oracle 索引(3)

位图索引

位图索引非常适合于决策支持系统(Decision Support System，DSS)和数据仓库，它们不应该用于通过事务处理应用程序访问的表。它们可以使用较少到中等基数(不同值的数量)的列访问非常大的表。尽管位图索引最多可达30个列，但通常它们都只用于少量的列。

　位图索引主要针对大量相同值的列而创建。拿全国居民登录一第表来说，假设有四个字段：姓名、性别、年龄、和身份证号，年龄和性别两个字段会产生许多相同的值，性别只有男女两种值，年龄，1到120（假设最大年龄120岁）个值。那么不管一张表有几亿条记录，但根据性别字段来区分的话，只有两种取值（男、女）。那么位图索引就是根据字段的这个特性所建立的一种索引。

从上图，我们可以看出，一个叶子节点（用不同颜色标识）代表一个key , start rowid 和 end rowid规定这种类型的检索范围，一个叶子节点标记一个唯一的bitmap值。因为一个数值类型对应一个节点，当时行查询时，位图索引通过不同位图取值直接的位运算（与或），来获取到结果集合向量（计算出的结果）。

举例讲解

假设存在数据表T，有两个数据列A和B，取值如下，我们看到A和B列中存在相同的数据。

对两个数据列A、B分别建立位图索引：idx_t_bita和idx_t_bitb。两个索引对应的存储逻辑结构如下：

Idx_t_bita索引结构，对应的是叶子节点：

Idx_t_bitb索引结构，对应的是叶子节点：

对查询“select * from t where b=1 and (a=’L’ or a=’M’)”

分析：位图索引使用方面，和B*索引有很大的不同。B*索引的使用，通常是从根节点开始，经过不断的分支节点比较到最近的符合条件叶子节点。通过叶子节点上的不断Scan操作，“扫描”出结果集合rowid。

而位图索引的工作方式截然不同。通过不同位图取值直接的位运算（与或），来获取到结果集合向量（计算出的结果）。

针对实例SQL，可以拆分成如下的操作：

1、a=’L’ or a=’M’

a=L：向量：1010

a=M：向量：0001

or操作的结果，就是两个向量的或操作：结果为1011。

 

2、结合b=1的向量

中间结果向量：1011

B=1：向量：1001

and操作的结果，1001。翻译过来就是第一和第四行是查询结果。

 

3、获取到结果rowid

目前知道了起始rowid和终止rowid，以及第一行和第四行为操作结果。可以通过试算的方法获取到结果集合rowid。

位图索引的特点：

1.Bitmap索引的存储空间节省 

2.Bitmap索引创建的速度快

3.Bitmap索引允许键值为空 

4.Bitmap索引对表记录的高效访问

技巧：对于有较低基数的列需要使用位图索引。性别列就是这样一个例子，它有两个可能值：男或女(基数仅为2)。位图对于低基数(少量的不同值)列来说非常快，这是因为索引的尺寸相对于B树索引来说小了很多。因为这些索引是低基数的B树索引，所以非常小，因此您可以经常检索表中超过半数的行，并且仍使用位图索引。
当大多数条目不会向位图添加新的值时，位图索引在批处理(单用户)操作中加载表(插入操作)方面通常要比B树做得好。当多个会话同时向表中插入行时不应该使用位图索引，在大多数事务处理应用程序中都会发生这种情况。
位图索引的使用限制：

基于规则的优化器不会考虑位图索引。
当执行ALTER TABLE语句并修改包含有位图索引的列时，会使位图索引失效。
位图索引不包含任何列数据，并且不能用于任何类型的完整性检查。
位图索引不能被声明为唯一索引。
位图索引的最大长度为30。

技巧：不要在繁重的OLTP环境中使用位图索引