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Oracle數(shù)據(jù)庫是目前企業(yè)級應(yīng)用中最常用的數(shù)據(jù)庫之一，其作為一款關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)存儲操作很重要，而索引的作用在于提高數(shù)據(jù)的查詢效率。本文將介紹Oracle數(shù)據(jù)庫索引分類，讓讀者的原理和應(yīng)用。
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一、概述
索引是對數(shù)據(jù)庫中一個(gè)表中一列或多列的值進(jìn)行存儲和排序的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以快速訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)為主要目標(biāo)。在Oracle數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)索引存儲的方式和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分類，可以將其分為以下幾種類型：
1. B-Tree索引
B-Tree索引是一種常用的索引類型，適用于鍵值范圍查詢，例如區(qū)間查詢。B-Tree索引使用B-Tree數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲鍵值，因此其能夠?qū)τ跀?shù)據(jù)進(jìn)行快速的查找操作。在索引的根節(jié)點(diǎn)，存儲了所有數(shù)據(jù)的指針，葉節(jié)點(diǎn)則存放了數(shù)據(jù)庫中實(shí)際的數(shù)據(jù)行。由于在B-Tree索引中數(shù)據(jù)按照鍵值的一定規(guī)則排序，因此也可以用于優(yōu)化ORDER BY和GROUP BY查詢。
2. 反轉(zhuǎn)鍵索引
反轉(zhuǎn)鍵索引是與普通B-Tree索引很像的一種索引類型，但是對于數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)和查詢方式有所不同。在反轉(zhuǎn)鍵索引中，首先將鍵值反轉(zhuǎn)存儲，然后使用倒序B-Tree索引進(jìn)行排序。這種索引適合于在某些特定的應(yīng)用場景下使用，例如需要根據(jù)最后一位用戶ID字符過濾數(shù)據(jù)。
3. 哈希索引
哈希索引是一種特殊的索引類型，使用哈希表的結(jié)構(gòu)來存儲鍵值，可以使用Hash算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行快速匹配查詢。哈希索引對于單個(gè)等值查詢效果很好，但是不適合范圍查詢，因?yàn)楣Ｋ饕逆I值是根據(jù)哈希算法生成的，不保證鍵值彼此之間是有序的。
4. 聚簇索引
聚簇索引是將表的數(shù)據(jù)存儲按照索引鍵值的排序方式存儲在一起。因此聚簇索引與表數(shù)據(jù)行的物理分布相同，在聚簇索引的葉子節(jié)點(diǎn)中存儲了表的實(shí)際數(shù)據(jù)行。當(dāng)用到聚簇索引的時(shí)候，查詢優(yōu)化器會采用索引進(jìn)行查詢，而不是掃描整個(gè)表。聚簇索引適合常常需要范圍查詢操作的表，例如一個(gè)根據(jù)時(shí)間進(jìn)行排序的事件表。
5. 非聚簇索引
非聚簇索引與聚簇索引相反，它將索引表的數(shù)據(jù)分開存儲，而不是與數(shù)據(jù)行在一起存儲。因此，在使用非聚簇索引進(jìn)行查詢時(shí)，需要進(jìn)行一次額外的IO操作才能得到實(shí)際的數(shù)據(jù)行。
6. 全文索引
全文索引對于某些特定的應(yīng)用場景非常適用，例如文檔管理系統(tǒng)和搜索引擎。全文索引使用一種特殊的算法來存儲文本數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行全文檢索，包括檢索文本數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵字和文本內(nèi)容。Oracle的全文索引功能稱為Oracle Text，可用于搜索數(shù)據(jù)庫中的文本或二進(jìn)制文件。
7. 函數(shù)索引
函數(shù)索引是在一列或多列上使用SQL函數(shù)創(chuàng)建的索引。函數(shù)索引可以優(yōu)化某些常用的函數(shù)、條件或查詢模式。例如，可以創(chuàng)建一個(gè)對所有名稱以“A”開頭的行進(jìn)行索引的函數(shù)索引。
二、小結(jié)
通過了解Oracle數(shù)據(jù)庫索引的分類，我們可以根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用場景去選擇適應(yīng)的索引類型來優(yōu)化數(shù)據(jù)查詢效率。在實(shí)際使用中，除了注意合理選擇索引類型，還需要注意索引的設(shè)計(jì)和管理，包括合理的索引列選擇和索引統(tǒng)計(jì)信息的更新。
在索引的使用和管理過程中，我們需要避免一些常見的錯(cuò)誤，例如在大型表上創(chuàng)建過多的索引，忽略索引列選擇，忽略索引維護(hù)成本等。正確地使用和管理索引可以優(yōu)化數(shù)據(jù)庫的性能，提升應(yīng)用的效能和響應(yīng)速度。
了解Oracle數(shù)據(jù)庫索引的分類和原理，對于優(yōu)化數(shù)據(jù)庫的性能，提高查詢效率十分重要。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體的業(yè)務(wù)需求和數(shù)據(jù)特點(diǎn)進(jìn)行選擇和管理，才能發(fā)揮出索引的更大優(yōu)勢。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- Oralce數(shù)據(jù)庫中巧妙選擇合適的索引類型
Oralce數(shù)據(jù)庫中巧妙選擇合適的索引類型
雖然說，在表中是否創(chuàng)建索引，不會影響到Oracle數(shù)據(jù)庫的使用，也不會影響數(shù)據(jù)庫語句的使用。這就好像即使字典沒有目錄的話，用戶仍然可以使用它一樣?？墒?，若字典沒有目錄，那么可想而知，用戶要查某個(gè)條目的話，其不得不翻遍整本字典。數(shù)據(jù)庫也是如此。若沒有建立相關(guān)索引的話，則數(shù)據(jù)庫在查詢記錄的時(shí)候，不得不去查詢整個(gè)表。當(dāng)表中的記錄比較多的時(shí)候，其查詢效率就會很低。所以，合適的索引，是提高數(shù)據(jù)庫運(yùn)行效率的一個(gè)很好的工具。
不過，并不是說表上的索引越多越好。過之而不及。故在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中，還是需要為表選擇一些合適的索引。寧缺勿爛，這是建立索引時(shí)的一個(gè)具體選擇。在理論上，雖然一個(gè)表可以設(shè)置無限的索引。但是，數(shù)據(jù)庫管理員需要知道，表中的索引越多，維護(hù)索引所需要的開銷也就越大。每當(dāng)數(shù)據(jù)表中記錄有增加、刪除、更新變化的時(shí)候，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都需要對所有索引進(jìn)行更新。故數(shù)據(jù)庫表中的索引絕對不是多多益善。具體來說，在索引建立上，筆者對大家有如下建議。
建議一：在基數(shù)小的字段上要善于使用位圖索引。
基數(shù)是位圖索引中的一個(gè)基本的定義，它是指數(shù)據(jù)庫表中某個(gè)字段內(nèi)容中不重復(fù)的數(shù)值。如在員工信息表中的性別字段，一般就只有男跟女兩個(gè)值，所以，其基數(shù)為2;婚姻狀況字段的話，則其只有已婚、未婚、離婚三種狀態(tài)，其基數(shù)就為3;民族一覽內(nèi)也是只有有限的幾個(gè)值。
對于要查詢基數(shù)小的字段，如現(xiàn)在用戶想查找所有婚姻狀況為“已婚”的“女性”時(shí)，利用位圖索引可以提高查詢的效率。這主要是因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)索引是通過在索引中保存排序過的索引列以及對應(yīng)的ROWID來實(shí)現(xiàn)的。若我們在基數(shù)小的列上建立標(biāo)準(zhǔn)索引的話念游纖，則其會返回大量的記錄。
而當(dāng)我們在創(chuàng)建位圖索引的時(shí)候，在Oracle會對整個(gè)表進(jìn)行掃描，并且會為索引列的每個(gè)取值建立一個(gè)位圖。若內(nèi)容相同，則在位圖上會以一個(gè)相同的數(shù)字表示。此時(shí)，若這個(gè)字段的基數(shù)比較小的話，則若需要實(shí)現(xiàn)對整個(gè)字段的查詢的話，效率就會非常的高。因?yàn)榇藭r(shí)，數(shù)據(jù)庫只要位圖中數(shù)字相同的內(nèi)容找出來即可。
除了在數(shù)據(jù)表某列基數(shù)比較小的情況下，采用位圖索引外，我們往往在一些特殊的情況下，也會建議采用位圖索引。最常見的情況是，在Where限制條件中，若我們多次采用AND或者OR條件時(shí)，也建議采用位圖索引。因?yàn)楫?dāng)一個(gè)查詢飲用了一些部署了位圖索引的列的時(shí)候，這些位圖可以很方便的與AND或者Or 運(yùn)算符操作結(jié)合以快速的找出用戶所需要的記錄。
但是，這里要注意，不是在條件語句中包含運(yùn)算符的時(shí)候，采用位圖索引都能夠提供比較高的效率。一般來說，只有AND 或者OR運(yùn)算符的時(shí)候，位圖索引才會比較具有優(yōu)勢。若此時(shí)用戶采用大于號或者不等于號作為條件語句中的限制條件的時(shí)候，則往往采用標(biāo)準(zhǔn)索引具有更大的優(yōu)勢。
所以，筆者在數(shù)據(jù)庫設(shè)置中，一般仔仿只有在三種情況下才采用位圖索引。一是列的基數(shù)比較小，而有可能需要根據(jù)這些字段的內(nèi)容查找相關(guān)的記錄;二是在條件語句中，用到了AND或者OR運(yùn)算符的時(shí)候。除了這兩種情況外，更好能夠采用其他適合的索引。第三種情況是，需要用到NULL作為查詢的限制條件。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)查詢一般情況下，會忽略所有的NULL值列。也就是說，若需要查磨友詢“所有沒有身份證號碼”的員工的信息的時(shí)候，標(biāo)準(zhǔn)索引并不能夠起到加速查詢速度的作用。此時(shí)，就需要采用位圖索引。因?yàn)槲粓D索引會記錄相關(guān)的NULL值列信息。
建議二：創(chuàng)建索引的一些限制條件。
并不說，表或者列建立的索引越多越好。相反，索引建的越多，有時(shí)會反而會影響數(shù)據(jù)庫運(yùn)行的整體性能。所以，在建立索引的時(shí)候，仍然會有一些限制條件。
一是不要對一些記錄內(nèi)容比較少的表建立索引。在一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，如設(shè)計(jì)一個(gè)ERP系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，其雖然有幾千張表。但是，并不是每張表都有大量記錄的。相反，其中有近一半左右的數(shù)據(jù)表，可能其存儲的數(shù)據(jù)不會超過百條。如員工登陸帳戶密碼表、企業(yè)部門信息表等等。對于這些記錄內(nèi)容比較少的表，我們建立更好不要為其建立索引。無論是表上的，還是字段上，都不要建立索引。
二是若表中的內(nèi)容比較大，但是，這個(gè)表基本上不怎么查詢的時(shí)候，則只需要在表上建立索引即可;而不需要在字段上建立索引。如現(xiàn)在在ERP系統(tǒng)中，有一張表是“AD_Table”。其存儲的是這個(gè)數(shù)據(jù)庫中相關(guān)表的信息。這張表只有在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的時(shí)候才會用到。故這張表中的記錄雖然比較多，但是由于用戶用的比較少，所以，一般沒有必要為這張表建立列級別上的索引。而直接用表索引來代替。
三是在一些NULL字段上，要根據(jù)實(shí)際情況來判斷是否要建立索引。如現(xiàn)在有一張人事檔案的表格，其上面有兩個(gè)字段，分別為“身份證號碼”與“地區(qū)”。有時(shí)會為了某個(gè)原因，企業(yè)需要所有員工都在系統(tǒng)中登記他們的身份證號碼，以方便他們辦工資卡、社會保險(xiǎn)等等。所以人事管理可能需要經(jīng)常的查詢系統(tǒng)，看看有沒有沒有身份證號碼的員工信息。此時(shí)，就需要利用條件“IS NULL”來查詢我們所需要的記錄。故為了提高查詢效率，若某個(gè)記錄可能為空，并且經(jīng)常需要以NULL為條件進(jìn)行查詢的時(shí)候，則更好給這個(gè)字段添加一個(gè)索引，并且更好建立位圖索引。相反，若雖然可能會以NULL這個(gè)條件作為查詢的限制語句，但是，用的不是很多的時(shí)候，則就沒有必要為其建立索引。
建議三：多表連接查詢的索引設(shè)計(jì)。
如現(xiàn)在有一個(gè)人事管理系統(tǒng)。人事經(jīng)理想知道員工的社保繳納情況。他需要知道員工的姓名、職務(wù)、戶籍性質(zhì)(農(nóng)民戶口跟居民戶口費(fèi)用不一樣)、繳納的情況等等。但是，這些信息包含在不同的表中。因?yàn)闉榱颂岣邤?shù)據(jù)庫的性能，在表中存儲的可能只是某些序號，而不是具體的內(nèi)容。如在社保表中，存儲的是員工對應(yīng)的編號，而不是員工的名字。所以，要得到這份報(bào)表的話，就可能需要關(guān)聯(lián)員工基本信息表、公司組織結(jié)構(gòu)表等表格，才能夠查詢到用戶所需要的內(nèi)容。
為此，就需要利用Join語句，把這些表格關(guān)聯(lián)起來。為了提高數(shù)據(jù)庫的查詢效率，這些用來關(guān)聯(lián)的字段，更好能夠建立索引。這可以顯著的提高查詢的速度。
建議四：在表的更新速度與查詢速度之間尋求一個(gè)平衡點(diǎn)。
眾所周知，索引本身并不影響數(shù)據(jù)庫的使用，其主要是為了提高數(shù)據(jù)庫的查詢效率。但是，由于當(dāng)數(shù)據(jù)庫的表中的數(shù)據(jù)更新的時(shí)候，包括記錄的增加、刪除、更改等等，都會對雖有的索引進(jìn)行更新。
很明顯，索引雖然可以提高查詢速度。但是，也會對一些表的更新操作產(chǎn)生不良的影響。當(dāng)在表中建立的索引越多，這個(gè)不利影響也會越大。故數(shù)據(jù)庫管理員在設(shè)置索引的時(shí)候，還需要注意，在這兩個(gè)之間需要一個(gè)均衡點(diǎn)。
按照一般的理論來說，當(dāng)某個(gè)表多數(shù)用來查詢、更新相對來說比較上的話，則要多多采用索引。相反，當(dāng)某個(gè)表記錄更新居主導(dǎo)，查詢相對來說比較少的話，則不要建立太多的索引，避免對更新的速度差生不利影響。
在實(shí)際工作中，若某個(gè)表頻繁的被視圖所調(diào)用的話，則更好就好設(shè)置比較多的索引了。
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