【索引分类】B树索引

B树索引(默认类型)

B树索引在Oracle中是一个通用索引。在创建索引时它就是默认的索引类型。B树索引可以是一个列的(简单)索引，也可以是组合/复合(多个列)的索引。B树索引最多可以包括32列。

索引的作用:通过遍历树的方式,迅速定位节点,并确定地址,所以搜索技术最核心的是遍历搜索技术。

场合：非常适合数据重复度低的字段 例如 身份证号码  手机号码 QQ号等字段，常用于主键 唯一约束，一般在在线交易的项目中用到的多些。

原理：一个键值对应一行（rowid）  格式： 【索引头|键值|rowid】

优点：当没有索引的时候，oracle只能全表扫描where qq=40354446这个条件那么这样是灰常灰常耗时的，当数据量很大的时候简直会让人崩溃，那么有个B-tree索引我们就像翻书目录一样，直接定位rowid立刻就找到了我们想要的数据，实质减少了I/O操作就提高速度，它有一个显著特点查询性能与表中数据量无关，例如 查2万行的数据用了3 consistent get,当查询1200万行的数据时才用了4 consistent gets。

当我们的字段中使用了主键or唯一约束时，不用想直接可以用B-tree索引

缺点：不适合键值重复率较高的字段上使用

在下图的例子中，B树索引位于雇员表的last_name列上。这个索引的二元高度为3；接下来，Oracle会穿过两个树枝块(branch block)，到达包含有ROWID的树叶块。在每个树枝块中，树枝行包含链中下一个块的ID号。

树叶块包含了索引值、ROWID，以及指向前一个和后一个树叶块的指针。Oracle可以从两个方向遍历这个二叉树。B树索引保存了在索引列上有值的每个数据行的ROWID值。Oracle不会对索引列上包含NULL值的行进行索引。如果索引是多个列的组合索引，而其中列上包含NULL值，这一行就会处于包含NULL值的索引列中，且将被处理为空(视为NULL)。

技巧：索引列的值都存储在索引中。因此，可以建立一个组合(复合)索引，这些索引可以直接满足查询，而不用访问表。这就不用从表中检索数据，从而减少了I/O量。

B-tree特点：

适合与大量的增、删、改（OLTP）

不能用包含OR操作符的查询；

适合高基数的列（唯一值多）典型的树状结构；

每个结点都是数据块；

大多都是物理上一层、两层或三层不定，逻辑上三层；

叶子块数据是排序的，从左向右递增；

在分支块和根块中放的是索引的范围；

【实验】

alter system flush shared_pool;   清空共享池

alter system flush buffer_cache;  清空数据库缓冲区，都是为了实验需要

创建leo_t1 leo_t2 表

leo_t1 表的object_id列的数据是没有重复值的，我们抽取了10行数据就可以看出来了。

LS@LEO> create table leo_t1 as selectobject_id,object_name from dba_objects;

LS@LEO> select count(*) from leo_t1;

  COUNT(*)

----------

      9872

LS@LEO> select * from leo_t1 where rownum <= 10;

OBJECT_ID OBJECT_NAME

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

        20ICOL$

        44I_USER1

        28CON$

        15UNDO$

        29C_COBJ#

         3I_OBJ#

        25PROXY_ROLE_DATA$

        39I_IND1

        51I_CDEF2

        26I_PROXY_ROLE_DATA$_1

leo_t2 表的object_id列我们是做了取余操作，值就只有0,1两种，因此重复率较高，如此设置为了说明重复率对B树索引的影响

LS@LEO> create table leo_t2 as selectmod(object_id,2) object_ID ,object_name from dba_objects;

LS@LEO> select count(*) from leo_t2;

  COUNT(*)

----------

      9873

LS@LEO> select * from leo_t2 where rownum <=10;

OBJECT_ID OBJECT_NAME

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

         0ICOL$

         0I_USER1

         0CON$

         1UNDO$

         1C_COBJ#

         1I_OBJ#

         1PROXY_ROLE_DATA$

         1I_IND1

         1 I_CDEF2

         0I_PROXY_ROLE_DATA$_1

LS@LEO> create index leo_t1_index onleo_t1(object_id);  创建B-tree索引，说明 默认创建的都是B-tree索引

Index created.

LS@LEO> create index leo_t2_index onleo_t2(object_ID);  创建B-tree索引

Index created.

让我们看一下leo_t1与leo_t2的重复情况

LS@LEO> select count(distinct(object_id)) fromleo_t1;    让我们看一下leo_t1与leo_t2的重复情况，leo_t1没有重复值，leo_t2有很多

COUNT(DISTINCT(OBJECT_ID))

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

                      9872

LS@LEO> select count(distinct(object_ID)) fromleo_t2;

COUNT(DISTINCT(OBJECT_ID))

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

                         2

收集2个表统计信息

LS@LEO> executedbms_stats.gather_table_stats(ownname=>'LS',tabname=>'LEO_T1',method_opt=>'forall indexed columns size 2',cascade=>TRUE);

LS@LEO> executedbms_stats.gather_table_stats(ownname=>'LS',tabname=>'LEO_T2',method_opt=>'forall indexed columns size 2',cascade=>TRUE);

参数详解：

method_opt=>'for all indexed columns size2'  size_clause=integer 整型 ，范围 1~254 ，使用柱状图[histogram analyze ]分析列数据的分布情况

cascade=>TRUE  收集表的统计信息的同时收集B-tree索引的统计信息

显示执行计划和统计信息+设置autotrace简介

序号  命令                             解释

1    SETAUTOTRACE OFF             此为默认值，即关闭Autotrace

2    SET AUTOTRACE ON EXPLAIN     只显示执行计划

3    SETAUTOTRACE ON STATISTICS  只显示执行的统计信息

4    SETAUTOTRACE ON              包含2,3两项内容

5    SET AUTOTRACE TRACEONLY     与ON相似，但不显示语句的执行结果

结果键值少的情况

set autotrace trace exp stat;  （SET AUTOTRACE OFF 关闭执行计划和统计信息）

LS@LEO> select * from leo_t1 where object_id=1;

no rows selected

Execution Plan 执行计划

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

Plan hash value: 3712193284

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

| Id  |Operation                   | Name         | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |

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

|   0 |SELECT STATEMENT            |              |     1 |   21 |     2   (0)| 00:00:01 |

|   1 |  TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| LEO_T1       |    1 |    21 |     2  (0)| 00:00:01 |

|*  2 |   INDEX RANGE SCAN索引扫描  | LEO_T1_INDEX |    1 |       |     1  (0)| 00:00:01 |

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

Predicate Information (identified by operationid):

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

   2 -access("OBJECT_ID"=1)

Statistics  统计信息

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

         0  recursive calls

         0  db block gets

          2  consistent gets  我们知道leo_t1表的object_id没有重复值，因此使用B-tree索引扫描只有2次一致性读

         0  physical reads

         0  redo size

       339  bytes sent via SQL*Net toclient

       370  bytes received via SQL*Netfrom client

         1  SQL*Net roundtrips to/fromclient

         0  sorts (memory)

         0  sorts (disk)

         0  rows processed

结果键值多的情况

LS@LEO> select * from leo_t2 where object_ID=1;（select/*+full(leo_t2) */ *  from leo_t2 whereobject_ID=1;hint方式强制全表扫描）

4943 rows selected.   

Execution Plan 执行计划

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

Plan hash value: 3657048469

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

| Id  |Operation         | Name   | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |

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

|   0 |SELECT STATEMENT  |        | 4943 | 98860 |    12   (0)| 00:00:01 |

|*  1 |  TABLE ACCESS FULL| LEO_T2 | 4943 | 98860|    12  (0)| 00:00:01 | sql结果是4943row，那么全表扫描也是4943row

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

Predicate Information (identified by operationid):

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

   1 -filter("OBJECT_ID"=1)

Statistics  统计信息

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

         1  recursive calls

         0  db block gets

        366  consistent gets   导致有366次一致性读

         0  physical reads

         0  redo size

    154465  bytes sent via SQL*Net toclient

      4000  bytes received via SQL*Netfrom client

       331  SQL*Net roundtrips to/fromclient

         0  sorts (memory)

         0  sorts (disk)

      4943  rows processed

大家肯定会疑惑，为什么要用全表扫描而不用B-tree索引呢，这是因为oracle基于成本优化器CBO认为使用全表扫描要比使用B-tree索引性能更好更快，由于我们结果重复率很高，导致有366次一致性读，从cup使用率12%上看也说明了B-tree索引不适合键值重复率较高的列

我们在看一下强制使用B-tree索引时，效率是不是没有全表扫描高呢？

LS@LEO> select /*+index(leo_t2 leo_t2_index) */ * from leo_t2where object_ID=1; hint方式强制索引扫描

4943 rows selected.

Execution Plan 执行计划

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

Plan hash value: 321706586

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

| Id  |Operation                   | Name         | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |

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

|   0 |SELECT STATEMENT            |              | 4943 | 98860 |    46   (0)| 00:00:01 |

|   1 |  TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| LEO_T2       | 4943 | 98860 |    46   (0)| 00:00:01 |

|*  2 |   INDEX RANGE SCAN         | LEO_T2_INDEX |  4943 |       |   10   (0)| 00:00:01 |

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

Predicate Information (identified by operationid):

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

   2 -access("OBJECT_ID"=1)

Statistics  统计信息

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

         1  recursive calls

         0  db block gets

        704  consistent gets  使用B-tree索引704次一致性读 > 全表扫描366次一致性读，而且cpu使用率也非常高，显然效果没有全表扫描高

         0  physical reads

         0  redo size

    171858  bytes sent via SQL*Net toclient

      4000  bytes received via SQL*Netfrom client

       331  SQL*Net roundtrips to/from client

         0  sorts (memory)

         0  sorts (disk)

      4943  rows processed

小结：从以上的测试我们可以了解到，B-tree索引在什么情况下使用跟键值重复率高低有很大关系的，之间没有一个明确的分水岭，只能多测试分析执行计划后来决定。