature wurde bereits in einem Blog Posting näher beschrieben.

$E: Hilfstabelle für XML-Namespaces (Oracle12c)

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 ID                                        NOT NULL VARCHAR2(12)
 NAMESPACE                                          VARCHAR2(4000)
 LNAME                                     NOT NULL VARCHAR2(256)
 NS                                                 VARCHAR2(100)
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Ein weiteres neues Feature in Oracle12c ist die Unterstützung von XQuery Fulltext, also der Volltextsuche in XML-Dokumenten mit vollständiger Unterstützung des XML-Datenmodells. Die $E-Tabelle speichert dabei XML-Zusatzinformationen ab, die im "normalen" Volltextindex keinen Platz finden - hier sind vor allem die XML-Namespaces zu nennen, die denn auch vor Oracle12c nicht von Oracle TEXT unterstützt wurden. Das Feature wurde ebenfalls bereits in einem Blog-Posting näher beschrieben.

$D: Hilfstabelle für das Save-Copy Feature (Oracle12c)

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 DOCID                                     NOT NULL NUMBER(10)
 ATTRIBUTES                                         BLOB
 DOC                                                BLOB
 CONFIG                                             VARCHAR2(2000)
 FLAG                                      NOT NULL NUMBER(5)
Auch das Save Copy Feature wurde in Oracle12c eingeführt. Ist es aktiviert, so speichert Oracle TEXT die Plaintext- oder gefilterte Version eines Binärformates wie PDF, DOC, PPT oder anderen in der $D-Tabelle ab. Zum Generieren von SNIPPETs, MARKUPs oder HIGHLIGHT-Dokumenten können dann die in dieser Tabelle abgelegten Kopien verwendet werden - früher musste das Originaldokument hierfür nochmals gefiltert werden, was sich natürlich negativ auf die Performance auswirkte ...

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