Oracle索引

1. 索引简介
索引特点 ：
第一、通过创建唯一性索引，可以保证数据库表中每一行数据的唯一性。
第二、可以大大加快数据的检索速度，这也是创建索引的最主要的原因。
第三、可以加速表和表之间的连接，特别是在实现数据的参考完整性方面特别有意义。
第四、在使用分组和排序子句进行数据检索时，同样可以显著减少查询中分组和排序的时间。
第五、通过使用索引，可以在查询的过程中，使用优化隐藏器，提高系统的性能。

索引不足 ：
第一、创建索引和维护索引要耗费时间，这种时间随着数据量的增加而增加。
第二、索引需要占物理空间，除了数据表占数据空间之外，每一个索引还要占一定的物理空间，如果要建立聚簇索引，那么需要的空间就会更大。
第三、当对表中的数据进行增加、删除和修改的时候，索引也要动态的维护，这样就降低了数据的维护速度。

应该建索引的列 ：
第一、在经常需要搜索的列上，可以加快搜索的速度。
第二、在作为主键的列上，强制该列的唯一性和组织表中数据的排列结构。
第三、在经常用在连接的列上，这些列主要是一些外键，可以加快连接的速度。
第四、在经常需要根据范围进行搜索的列上创建索引，因为索引已经排序，其指定的范围是连续的。
第五、在经常需要排序的列上创建索引，因为索引已经排序，这样查询可以利用索引的排序，加快排序查询时间。
第六、在经常使用在WHERE子句中的列上面创建索引，加快条件的判断速度。

不应该建索引的列 ：
第一、对于那些在查询中很少使用或者参考的列不应该创建索引。这是因为既然这些列很少使用，因此有无索引，并不能提高查询速度。相反，由于增加了索引，反而降低了系统的维护速度和增大了空间需求。
第二、对于那些只有很少数据值的列也不应该增加索引。这是因为，由于这些列的取值很少，例如人事表的性别列，在查询的结果中，结果集的数据行占了表中数据行的很大比例，即需要在表中搜索的数据行的比例很大，增加索引，并不能明显加快检索速度。
第三、对于那些定义为blob（二进制大对象）数据类型的列不应该增加索引。这是因为，这些列的数据量要么相当大，要么取值很少。
第四、当修改性能远远大于检索性能时，不应该创建索引。这是因为，修改性能和检索性能是互相矛盾的。当增加索引时，会提高检索性能，但是会降低修改性能。当减少索引时，会提高修改性能，降低检索性能。因此，当修改性能远远大于检索性能时，不应该创建索引。

2. 索引分类
（1）B树索引
  B树索引是Oracle中默认并且最常用的索引，B树索引的组织结构类似于一棵树，其中主要数据都集中在叶子节点上，每个叶子节点中包括索引列的值和记录行对应的物理地址ROWID。它通过在索引中保存排过序的索引列的值，以及数据行的ROWID来实现快速查找。采用B树索引可以确保无论索引条目位于何处，Oracle都只需要花费相同的I/O就可以获取它。
  建议，当一个列的所有取值数与表的行数之间的比例小于1%时，就不适合在该列上创建B树索引。


（2）位图索引
  位图索引不同于B树索引，它不存储ROWID值，也不存储键值，主要用于低基数列（如性别，只有男和女两种值）上创建索引。在为表中的低基数列创建位图索引时，系统将对表进行一次全面扫描，为低基数列的各个取值构建“图表”（相当于为每个值增加一列），扫描的同时还将创建位图记录，记录中各行的顺序与它在表中的顺序相同。在位图索引的图表中，1表示“是，该值存在于这一行中“，0表示”否，该值不存在于这一行中“，虽然1和0不能作为指向行的指针，但是，由于图表中1和0的位置与表行的位置是相对应的。如果给定起始和终止ROWID，则可以计算出表中的物理位置。


（3）反向键索引
  反向键索引是一种特殊的B树索引，适用于含有序列数的列上创建索引。B树索引会随着数据行的不断增加以及原有行的不断删除而变得越来越不均匀，新添加的行会占据最后的叶子节点，而不会去占据已经删除了的空节点。反向键索引的工作原理是如果用户使用序列编号在表中添加新的记录，首先将索引键值每个字节反向，将反向的值作为索引。从而使得新的数据在值的范围分布上比原来更均匀。

（4）基于函数的索引
  基于函数的索引只是常规的B树索引，只不过它存放的数据是由表中的数据应用函数后得到的，而不是直接存放表中的数据本身。

3. Oracle索引创建
语法：
CREATE [UNIUQE | BITMAP] INDEX <schema>.<index_name>
      ON <schema>.<table_name>
           (<column_name> | <expression>] [ASC | DESC, [<column_name> | <expression> ASC | DESC,...])
      [TABLESPACE <tablespace_name>]
      [STORAGE <storage_settings>]
      [LOGGING | NOLOGGING]
      [COMPUTE STATISTICS]
      [NOCOMPRESS | COMPRESS<nn>
      [NOSORT | REVERSE]
      [PARTITION | GLOBAL PARTITION<partition_setting>]
说明：
1）UNIQUE | BITMAP：指定UNIQUE为唯一值索引，BITMAP为位图索引，如果都省略，则默认创建B树索引
2）<column_name> | <expression> ASC | DESC：可以对多列进行联合索引，当为expression时即“基于函数的索引”
3）TABLESPACE：指定存放索引的表空间(索引和原表不在一个表空间时效率更高)
4）STORAGE：可进一步设置表空间的存储参数
5）LOGGING | NOLOGGING：是否对索引创建相应的日志(对大表尽量使用NOLOGGING来减少占用空间并提高效率)
6）COMPUTE STATISTICS：创建新索引时收集统计信息
7）NOCOMPRESS | COMPRESS<nn>：是否使用“键压缩”(使用键压缩可以删除一个键列中出现的重复值)
8）NOSORT | REVERSE：NOSORT表示与表中相同的顺序创建索引，REVERSE表示相反顺序存储索引值
9）PARTITION | NOPARTITION：可以在分区表和未分区表上对创建的索引进行分区

（1）创建B树索引
创建普通索引语法：CREATE INDEX 列名_INDEX ON 表名(列名) TABLESPACE 表空间;
默认情况下，当用户为表定义一个主键时，系统将自动为该列创建一个B树索引，另外当一个列已经包含索引时，则无法再在该列上创建索引。

创建唯一索引语法：CREATE UNIQUE INDEX 列名_INDEX ON 表名(列名) TABLESPACE 表空间;
当一个列被定义了UNIQUE约束时，Oracle会自动为该列创建唯一索引。

创建复合索引语法：CREATE INDEX 列名1_列名2_INDEX ON 表名(列名1, 列名2) TABLESPACE 表空间;
通常，将在查询语句的WHERE子名中经常使用的列放在前面。在复合索引上可以使用键压缩（COMPRESS），可以节省存储索引的空间。

（2）创建位图索引
语法：CREATE BITMAP INDEX 列名_BITMAP_INDEX ON 表名(列名) TABLESPACE 表空间;
位图索引适用于表中基数较小的列上创建，在表上放置单独的位图索引是没有意义的，只有对多个列建立位图索引，系统才可以有效地利用它们提高查询的速度，当在多个列上进行查询时，Oracle对这些列上的位图进行布尔AND和OR运算，最终找到所需要的结果。位图索引不能是唯一索引。

（3）创建反向键索引
语法：CREATE INDEX 列名_REVERSE_INDEX ON 表名(列名) REVERSE TABLESPACE 表空间;
反向键索引适用于在表中严格排序的列上创建，在查询时，用户只需要像常规方式一样查询数据，而不需要关心键的反向处理，系统会自动完成该处理。

（4）创建基于函数的索引
语法：CREATE INDEX EDATE_FUNC_INDEX ON 表名(TO_CHAR(EDATE, 'YYYY-MM-DD')) TABLESPACE 表空间;
  创建基于函数的索引，可以提高在查询条件中使用函数和表达式时查询的执行速度。创建上面的索引后，如果在查询条件中包含相同的函数，则可以提高查询的速度。如下：
  SELECT EDATE FROM 表名 WHERE TO_CHAR(EDATE, 'YYYY-MM-DD') ='2014-08-08';

4. 索引管理
（1）合并索引
语法：ALTER INDEX 列名_INDEX COALESCE DEALLOCATE UNUSED;
  合并索引是指将B树叶子节点的存储碎片合并在一起，这种合并不会改变索引的物理组织结构，好处是清除索引存储碎片的方式。在合并索引时使用 DEALLOCATE UNUSED可以释放多余的空间。

（2）重建索引
语法：ALTER INDEX 列名_INDEX REBUILD TABLESPACE 表空间;
  重建索引实际上是在指定的表空间中重新建立一个新的索引，然后再删除原来的索引。重建索引在消除存储碎片的同时，还可以改变索引的全部存在参数设置，以及改变索引的存储表空间。

（3）监视索引
语法：DESC V$OBJECT_USAGE;  //查看动态性能视图中索引的使用情况
监视索引，需要打开索引监视状态：ALTER INDEX 列名_INDEX MONITORING USAGE;
关闭索引的监视状态：ALTER INDEX 列名_INDEX NOMONITORING USAGE;

（4）删除索引
语法：DROP INDEX 列名_INDEX;
  通常在该索引很少被使用时需要删除该索引，包含较多的存储碎片时需要重建该索引，在删除一个表时，Oracle会删除所有与该表相关的索引。

5. 限制索引
限制索引是一些没有经验的开发人员经常犯的错误之一。在SQL中有很多陷阱会使一些索引无法使用。下面讨论一些常见的问题：
（1）使用不等于操作符（<>、!=、NOT）
    下面的查询即使在cust_rating列有一个索引，查询语句仍然执行一次全表扫描。
        select cust_Id,cust_name from customers where cust_rating <> 'aa';
    把上面的语句改成如下的查询语句，这样，在采用基于规则的优化器而不是基于代价的优化器（更智能）时，将会使用索引。
        select cust_Id,cust_name from customers where cust_rating < 'aa' or cust_rating > 'aa';
    特别注意：通过把不等于操作符改成OR条件，就可以使用索引，以避免全表扫描。
（2）使用 IS NULL 或 IS NOT NULL
    使用 IS NULL 或 IS NOT NULL同样会限制索引的使用。因为NULL值并没有被定义。在SQL语句中使用NULL会有很多的麻烦。因此建议开发人员在建表时，把需要索引的列设成 NOT NULL。如果被索引的列在某些行中存在NULL值，就不会使用这个索引（除非索引是一个位图索引，关于位图索引在稍后在详细讨论）。
（3）使用函数
    如果不使用基于函数的索引，那么在SQL语句的WHERE子句中对存在索引的列使用函数时，会使优化器忽略掉这些索引。 下面的查询不会使用索引（只要它不是基于函数的索引）
        select empno,ename,deptno from emp where trunc(hiredate)='01-MAY-81';
    把上面的语句改成下面的语句，这样就可以通过索引进行查找。
        select empno,ename,deptno from emp where hiredate<(to_date('01-MAY-81')+0.9999);
（4）比较不匹配的数据类型
    也是比较难于发现的性能问题之一。 注意下面查询的例子，account_number是一个VARCHAR2类型,在account_number字段上有索引。
    下面的语句将执行全表扫描：
        select bank_name,address,city,state,zip from banks where account_number = 990354;
    Oracle可以自动把where子句变成to_number(account_number)=990354，这样就限制了索引的使用,改成下面的查询就可以使用索引：
        select bank_name,address,city,state,zip from banks where account_number ='990354';
    特别注意：不匹配的数据类型之间比较会让Oracle自动限制索引的使用,即便对这个查询执行Explain Plan也不能让您明白为什么做了一次“全表扫描”。

6. 复合索引
    选择在WHERE子句中使用且由AND操作符连接的列作为复合索引列
    选择WHERE子句中使用频率相对较高的列作为复合索引的主列，只有当复合索引中的第一列，也就是主键列，被WHERE子句使用时，Oracle才会使用复合索引。所以，在使用复合索引时，WHERE子句中列的顺序应该与复合索引中索引列的顺序保持一致。