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11.1 Oracle索引概述

Oracle 9i 10g编程艺术:深入数据库体系结构

Oracle提供了多种不同类型的索引以供使用。简单地说,Oracle中包括如下索引: B*树索引:这些是我所说的“传统“索引。到目前为止,这是Oracle和大多数其他数据库中最常用
的索引。B*树的构造类似于二叉树,能根据键提供一行或一个行集的快速访问,通常只需很少的读操作就
能找到正确的行。不过,需要注意重要的一点,”B*树“中的”B“不代表二叉(binary),而代表平衡(balanced)。 B*树索引并不是一颗二叉树,这一点在介绍如何在磁盘上物理地存储B*树时就会了解到。B*树索引有以下 子类型:
索引组织表(index organized table):索引组织表以B*树结构存储。堆表的数据行是以一种无组 织的方式存储的(只要有可用的空间,就可以放数据),而IOT与之不同,IOT中的数据要按主键的顺序存 储和排序。对应用来说,IOT表现得与“常规“表并无二致;需要使用SQL来正确地访问IOT。IOT对信息 获取、空间系统和OLAP应用最为有用。IOT在上一章已经详细地讨论过。
B*树聚簇索引(B*tree cluster index)这些是传统B*树索引的一个变体(只是稍有变化)。B*树聚 簇索引用于对聚簇键建立索引(见第11.章中“索引聚簇表“一节),所以这一章不再讨论。在传统B*树中 , 键都指向一行;而B*树聚簇不同,一个聚簇键会指向一个块,其中包含与这个聚簇键相关的多行。
降序索引(descending index):降序索引允许数据在索引结构中按“从大到小“的顺序(降序)排 序,而不是按”从小到大“的顺序(升序)排序。我们会解释为什么降序索引很重要,并说明降序索引如 何工作。
反向键索引(reverse key index):这也是 B*树索引,只不过键中的字节会“反转“。利用反向键 索引,如果索引中填充的是递增的值,索引条目在索引中可以得到更均匀的分布。例如,如果使用一个序 列来生成主键,这个序列将生成诸如987500、987501、987502等值。这些值是顺序的,所以倘若使用一个 传统的B*树索引,这些值就可能放在同一个右侧块上,这就加剧了对这一块的竞争。利用反向键,Oracle 则会逻辑地对205789、105789、005789 等建立索引。Oracle将数据放在索引中之前,将先把所存储数据 的字节反转,这样原来可能在索引中相邻放置的值在字节反转之后就会相距很远。通过反转字节,对索引 的插入就会分布到多个块上。
位图索引(bitmap index):在一颗 B*树中,通常索引条目和行之间存在一种一对一的关系:一个索 引条目就指向一行。而对于位图索引,一个索引条目则使用一个位图同时指向多行。位图索引适用于高度 重复而且通常只读的数据(高度重复是指相对于表中的总行数,数据只有很少的几个不同值)。考虑在一个 有100万行的表中,每个列只有3个可取值:Y、N和NULL。举例来说,如果你需要频繁地统计多少行有值 Y,这就很适合建立位图索引。不过并不是说如果这个表中某一列有11.000个不同的值就不能建立位图索 引,这一列当然也可以建立位图索引。在一个OLTP数据库中,由于存在并发性相关的问题,所以不能考虑 使用位图索引(后面我们就会讨论这一点)。注意,位图索引要求使用Oracle企业版或个人版。
位图联结索引(bitmap join index):这为索引结构(而不是表)中的数据提供了一种逆规范化的方 法。例如,请考虑简单的EMP和DEPT表。有人可能会问这样一个问题:“多少人在位于波士顿的部门工作? “EMP 有一个指向 DEPT的外键,要想统计 LOC 值为 Boston的部门中的员工人数,通常必须完成表联结, 将LOC列联结至EMP记录来回答这个问题。通过使用位图联结索引,则可以在EMP表上对LOC列建立索引。
基于函数的索引(function-based index):这些就是 B*树索引或位图索引,它将一个函数计算得到 的结果存储在行的列中,而不是存储列数据本身。可以把基于函数的索引看作一个虚拟列(或派生列)上 的索引,换句话说,这个列并不物理存储在表中。基于函数的索引可以用于加快形如 SELECT * FROM T WHERE FUNCTION(DATABASE_COLUMN) = SAME_VALUE 这样的查询,因为值FUNCTION(DATABASE_COLUMN)已经提前计 算并存储在索引中。
应用域索引(application domain index):应用域索引是你自己构建和存储的索引,可能存储在 Oracle中,也可能在Oracle之外。你要告诉优化器索引的选择性如何,以及执行的开销有多大,优化器 则会根据你提供的信息来决定是否使用你的索引。Oracle文本索引就是应用域索引的一个例子;你也可以 使用构建Oracle文本索引所用的工具来建立自己的索引。需要指出,这里创建的“索引“不需要使用传统 的索引结构。例如,Oracle文本索引就使用了一组表来实现其索引概念。
可以看到,可供选择的索引类型有很多。在下面几节中,我将提供有关的一些技术细节来说明某种索 引如何工作,以及应该何时使用这些索引。需要重申一遍,在此不会涵盖某些与DBA 相关的主题。例如, 我们不打算讨论在线重建索引的原理;而会把重点放在与应用相关的实用细节上。