Oracle 之索引，妙不可言（四）——位图索引

位图索引​​​

• CREATE BITMAP INDEX index_name ON table_name(column_list);
• 卓越性能展现
  • 统计条数奋勇夺冠
    • count() 性能
      • 在非空列有BTREE索引的情况下，一般用到该索引性能远高于全表扫描，性能最高的是列上有位图索引，且位图索引列可以存储空值。
  • 即席查询一骑绝尘
    • 即席查询用位图索引性能更好
• 缺陷随之出现
  • 遭遇更新苦不堪言
    • 锁困扰（Lock Contention）指的是多个会话尝试获取同一资源的时候，由于资源被占用而造成的性能问题。这种问题通常出现在并发高、事务频繁、锁粒度小的情况下。
    • 锁困扰
      • 表级锁：多个会话尝试同时修改同一张表。当修改数据时，会话会获取该表的写锁，其他会话如果也需要对该表进行写操作，就会出现锁等待。该情况可以通过减少事务的并发度、减少表的冲突等方式来解决。
      • 行级锁：多个会话尝试同时修改同一行数据。当修改数据时，会话会获取该行的行级锁，其他会话如果也需要对该行进行修改，就会出现锁等待。该情况可以通过减少事务的并发度、减小锁的粒度等方式来解决。
      • 索引锁：多个会话尝试同时修改同一索引。当修改数据时，Oracle 会获取该索引的所有行的行级锁，其他会话如果也需要对该索引进行修改，就会出现锁等待。该情况可以通过调整 SQL 语句、减少索引的冲突等方式来解决。
    • 避免锁困扰问题解决方法
      • 尽量减少事务的并发度，避免多个事务同时对同一资源进行操作。
      • 设计合理的锁定策略，提高锁的粒度，减少锁冲突的概率。
      • 分析 SQL 语句，优化 SQL 语句的执行计划，减少索引冲突等。
      • 尽量使用更高级的锁机制，如行级锁等，以减少锁的冲突概率。
      • 使用数据库级别的锁机制，如 Oracle 的排他行级锁（Exclusive Row-Level Lock），来避免锁冲突和死锁问题。
  • 重复度低一败涂地
    • COUNT(*) 性能在位图索引列的重复度低时，不适用位图索引
    • 当位图索引列的重复度低时，使用位图索引会导致索引占用内存很大，而且查询时需要在位图索引上进行位运算，计算结果较慢，因此效率较低。而COUNT(*)查询通常是对整个表或者大批量数据进行统计，此时应该使用B-tree索引或者其他适合的索引类型来提高查询效率。
• 原理
  • 使用二进制位图数据结构来存储索引信息。
  • 每个索引键值映射为一个位图，位图中的每个二进制位表示一条记录是否存在该键值所对应的列。
  • 是一种专门用于低基数列（即一列中有很少不同的值）的索引类型。 如果一列中有很多重复的值，它的建立可以提高查询的速度和减少存储空间的使用。
• 位图的适用场景
  • 位图索引列大量重复
  • 该表极少更新
• 结构
  • BTREE索引存储的是列值，而位图索引存储的是比特位值
• 优点
  • 可以提高查询速度。
  • 使用的存储空间比 B-树索引小。
• 缺点
  • 如果列中有很多不同的值，则不适合使用中位数索引。
  • 在更新数据时，中位数索引的维护比 B-树索引更困难和更昂贵。
• 案例
  • 假设有一个名为“性别”的列，只有两个值“男”和“女”，如果对该列创建中位图索引，那么将使用一个两位的二进制位图来表示索引。其中，第一位表示“男”，第二位表示“女”。如果某条记录的“性别”是“男”，那么会将第一位的二进制位置为1，第二位的二进制位置为0。如果某条记录的“性别”是“女”，那么会将第一位的二进制位置为0，第二位的二进制位置为1。
  • 执行查询时，Oracle 会将查询条件的值映射为相应的位图，并对位图进行逻辑操作，如位与、位或等操作，从而得到符合条件的记录。
  • 位图索引适用于具有少量离散值的列，例如性别、婚姻状态、状态码等。由于该类型的列所具有的值集合相对较小，因此中位图索引可以显著降低索引所占用的存储空间，同时提高查询效率。

此文章为个人的笔记，如有写的不对或你对这方面还有什么高见，评论区见。