Oracle Index 三讲_Oracle教程

　　索引( Index )是常见的数据库对象，它的设置好坏、使用是否得当，极大地影响数据库应用程序和Database 的性能。虽然有许多资料讲索引的用法， DBA 和 Developer 们也经常与它打交道，但笔者发现，还是有不少的人对它存在误解，因此针对使用中的常见问题，讲三个问题。此文所有示例所用的数据库是 Oracle 8.1.7 OPS on HP N series ,示例全部是真实数据，读者不需要注重具体的数据大小，而应注重在使用不同的方法后，数据的比较。本文所讲基本都是陈词滥调，但是笔者试图通过实际的例子，来真正让您明白事情的要害。　
　　　
　　一讲，索引并非总是最佳选择　
　　假如发现Oracle 在有索引的情况下，没有使用索引，这并不是Oracle 的优化器出错。在有些情况下，Oracle 确实会选择全表扫描（Full Table Scan）,而非索引扫描（Index Scan）。这些情况通常有：　
　　1, 表未做statistics, 或者 statistics 陈旧，导致 Oracle 判定失误。　
　　2, 根据该表拥有的记录数和数据块数，实际上全表扫描要比索引扫描更快。　
　　　
　　对第1种情况，最常见的例子，是以下这句sql 语句：　
　　select count(*) from mytable;　
　　在未作statistics 之前，它使用全表扫描，需要读取6000多个数据块（一个数据块是8k）, 做了statistics 之后，使用的是 INDEX (FAST FULL SCAN) ，只需要读取450个数据块。但是，statistics 做得不好，也会导致Oracle 不使用索引。　
　　　
　　第2种情况就要复杂得多。一般概念上都认为索引比表快，比较难以理解什么情况下全表扫描要比索引扫描快。为了讲清楚这个问题，这里先介绍一下Oracle 在评估使用索引的代价（cost）时两个重要的数据：CF(Clustering factor) 和 FF(Filtering factor).　
　　CF: 所谓 CF, 通俗地讲，就是每读入一个索引块，要对应读入多少个数据块。　
　　FF: 所谓 FF, 就是该sql 语句所选择的结果集，占总的数据量的百分比。　
　　大约的计算公式是：FF * (CF + 索引块个数) ，由此估计出，一个查询，假如使用某个索引，会需要读入的数据块块数。需要读入的数据块越多，则 cost 越大，Oracle 也就越可能不选择使用 index. （全表扫描需要读入的数据块数等于该表的实际数据块数）　
　　其核心就是， CF 可能会比实际的数据块数量大。CF 受到索引中数据的排列方式影响，通常在索引刚建立时，索引中的记录与表中的记录有良好的对应关系，CF 都很小；在表经过大量的插入、修改后，这种对应关系越来越乱，CF 也越来越大。此时需要 DBA 重新建立或者组织该索引。　
　　假如某个sql 语句以前一直使用某索引，较长时间后不再使用，一种可能就是 CF 已经变得太大，需要重新整理该索引了。　
　　FF 则是Oracle 根据 statistics 所做的估计。比如, mytables 表有32万行，其主键myid的最小值是1，最大值是409654，考虑以下sql 语句：　
　　Select * from mytables where myid>=1; 和　
　　Select * from mytables where myid>=400000　
　　这两句看似差不多的 sql 语句，对Oracle 而言，却有巨大的差别。因为前者的 FF 是100%，而后者的 FF 可能只有 1%。假如它的CF 大于实际的数据块数，则Oracle 可能会选择完全不同的优化方式。而实际上，在我们的数据库上的测试验证了我们的猜测. 以下是在HP 上执行时它们的 eXPlain plan:　
　　第一句：　
　　SQL> select * from mytables where myid>=1;　
　　　
　　已选择325917行。　
　　Execution Plan　
　　----------------------------------------------------------　
　　0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE (Cost=3132 Card=318474 Byt es=141402456)　
　　1 0 TABLE Access (FULL) OF 'MYTABLES' (Cost=3132 Card=318474 Byt es=141402456)　
　　Statistics　
　　----------------------------------------------------------　
　　7 recursive calls　
　　89 db block gets　
　　41473 consistent gets　
　　19828 physical reads　
　　0 redo size　
　　131489563 bytes sent via SQL*Net to client　
　　1760245 bytes received via SQL*Net from client　
　　21729 SQL*Net roundtrips to/from client　
　　1 sorts (memory)　
　　0 sorts (disk)　
　　325917 rows processed　
　　　
　　第二句：　
　　　
　　Execution Plan　
　　----------------------------------------------------------　
　　0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE (Cost=346 Card=663 Bytes=2 94372)　
　　1 0 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'MYTABLES' (Cost=346 Card=663　
　　Bytes=294372)　
　　2 1 INDEX (RANGE SCAN) OF 'PK_MYTABLES' (UNIQUE) (Cost=5 Card=663)　
　　　
　　Statistics　
　　----------------------------------------------------------　
　　1278 recursive calls　
　　0 db block gets　
　　6647 consistent gets　
　　292 physical reads　
　　0 redo size　
　　3544898 bytes sent via SQL*Net to client　
　　42640 bytes received via SQL*Net from client　
　　524 SQL*Net roundtrips to/from client　
　　1 sorts (memory)　
　　0 sorts (disk)　
　　7838 rows processed　
　　　
　　显而易见，第1句没有使用索引，第2句使用了主键索引pk_mytables. FF的巨大影响由此可见一斑。
由此想到，我们在写sql 语句时，假如预先估计一下 FF, 你就几乎可以预见到 Oracle 会否使用索引。　
　　　
　　二讲，索引也有好坏　　
　　索引有 B tree 索引， Bitmap 索引， Reverse b tree 索引，等。最常用的是 B tree 索引。 B 的全称是Balanced , 其意义是，从 tree 的 root 到任何一个leaf ，要经过同样多的 level. 索引可以只有一个字段（Single column）, 也可以有多个字段（Composite）,最多32个字段，8I 还支持 Function-based index. 许多developer 都倾向于使用单列B 树索引。　
　　所谓索引的好坏是指：　
　　1，索引不是越多越好。非凡是大量从来或者几乎不用的索引，对系统只有损害。OLTP系统每表超过5个索引即会降低性能，而且在一个sql 中， Oracle 从不能使用超过 5个索引。　
　　2，很多时候，单列索引不如复合索引有效率。　
　　3，用于多表连结的字段，加上索引会很有作用。　
　　那么，在什么情况下单列索引不如复合索引有效率呢？有一种情况是显而易见的，那就是，当sql 语句所查询的列，全部都出现在复合索引中时，此时由于 Oracle 只需要查询索引块即可获得所有数据，当然比使用多个单列索引要快得多。（此时，这种优化方式被称为 Index only access path）　
　　除此之外呢？我们还是来看一个例子吧：　
　　在 HP（Oracle 8.1.7）上执行以下语句：　
　　select count(1) from mytabs where coid>=130000 and issuedate >= to_date ('2001-07-20', 'yyyy-mm-dd')。　
　　一开始，我们有两个单列索引：I_mytabs1(coid), I_mytabs2(issuedate), 下面是执行情况：　
　　　
　　COUNT(1)　
　　----------　
　　6427　
　　　
　　Execution Plan　
　　----------------------------------------------------------　
　　0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE (Cost=384 Card=1 Bytes=11)　
　　1 0 SORT (AGGREGATE)　
　　2 1 TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF 'T_MYTABS' (Cost=384 Card　
　　=126 Bytes=1386)　
　　3 2 INDEX (RANGE SCAN) OF 'I_MYTABS2' (NON-UNIQUE) (Cost=11　
　　Card=126)　
　　　
　　Statistics　
　　----------------------------------------------------------　
　　172 recursive calls　
　　1 db block gets　
　　5054 consistent gets　
　　2206 physical reads　
　　0 redo size　
　　293 bytes sent via SQL*Net to client　
　　359 bytes received via SQL*Net from client　
　　2 SQL*Net roundtrips to/from client　
　　5 sorts (memory)　
　　0 sorts (disk)　
　　1 rows processed　
　　可以看到，它读取了7000个数据块来获得所查询的 6000多行。　
　　现在，去掉这两个单列索引，增加一个复合索引I_mytabs_test ( coid, issuedate), 重新执行，结果如下：　
　　COUNT(1)　
　　----------　
　　6436　
　　　
　　Execution Plan　
　　----------------------------------------------------------　
　　0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE (Cost=3 Card=1 Bytes=11)　
　　1 0 SORT (AGGREGATE)　
　　2 1 INDEX (RANGE SCAN) OF 'I_MYTABS_TEST' (NON-UNIQUE) (Cost=3 Card=126 Bytes=1386)　
　　　
　　Statistics　
　　----------------------------------------------------------　
　　806 recursive calls　
　　5 db block gets　
　　283 consistent gets　
　　76 physical reads　
　　0 redo size　
　　293 bytes sent via SQL*Net to client　
　　359 bytes received via SQL*Net from client　
　　2 SQL*Net roundtrips to/from client　
　　3 sorts (memory)　
　　0 sorts (disk)　
　　1 rows processed　
　　可以看到，这次只读取了300个数据块。　
　　7000块对300块，这就是在这个例子中，单列索引与复合索引的代价之比。这个例子提示我们，在许多情况下，单列索引不如复合索引有效率。　
　　可以说，在索引的设置问题上，其实有许多工作可以做。正确地