CN114661718B - Opengauss平台下在线创建本地分区索引的方法及系统 - Google Patents

Opengauss平台下在线创建本地分区索引的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及数据库管理系统技术领域，涉及一种Opengauss平台下在线创建本地分区索引的方法及系统。本方法包括创建本地分区索引的数据字典，对主表和分区加锁；获取分区和分区索引信息，对每一个分区上的索引创建索引条目；分别对每一个分区补全索引条目；等待所有旧事务结束，标记本地分区索引为有效，释放主表和分区上的锁。本方法通过在线创建本地分区索引，降低了创建索引过程中对分区表加锁的级别，使得本地分区索引创建期间仍可以对分区表进行并发增删改查等操作，从而在很大程度上避免了上层应用因表索引维护而导致的业务阻塞问题，将创建本地分区索引对上层应用业务的不利影响降到了最低。

Description

Opengauss平台下在线创建本地分区索引的方法及系统
技术领域
本发明涉及数据库管理系统技术领域，尤其涉及一种Opengauss平台下在线创建本地分区索引的方法及系统。
背景技术
Opengauss是一款开源关系型数据库管理系统，其内核源自PostgreSQL。在Opengauss中分区表可以创建两种索引：全局索引和本地分区索引。在查询数据只涉及到少部分分区时，通过本地分区索引可以有效提高查询效率。
然而，当分区表中的数据量越大，在分区表上创建本地分区索引所需要时间就会越多；而且创建索引过程中会对分区表加锁，期间其他事务无法对分区表进行DML操作，可能会导致上层应用的业务阻塞。
当前，Opengauss中普通表已经实现了在线创建索引的功能。由于在线创建索引过程中普通表加锁的级别相对较低，期间仍可以对普通表进行DML操作，因此可以避免阻塞上层应用的业务。但是，目前为止Opengauss并不支持对分区表在线创建本地分区索引。
鉴于分区表在应用产品上使用非常广泛，为了解决创建本地分区索引时会阻塞上层应用业务的问题，迫切需要开发一种能够实现在线创建本地分区索引的方法，以降低创建本地分区索引时对上层应用业务的不利影响。
发明内容
由于Opengauss目前仅支持对普通表在线创建索引，但不支持对分区表在线创建本地分区索引。而当分区表中的数据量很大时，创建本地分区索引则会非常耗时，而且创建期间无法对分区表执行DML操作，从而导致上层应用的业务阻塞。为了应对上述问题，尽可能降低创建本地分区索引时对上层应用业务的不利影响，本发明提供了一套解决方案。本发明的目的是提供一种Opengauss平台下在线创建本地分区索引的方法，利用本方法可以有效地解决创建本地分区索引期间上层应用业务阻塞的问题，将创建本地分区索引时对上层应用业务的不利影响降到最低。
本发明在Opengauss现有的在线创建索引功能的基础上，实现了在线创建本地分区索引。本发明方法在第一阶段着重考虑了对分区加锁的问题，旨在避免创建索引期间并发分区DDL操作、分区上的索引DDL操作和Interval分区表自增分区的操作；在第二阶段创建索引条目时，对每一个分区上的索引创建索引条目；在第三阶段分别对每一个分区补全索引条目；在第四阶段等待旧事务结束后，标记本地分区索引为有效，并且释放第一阶段中加的锁。
第一方面，本发明提供了一种Opengauss平台下在线创建本地分区索引的方法，包括：
第一阶段：创建本地分区索引的数据字典，对主表和分区加锁；
第二阶段：获取分区和分区索引信息，对每一个分区上的索引创建索引条目；
第三阶段：分别对每一个分区补全索引条目；
第四阶段：等待所有旧事务结束，标记本地分区索引为有效，释放主表和分区上的锁。
进一步地，本发明方法中所述对主表和分区加锁是指对主表和分区加会话锁。
进一步地，本发明Opengauss平台下在线创建本地分区索引的方法第一阶段，创建本地分区索引的数据字典，对主表和分区加锁，包括：
(1)对分区表加4级事务锁；
(2)针对Interval分区表新增一个特殊虚拟分区，对所述特殊虚拟分区加5级事务锁；
(3)创建本地分区索引的数据字典；
(4)创建好本地分区索引的数据字典后，对分区表加4级会话锁、对特殊虚拟分区加5级会话锁、对所有分区加4级会话锁；
(5)提交当前事务。
进一步地，本发明Opengauss平台下在线创建本地分区索引的方法第二阶段，所述获取分区和分区索引信息，对每一个分区上的索引创建索引条目，包括：
(1)等待所有对分区表执行DML的事务结束；
(2)获取当前事务快照；
(3)获取分区表和本地分区索引的信息；
(4)获取所有分区oid，分别对每一个分区进行处理：
a.获取分区信息和分区上的索引信息；
b.扫描分区上当前事务快照可见的所有数据，对分区上的索引创建索引条目；
(5)设置本地分区索引为READY状态；
(6)提交当前事务。
根据本发明的一些实施例，上述方法中所述等待所有对分区表执行DML的事务结束，包括：
(1)获取与分区表5级事务锁冲突的所有事务；
(2)遍历等待上述事务结束。
进一步地，本发明Opengauss平台下在线创建本地分区索引的方法第三阶段，所述分别对每一个分区补全索引条目，包括：
(1)等待所有对分区表执行DML的事务结束；
(2)获取当前事务快照；
(3)获取分区表和本地分区索引的信息；
(4)获取所有分区oid，分别对每一个分区进行处理：
a.获取分区信息和分区上的索引信息；
b.扫描分区上索引的所有条目，并按TID排序；
c.顺序扫描分区上的所有数据，与索引条目进行归并，找出索引中缺少对应条目的分区数据；
d.向分区上的索引中写入上述分区数据对应的索引条目；
(5)提交当前事务。
根据本发明的一些实施例，上述方法中所述等待所有对分区表执行DML的事务结束，包括：
(1)获取与分区表5级事务锁冲突的所有事务；
(2)遍历等待上述事务结束。
进一步地，本发明Opengauss平台下在线创建本地分区索引的方法第四阶段，所述等待所有旧事务结束，标记本地分区索引为有效，释放主表和分区上的锁，包括：
(1)获取所有比第三阶段的事务更早的事务，并等待这些事务结束；
(2)设置本地分区索引为有效；
(3)依次释放分区、特殊虚拟分区和分区表上的会话锁。
进一步地，上述方法中所述等待所有旧事务结束，标记本地分区索引为有效，释放主表和分区上的锁，还包括：设置本地分区索引为有效之后设置分区表的信息缓存为无效。
第二方面，本发明还提供了一种Opengauss平台下在线创建本地分区索引的系统，所述系统包括：
数据字典创建模块：用于创建本地分区索引的数据字典；
加锁模块：用于对主表和分区加锁；
特殊虚拟分区创建模块：用于设置特殊虚拟分区；
事务快照获取模块：用于获取当前事务快照；
信息获取模块：用于获取分区、分区表和分区索引信息；
索引条目创建模块：用于对每一个分区上的索引创建索引条目；
索引条目补充模块：用于补全每一个分区上的索引条目；
标记模块：用于标记索引和信息的有效性；
解锁模块：用于释放主表和分区上的锁。
综上，本发明Opengauss平台下在线创建本地分区索引的方法通过在线创建本地分区索引，降低了创建索引过程中对分区表加锁的级别，使得本地分区索引创建期间仍可以对分区表进行并发增删改查等操作，从而在很大程度上避免了上层应用因表索引维护而导致的业务阻塞问题，将创建本地分区索引对上层应用业务的不利影响降到了最低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面对实施例描述中需要使用的附图作简要介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明中记载的一些实施例，而不是全部实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明方法的总体流程图。
图2为本发明方法第一阶段处理流程图。
图3为本发明方法第二阶段处理流程图。
图4为本发明方法第三阶段处理流程图。
图5为本发明方法第四阶段处理流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
同时，应理解，本发明的保护范围并不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。
实施例1：一种Opengauss平台下在线创建本地分区索引的方法(参见图1-5)，本方法包括四个阶段，现分别进行说明：
第一阶段：创建本地分区索引的数据字典，对主表和分区加锁，包括：
(1)第一阶段主要是创建本地分区索引的数据字典，但是不需要对索引创建索引条目。这个阶段会对分区表加4级事务锁，为了避免在线创建本地分区索引期间并发分区表的DDL(Add/Drop/Exchange/Truncate Partition)操作，分区表执行这些DDL时需要对分区表加的锁由3级事务锁升级为4级事务锁(4级事务锁自身冲突)。
(2)同时为了避免Interval分区表在线创建本地分区索引期间自动创建分区，需要新增一个特殊虚拟分区，对这个特殊虚拟分区加5级事务锁，在Interval分区表自动创建分区时，需要尝试对这个特殊虚拟分区加3级事务锁(3级事务锁与5级事务锁冲突)，如果这时加锁失败则报错，不允许Interval分区表在线创建本地分区索引期间自动创建分区。
(3)创建本地分区索引的数据字典。
(4)最后在创建好本地分区索引的数据字典后，需要对分区表加4级会话锁、对特殊虚拟分区加5级会话锁和对所有分区加4级会话锁(避免与Rebuild分区上的索引的DDL并发)。
(5)提交当前事务。
第二阶段：获取分区和分区索引信息，对每一个分区上的索引创建索引条目，包括：
(1)等待所有对分区表执行DML的事务结束；
a.获取与分区表5级事务锁冲突的所有事务；
b.遍历等待上述事务结束；
(2)获取当前事务快照；
(3)获取分区表和本地分区索引的信息，并分别加4级事务锁和3级事务锁；
(4)获取所有分区oid，分别对每一个分区进行处理：
a.获取分区信息和分区上的索引信息；
b.扫描分区上当前事务快照可见的所有数据，对分区上的索引创建索引条目；
(5)设置本地分区索引为READY状态；
(6)提交当前事务。
第三阶段：分别对每一个分区补全索引条目，包括：
(1)等待所有对分区表执行DML的事务结束；
a.获取与分区表5级事务锁冲突的所有事务；
b.遍历等待上述事务结束；
(2)获取当前事务快照；
(3)获取分区表和本地分区索引的信息，并分别加4级事务锁和3级事务锁；
(4)获取所有分区oid，分别对每一个分区进行处理：
a.获取分区信息和分区上的索引信息；
b.扫描分区上索引的所有条目，并按TID排序；
c.顺序扫描分区上的所有数据，与索引条目进行归并，找出索引中缺少对应条目的分区数据；
d.向分区上的索引中写入上述分区数据对应的索引条目；
(5)提交当前事务。
第四阶段：等待所有旧事务结束，标记本地分区索引为有效，释放主表和分区上的锁，包括：
(1)获取所有比第三阶段的事务更早的事务，并等待这些事务结束；
(2)设置本地分区索引为有效；
(3)设置分区表的信息缓存为无效；
(4)依次释放分区、特殊虚拟分区和分区表上的会话锁。
实施例2：一种Opengauss平台下在线创建本地分区索引的系统，所述系统包括：
数据字典创建模块：用于创建本地分区索引的数据字典；
加锁模块：用于对主表和分区加锁；
特殊虚拟分区创建模块：用于设置特殊虚拟分区；
事务快照获取模块：用于获取当前事务快照；
信息获取模块：用于获取分区、分区表和分区索引信息；
索引条目创建模块：用于对每一个分区上的索引创建索引条目；
索引条目补充模块：用于补全每一个分区上的索引条目；
标记模块：用于标记索引和信息的有效性；
解锁模块：用于释放主表和分区上的锁。
上述各模块按照实施例1技术方案运行实施。
本发明中各个实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分参见方法实施例的相关说明即可。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、替换等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种Opengauss平台下在线创建本地分区索引的方法，其特征在于，所述方法包括：
第一阶段：创建本地分区索引的数据字典，对主表和分区加锁；
第二阶段：获取分区和分区索引信息，对每一个分区上的索引创建索引条目；
第三阶段：分别对每一个分区补全索引条目；
第四阶段：等待所有旧事务结束，标记本地分区索引为有效，释放主表和分区上的锁；
所述创建本地分区索引的数据字典，对主表和分区加锁，包括：
（1）对分区表加4级事务锁；
（2）针对Interval分区表新增一个特殊虚拟分区，对所述特殊虚拟分区加5级事务锁；在Interval分区表自动创建分区时，需要尝试对这个特殊虚拟分区加3级事务锁，如果这时加锁失败则报错，不允许Interval分区表在线创建本地分区索引期间自动创建分区；
（3）创建本地分区索引的数据字典；
（4）创建好本地分区索引的数据字典后，对分区表加4级会话锁、对特殊虚拟分区加5级会话锁、对所有分区加4级会话锁；
（5）提交当前事务。
2.根据权利要求1所述的Opengauss平台下在线创建本地分区索引的方法，其特征在于，所述对主表和分区加锁是指对主表和分区加会话锁。
3.根据权利要求1所述的Opengauss平台下在线创建本地分区索引的方法，其特征在于，所述获取分区和分区索引信息，对每一个分区上的索引创建索引条目，包括：
（1）等待所有对分区表执行DML的事务结束；
（2）获取当前事务快照；
（3）获取分区表和本地分区索引的信息；
（4）获取所有分区oid，分别对每一个分区进行处理：
a. 获取分区信息和分区上的索引信息；
b. 扫描分区上当前事务快照可见的所有数据，对分区上的索引创建索引条目；
（5）设置本地分区索引为READY状态；
（6）提交当前事务。
4.根据权利要求3所述的Opengauss平台下在线创建本地分区索引的方法，其特征在于，所述等待所有对分区表执行DML的事务结束，包括：
（1）获取与分区表5级事务锁冲突的所有事务；
（2）遍历等待上述事务结束。
5.根据权利要求1所述的Opengauss平台下在线创建本地分区索引的方法，其特征在于，所述分别对每一个分区补全索引条目，包括：
（1）等待所有对分区表执行DML的事务结束；
（2）获取当前事务快照；
（3）获取分区表和本地分区索引的信息；
（4）获取所有分区oid，分别对每一个分区进行处理：
a. 获取分区信息和分区上的索引信息；
b. 扫描分区上索引的所有条目，并按TID排序；
c. 顺序扫描分区上的所有数据，与索引条目进行归并，找出索引中缺少对应条目的分区数据 ；
d. 向分区上的索引中写入上述分区数据对应的索引条目；
（5）提交当前事务。
6.根据权利要求5所述的Opengauss平台下在线创建本地分区索引的方法，其特征在于，所述等待所有对分区表执行DML的事务结束，包括：
（1）获取与分区表5级事务锁冲突的所有事务；
（2）遍历等待上述事务结束。
7.根据权利要求1所述的Opengauss平台下在线创建本地分区索引的方法，其特征在于，所述等待所有旧事务结束，标记本地分区索引为有效，释放主表和分区上的锁，包括：
（1）获取所有比第三阶段的事务更早的事务，并等待这些事务结束；
（2）设置本地分区索引为有效；
（3）依次释放分区、特殊虚拟分区和分区表上的会话锁。
8.根据权利要求7所述的Opengauss平台下在线创建本地分区索引的方法，其特征在于，所述等待所有旧事务结束，标记本地分区索引为有效，释放主表和分区上的锁，还包括：设置本地分区索引为有效之后设置分区表的信息缓存为无效。
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