索引存储及使用原理

clustering_factor 是表征表中数据的存储顺序和某索引字段顺序的符合程度。

一、索引的存储结构

索引是一种允许直接访问数据表中某一数据行的树型结构，为了提高查询效率而引入，是一个独立于表的对象，可以存放在与表不同的表空间中。索引记录中存有索引关键字和指向表中数据的指针（地址）。对索引进行的I/O 操作比对表进行操作要少很多。索引一旦被建立就将被Oracle系统自动维护，查询语句中不用指定使用哪个索引。

分类可以按逻辑设计和物理实现来分类。

索引逻辑分类

单列索引：基于一列的操作

多列索引：组合索引，最多为32列。组合索引的列不一定与表中列顺序相同。

惟一索引：列的值各不相同。

非惟一索引：列的值允许相同。

基于函数的惟一索引：利用表中一列或多列基于函数表达式所创建的索引。既可以是B-树，也可以是位图索引。

索引物理分类

分区或非分区索引，非分区既可以是B－树，也可以是位图索引。

B-树：包括正常或反转关键字索引，反转关键字在数据库优化中介绍。

位图索引

B-树索引

索引的存储方式

虽然所有索引都使用B 树结构，但术语“B 树索引”通常与存储每个关键字的行标识列表的索引关联。

B 树索引结构

至上而下，是根结点、分枝结点及叶子结点，叶子结点中有指向表中数据行的索引行。叶子结点被双向链表在一起，以方便按索引关键字升序或降序扫描。

索引的顶部为根，其中包含指向索引中下一级的项，下一级为分枝块，分枝块又指向索引中下一级的块，最低一级为叶节点，其中包含指向表行的索引项。叶块为双重链接，有助于按关键字值的升序和降序扫描索引。

索引项叶节点的格式

索引项由以下三部分组成：

? 项标题（entry header），存储列数和锁定信息

? 关键字列的“长度- 值”(length-value pairs) ，必需成对出现，定义了列长度，紧跟在列长度之后的就是列的值。

? 行的行标识（RowID），包含关键字值。

索引项叶结点的特征

在非分区表上的B 树索引中：

? 如果多行具有相同的关键字值，并且索引没有被压缩，则关键字值重复存放。

? 没有索引项与所有关键字列都为NULL 的行对应，即如果某列值为Null，则不存储相应的索引项。如果Where子句中索引的所在列值为null，Oracle将不使用索引进行全表扫描。

? 因为所有行都属于同一段，所以使用受限行标识指向表中的行，使用RowID可以节省索引存储空间。

DML 操作对索引的影响

当在表上执行DML 操作时，Oracle 服务器将自动维护所有的索引，下面解释DML命令对索引的影响：

? 插入（Insert）操作导致在适当的块中插入索引项。

? 删除（Delete）行只导致逻辑删除索引项，删除的行所用的空间不能用于新项，直到删除块中的所有项。

? 更新（Update）操作将选删除，再插入，除了在创建时，其它任何时候PCTFREE 设置对索引都没有影响，即使索引块空间少于PCTFREE 指定的空间，仍可以向索引块添加新项。

二、查询使用索引探索：

§1.1 简介

本文简要介绍了CBO成本计算的基本原理，并初步解释了初始化参数optimizer_index_cost_adj和db_file_multiblock_read_count对CBO的影响。

数据库版本为Oracle 9.0.1

平台为Windows2000

system@FXSB01> select *from v$version;

BANNER

----------------------------------------------------------------

Oracle9i Enterprise Edition Release 9.0.1.1.1 - Production

PL/SQL Release 9.0.1.1.1 - Production

CORE 9.0.1.1.1 Production

TNS for 32-bit Windows: Version 9.0.1.1.0 - Production

NLSRTL Version 9.0.1.1.1 – Production

§1.2 建立测试数据

system@FXSB01> @conn test/test@test

已连接。

test@FXSB01> -- 建立执行计划表

test@FXSB01> @%ORACLE_HOME%\rdbms\admin\utlxplan.sql 表已创建

test@FXSB01>

test@FXSB01> -- 建立测试表

test@FXSB01> -- 表1,2除索引列外有其他列,表3没有其他列

test@FXSB01> drop table test1

2 /

表已丢弃。

test@FXSB01> create table test1

2 (

3 n1 number(10),

4 c1 char(100)

5 )

6 /

表已创建。

test@FXSB01> drop table test2

2 /

表已丢弃。

test@FXSB01> create table test2

2 (

3 n1 number(10),

4 c1 char(100)

5 )

6 /

表已创建。

test@FXSB01> drop table test3

2 /

表已丢弃。

test@FXSB01> create table test3

2 (

3 n1 number(10)

4 )

5 /

表已创建。

test@FXSB01> -- 插入test1唯一值

test@FXSB01> begin

2 for i in 1..5000 loop

3 insert into test1 values(i,'test');

4 end loop;

5 end;

6 /

PL/SQL 过程已成功完成。