示例
下面来看一个示例表PARTICIPANT,该表包含了来自个人的调查数据。列Age_Code、Income_Level、Education_Level和Marital_Status都包括了各自的位图索引。下图显示了每个直方图中的数据平衡情况,以及对访问每个位图索引的查询的执行路径。图中的执行路径显示了有多少个位图索引被合并,可以看出性能得到了显著的提高。
如上图图所示,优化器依次使用4个单独的位图索引,这些索引的列在WHERE子句中被引用。每个位图记录指针(例如0或1),用于指示表中的哪些行包含位图中的已知值。有了这些信息后,Oracle就执行BITMAP AND操作以查找将从所有4个位图中返回哪些行。该值然后被转换为ROWID值,并且查询继续完成剩余的处理工作。注意,所有4个列都有非常低的基数,使用索引可以非常快速地返回匹配的行。
技巧:在一个查询中合并多个位图索引后,可以使性能显著提高。位图索引使用固定长度的数据类型要比可变长度的数据类型好。较大尺寸的块也会提高对位图索引的存储和读取性能。
下面的查询可显示索引类型。
SQL> select index_name, index_type from user_indexes;
INDEX_NAME INDEX_TYPE
------------------------------ ----------------------
TT_INDEX NORMAL
IX_CUSTADDR_TP NORMAL
B树索引作为NORMAL列出;而位图索引的类型值为BITMAP。
技巧:如果要查询位图索引列表,可以在USER _INDEXES视图中查询index_type列。
建议不要在一些联机事务处理(OLTP)应用程序中使用位图索引。B树索引的索引值中包含ROWID,这样Oracle就可以在行级别上锁定索引。位图索引存储为压缩的索引值,其中包含了一定范围的ROWID,因此Oracle必须针对一个给定值锁定所有范围内的ROWID。这种锁定类型可能在某些DML语句中造成死锁。SELECT语句不会受到这种锁定问题的影响。
位图索引的使用限制:
基于规则的优化器不会考虑位图索引。
当执行ALTER TABLE语句并修改包含有位图索引的列时,会使位图索引失效。
位图索引不包含任何列数据,并且不能用于任何类型的完整性检查。
位图索引不能被声明为唯一索引。
位图索引的最大长度为30。
技巧:不要在繁重的OLTP环境中使用位图索引
2.3 HASH索引
使用HASH索引必须要使用HASH集群。建立一个集群或HASH集群的同时,也就定义了一个集群键。这个键告诉Oracle如何在集群上存储表。在存储数据时,所有与这个集群键相关的行都被存储在一个数据库块上。如果数据都存储在同一个数据库块上,并且将HASH索引作为WHERE子句中的确切匹配,Oracle就可以通过执行一个HASH函数和I/O来访问数据——而通过使用一个二元高度为4的B树索引来访问数据,则需要在检索数据时使用4个I/O。如下图所示,其中的查询是一个等价查询,用于匹配HASH列和确切的值。Oracle可以快速使用该值,基于HASH函数确定行的物理存储位置。
HASH索引可能是访问数据库中数据的最快方法,但它也有自身的缺点。集群键上不同值的数目必须在创建HASH集群之前就要知道。需要在创建HASH集群的时候指定这个值。低估了集群键的不同值的数字可能会造成集群的冲突(两个集群的键值拥有相同的HASH值)。这种冲突是非常消耗资源的。冲突会造成用来存储额外行的缓冲溢出,然后造成额外的I/O。如果不同HASH值的数目已经被低估,您就必须在重建这个集群之后改变这个值。
ALTER CLUSTER命令不能改变HASH键的数目。HASH集群还可能浪费空间。如果无法确定需要多少空间来维护某个集群键上的所有行,就可能造成空间的浪费。如果不能为集群的未来增长分配好附加的空间,HASH集群可能就不是最好的选择。如果应用程序经常在集群表上进行全表扫描,HASH集群可能也不是最好的选择。由于需要为未来的增长分配好集群的剩余空间量,全表扫描可能非常消耗资源。
在实现HASH集群之前一定要小心。您需要全面地观察应用程序,保证在实现这个选项之前已经了解关于表和数据的大量信息。通常,HASH对于一些包含有序值的静态数据非常有效。
技巧:HASH索引在有限制条件(需要指定一个确定的值而不是一个值范围)的情况下非常有用。
2.4 索引组织表
索引组织表会把表的存储结构改成B树结构,以表的主键进行排序。这种特殊的表和其他类型的表一样,可以在表上执行所有的DML和DDL语句。由于表的特殊结构,ROWID并没有被关联到表的行上。
对于一些涉及精确匹配和范围搜索的语句,索引组织表提供了一种基于键的快速数据访问机制。基于主键值的UPDATE和DELETE语句的性能也同样得以提高,这是因为行在物理上有序。由于键列的值在表和索引中都没有重复,存储所需要的空间也随之减少。
如果不会频繁地根据主键列查询数据,则需要在索引组织表中的其他列上创建二级索引。不会频繁根据主键查询表的应用程序不会了解到使用索引组织表的全部优点。对于总是通过对主键的精确匹配或范围扫描进行访问的表,就需要考虑使用索引组织表。
技巧:可以在索引组织表上建立二级索引。
2.5 反转键索引
当载入一些有序数据时,索引肯定会碰到与I/O相关的一些瓶颈。在数据载入期间,某部分索引和磁盘肯定会比其他部分使用频繁得多。为了解决这个问题,可以把索引表空间存放在能够把文件物理分割在多个磁盘上的磁盘体系结构上。
为了解决这个问题,Oracle还提供了一种反转键索引的方法。如果数据以反转键索引存储,这些数据的值就会与原先存储的数值相反。这样,数据1234、1235和1236就被存储成4321、5321和6321。结果就是索引会为每次新插入的行更新不同的索引块。
技巧:如果您的磁盘容量有限,同时还要执行大量的有序载入,就可以使用反转键索引。
不可以将反转键索引与位图索引或索引组织表结合使用。因为不能对位图索引和索引组织表进行反转键处理。
2.6 基于函数的索引
可以在表中创建基于函数的索引。如果没有基于函数的索引,任何在列上执行了函数的查询都不能使用这个列的索引。例如,下面的查询就不能使用JOB列上的索引,除非它是基于函数的索引:
select * from emp where UPPER(job) = 'MGR';
下面的查询使用JOB列上的索引,但是它将不会返回JOB列具有Mgr或mgr值的行:
select * from emp where job = 'MGR';
可以创建这样的索引,允许索引访问支持基于函数的列或数据。可以对列表达式UPPER(job)创建索引,而不是直接在JOB列上建立索引,如:
create index EMP$UPPER_JOB on emp(UPPER(job));
尽管基于函数的索引非常有用,但在建立它们之前必须先考虑下