Oracle 优化——位图、函数等索引介绍

时间:2022-02-07 16:21:44

一、位图索引

我将使用一个例子,来描述位图索引的存储,并分析它的优点。

Table :Loans 放贷信息

ID userId 行业投向 币种 证件类型 还本付息方式 状态
1 1 农业 人民币 身份证 等额本息还款法 已上报
2 2 农业 人民币 身份证 等本还款法 未上报
3 1 工业 人民币 护照 按季计息到期还本法 已上报
4 2 个体 人民币 身份证 等本还款法 已上报
5 5 其他 人民币 身份证 按月计息到期还本法 未上报

我对行业投向,和还本付息方式添加了位图索引

create bitmap index index_投向 on loans(行业投向);
create bitmap index index_还本付息方式 on loans(还本付息方式);

那么它会这么对位图索引进行存储:当前列的每一种值,存放在一个块中,通过0和1来标示改rownumber是否存在改值。

行业投向位图索引/还本付息方式  

值/行 第一行 第二行 第三行 第四行
农业  1  1  0  0
工业  0  0  1  0
个体  0  0  0  1
其他  0  0  0  0
值/行 第一行 第二行 第三行 第四行
等额本息还款法  1  0  0  0
等本还款法  0  1  0  0
按季计息到期还本法  0  0  1  0
按月计息到期还本法  0  0  0 1

有图可以看出, 农业、工业、个体都各以一个块来存放 所有列“自己是否为真”。

所以暂时可以得出:

1、位图索引,必须创建在“仅仅几种值的情况”。

  如果在低重复度的列上创建位图索引是很恐怖的,他将创建N多个块来存储。不论创建,还是查询,都是不聪明的。

2、位图索引,不适合放在常修改的字段列(如状态列)容易发生死锁。

  位图索引死锁情况举例

--SESSION 1(持有者)
DELETE FROM LOANS WHERE 行业投向='农业' AND status=1; ---SESSION 2(其他会话) 插入带'农业'的记录就立即被阻挡,以下三条语句都会被阻止
insert into loans(Id,投向.....) values (1,'农业',....);
update t set 投向='工业' WHERE id=25;
delete from loans WHERE 行业投向='农业'; --以下是可以进行不受阻碍的
insert into loans(Id,投向.....) values (1,'工业',....);
delete from t where gender='工业' ;
UPDATE T SET status='aa' WHERE ROWID NOT IN ( SELECT ROWID FROM T WHERE 投向='工业' ) ; --update只要不更新位图索引所在的列即可

3、索引通过 比特位 存储01,来标示真假,占用内存很小,检索效率极高。

  count(*) where 行业投向 = 农业,效率是很高的,

当采集平台完成这些金融数据采集后,金融监管部门要对信息进行分析、统计,形成报表。有位图索引效率是很好的。

具体案例

 /*
总结:本质原因:其实就是位图索引存放的是0,1的比特位,占字节数特别少。
*/ --位图索引跟踪前准备
drop table t purge;
set autotrace off
create table t as select * from dba_objects;
insert into t select * from t;
insert into t select * from t;
insert into t select * from t;
insert into t select * from t;
insert into t select * from t;
insert into t select * from t;
update t set object_id=rownum;
commit; --观察COUNT(*)全表扫描的代价
set autotrace on
set linesize 1000
select count(*) from t; ------------------------------------------
COUNT(*)
----------
4684992
执行计划
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2966233522 -------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Cost (%CPU)| Time |
-------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 20420 (11)| 00:04:06 |
| 1 | SORT AGGREGATE | | 1 | | |
| 2 | TABLE ACCESS FULL| T | 294M| 20420 (11)| 00:04:06 |
-------------------------------------------------------------------
统计信息
----------------------------------------------------------
0 recursive calls
0 db block gets
66731 consistent gets
0 physical reads
0 redo size
426 bytes sent via SQL*Net to client
415 bytes received via SQL*Net from client
2 SQL*Net roundtrips to/from client
0 sorts (memory)
0 sorts (disk)
1 rows processed --观察COUNT(*)用普通索引的代价
create index idx_t_obj on t(object_id);
alter table T modify object_id not null;
set autotrace on
select count(*) from t; COUNT(*)
----------
4684992
普通索引的执行计划
---------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Cost (%CPU)| Time |
---------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 3047 (2)| 00:00:37 |
| 1 | SORT AGGREGATE | | 1 | | |
| 2 | INDEX FAST FULL SCAN| IDX_T_OBJ | 4620K| 3047 (2)| 00:00:37 |
---------------------------------------------------------------------------
普通索引的统计信息
----------------------------------------------------------
0 recursive calls
0 db block gets
10998 consistent gets
0 physical reads
0 redo size
426 bytes sent via SQL*Net to client
415 bytes received via SQL*Net from client
2 SQL*Net roundtrips to/from client
0 sorts (memory)
0 sorts (disk)
1 rows processed --观察COUNT(*)用位图索引的代价(注意,这里我们特意取了status这个重复度很高的列做索引)
create bitmap index idx_bitm_t_status on t(status);
select count(*) from t; SQL> select count(*) from t; COUNT(*)
----------
4684992 位图索引的执行计划
-------------------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Cost (%CPU)| Time |
-------------------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 115 (0)| 00:00:02 |
| 1 | SORT AGGREGATE | | 1 | | |
| 2 | BITMAP CONVERSION COUNT | | 4620K| 115 (0)| 00:00:02 |
| 3 | BITMAP INDEX FAST FULL SCAN| IDX_BITM_T_STATUS | | | |
-------------------------------------------------------------------------------------------
位图索引的统计信息
----------------------------------------------------------
0 recursive calls
0 db block gets
125 consistent gets
0 physical reads
0 redo size
426 bytes sent via SQL*Net to client
415 bytes received via SQL*Net from client
2 SQL*Net roundtrips to/from client
0 sorts (memory)
0 sorts (disk)
1 rows processed

位图索引与普通索引比较以及执行计划

二、反向索引

假如 我现在有些ID  100001,100002,100003,100004,100005 ,那么反向索引 ,他的索引创建的就是  100001,200001,300001,400001,500001。 由于序列本身有序,会根据范围放在不同的叶子块中

详见:索引,组合索引篇    那么索引就被放在不同的快中,有效的减少了热快争用。

Oracle 优化——位图、函数等索引介绍

再看一下这张图, 最下面就是叶子块  ,100001 和200001 和300001 会放在不同的块中,而一般常常会频繁的访问近期的数据,那么由于他们在不同的块中,在索引进行检索的时候,能够有效的减少资源竞争。

创建反向索引的sql

---反向索引
create index rev_index on t(column) reverse; ---将反向索引转换成普通索引。
alter index rev_index rebuild noreverse;

2、反向索引,在进行范围查询的时候无效,

3、反向索引无序了,所以无法走索引排序,

三、函数索引

我们现在,有一个场景:有一列数据是有大小写的,但是查询的时候,不需要区分大小写。

那么语句只能这么写    select * from t  where upper(object_name)='T' ;

首先有一个常识,就是  走了函数查询,不会走索引。 就像有些查询 列的类型与值类型不匹,会进行值类型函数转换,然后无法进行索引查询。

eg: id为varchar类型  而查询语句为:select * from t where id = 1。  由于数据字段为varchar类型,而参数为number 类型,故会进行值类型转换。检索就走了全表扫描。

那么如何实现场景需求呢? 只能让函数索引一展身手:

create index idx_func_ojbnam on t( upper(object_name) );

upper()是Oracle内部函数

现在   select * from t  where upper(object_name)='T' ;   这条语句就能走上索引。

请看具体案例

 --测函数索引前准备
drop table t purge;
create table t as select * from dba_objects;
create index idx_object_id on t(object_id);
create index idx_object_name on t(object_name);
create index idx_created on t(created); --对列做UPPER操作,无法用到索引
set autotrace traceonly
set linesize 1000
---以下语句由于列运算,所以走的是全表扫描
select * from t where upper(object_name)='T' ;
执行计划
--------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
--------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 12 | 2484 | 293 (1)| 00:00:04 |
|* 1 | TABLE ACCESS FULL| T | 12 | 2484 | 293 (1)| 00:00:04 |
--------------------------------------------------------------------------
统计信息
----------------------------------------------------------
0 recursive calls
0 db block gets
1049 consistent gets
0 physical reads
0 redo size
1500 bytes sent via SQL*Net to client
415 bytes received via SQL*Net from client
2 SQL*Net roundtrips to/from client
0 sorts (memory)
0 sorts (disk)
2 rows processed --去掉列的UPPER操作后立即用索引
select * from t where object_name='T' ;
执行计划
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 1138138579 -----------------------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
-----------------------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 2 | 414 | 4 (0)| 00:00:01 |
| 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| T | 2 | 414 | 4 (0)| 00:00:01 |
|* 2 | INDEX RANGE SCAN | IDX_OBJECT_NAME | 2 | | 3 (0)| 00:00:01 |
-----------------------------------------------------------------------------------------------
统计信息
----------------------------------------------------------
0 recursive calls
0 db block gets
6 consistent gets
0 physical reads
0 redo size
1506 bytes sent via SQL*Net to client
415 bytes received via SQL*Net from client
2 SQL*Net roundtrips to/from client
0 sorts (memory)
0 sorts (disk)
2 rows processed --如果必须用upper的条件,那你想用到索引,就得去建函数索引
create index idx_func_ojbnam on t(upper(object_name));
--继续执行,终于走索引了。 select * from t where upper(object_name)='T' ;
执行计划
-----------------------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
-----------------------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 775 | 206K| 152 (0)| 00:00:02 |
| 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| T | 775 | 206K| 152 (0)| 00:00:02 |
|* 2 | INDEX RANGE SCAN | IDX_FUNC_OJBNAM | 310 | | 3 (0)| 00:00:01 |
-----------------------------------------------------------------------------------------------
统计信息
----------------------------------------------------------
0 recursive calls
0 db block gets
6 consistent gets
0 physical reads
0 redo size
1500 bytes sent via SQL*Net to client
415 bytes received via SQL*Net from client
2 SQL*Net roundtrips to/from client
0 sorts (memory)
0 sorts (disk)
2 rows processed

场景中使用函数索引的案例实战(可以直接运行)

 /*
结论:什么类型就放什么值,否则会发生类型转换,导致系能问题!
(是存放字符的字段就设varchar2类型,是存放数值的字段就设置number类型,是存放日期的字段就设置date类型)
这里的案例宏中
select * from t_col_type where id=6; 用不到索引,要改成select * from t_col_type where id='6';
如果送来的参数无法保证是'6',只能写成select * from t_col_type where to_number(id)=6;并且建to_number(id)的函数索引
方可,这是很无奈的事。 */ --举例说明:
drop table t_col_type purge;
create table t_col_type(id varchar2(20),col2 varchar2(20),col3 varchar2(20));
insert into t_col_type select rownum,'abc','efg' from dual connect by level<=10000;
commit;
create index idx_id on t_col_type(id);
set linesize 1000
set autotrace traceonly select * from t_col_type where id=6; 执行计划
--------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
--------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 36 | 9 (0)| 00:00:01 |
|* 1 | TABLE ACCESS FULL| T_COL_TYPE | 1 | 36 | 9 (0)| 00:00:01 |
--------------------------------------------------------------------------------
1 - filter(TO_NUMBER("ID")=6)
统计信息
----------------------------------------------------------
0 recursive calls
0 db block gets
32 consistent gets
0 physical reads
0 redo size
540 bytes sent via SQL*Net to client
415 bytes received via SQL*Net from client
2 SQL*Net roundtrips to/from client
0 sorts (memory)
0 sorts (disk)
1 rows processed --实际上只有如下写法才可以用到索引,这个很不应该,是什么类型的取值就设置什么样的字段。 select * from t_col_type where id='';
执行计划
------------------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
------------------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 36 | 2 (0)| 00:00:01 |
| 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| T_COL_TYPE | 1 | 36 | 2 (0)| 00:00:01 |
|* 2 | INDEX RANGE SCAN | IDX_ID | 1 | | 1 (0)| 00:00:01 |
------------------------------------------------------------------------------------------
2 - access("ID"='')
统计信息
----------------------------------------------------------
0 recursive calls
0 db block gets
4 consistent gets
0 physical reads
0544 bytes sent via SQL*Net to client
415 bytes received via SQL*Net from client
2 SQL*Net roundtrips to/to/from client
0 sorts (memory)
0 sorts (disk)
1 rows processed create index idx_func_tonumber_id on t_col_type(to_number(id));
select * from t_col_type where to_number(id)=6;
lt;span style="color: #008080;">75 ----------------------------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
77t;>| Time |
----------------------------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 100 | 4900 | 2 (0)| 00:00:01 |
| 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| T_COL_TYPE | 100 | 4900 | 2 (0)| 00:00:01 |
|* 2 | INDEX RANGE SCAN | IDX_FUNC_TONUMBER_ID | 40 | | 1 (0)| 00:00:01 |
----------------------------------------------------------------------------------------------------
2 - access(TO_NUMBER("ID")=6)
统计信息
----------------------------------------------------------
0 recursive calls
0 db block gets
4 consistent gets
0 physical reads
0 redo size
540 bytes sent via SQL*Net to client
416 bytes received via SQL*Net from client
2 SQL*Net roundtrips to/from client
0 sorts (memory)
0 sorts (disk)
1 rows processed

列类型不匹配导致无法走索引的案例实战

2、自定义函数索引

首先创建一个自定义函数让 id-1 的形式创建序列,当然没什么意义。

create or replace function f_minus1(i int)
return int DETERMINISTIC
is
begin
return(i-1);
end;
create index idx_test on test (f_minus1(object_id));
DETERMINISTIC关键字很重要

四、全文检索

干、、写了四个小时,Google 浏览器崩溃了。