Oracle关于位图目录的创建与应用
日期：2014-05-16 浏览次数：20487 次
Oracle关于位图索引的创建与应用
1)创建
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CREATE BITMAP INDEX index_name ON normal_index_creation_clause;
Oracle创建一系列的位图，每个位图都与一个特殊的值有关。例如，如果在某一个字段上创建一个位图索引，这个字段上的值有2种，1个是'East'1个是'Central'，那没就建立有2个位图，1个用于'East'1个用于'Central'。
如果索引建立于多个字段上，那么每种可能的组合都必须有一个位图。
2)位图索引结构
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一个规则的B*tree索引是根据ROWID作为行的关键值来成对，再将这些对整理放置到B*tree结构中。ROWID作为一个指向一行的指针。位图索引有一个非常不一样的结构：ROWID并不直接存储：每个不同的值有一个它们自己的位图。(这就是为什么位图索引通常建立在独特值较少的列上)。
位图的每个位置映射到一个可能的ROWID上，位图上每个位置的内容用于表示该行特定的值是否在位图列中。所以，位图的每个位置存储特殊行和相关ROWID的信息。如果该ROWID的行的值匹配，则该特殊rowid位置存储为"1"，否则储存为"0"。Oracle也能够压缩位图存储。
3)何时使用位图索引
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- 该字段具有较低的集的势：独特值较少
- 位图索引在具有冗长WHERE条件的复杂查询或聚合查询(包含SUM，COUNT或其他聚合函数)中特别有帮助。
- 表中有大量的行(100万行有1万个独特值可以接收使用位图索引)
- 表上有频繁复杂查询
- 数据库环境为数据仓库(DSS系统)。由于位图索引的加锁形式，所以它不大适合联机事务处理(OLTP)环境。不能单独锁定位图的其中一个位置。
位图被锁定的最小数量为1个位图段，它可以达到半个数据块的大小。改变一行的值将会导致整个位图段被锁，同时锁住了其他的行。
这对于用户如果有大量的UPDATE，INSERT，DELETE语句及其不利。但对于数据是批量导入或更新则没有问题，如在一个数据仓库系统中。
- 位图连接索引是9i引入的一个新方法，可以避免在运行时的连接操作，因为在索引创建时位图索引已经基于了连接。
BJI是一个在空间上减少选择数据量的有效方法。这些数据导致的连接操作和限制都永久地存储在BJI中。连接条件是一个相对的内部连接，维度表的主键和事实表的外键。
4)限制条件
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- 位图索引在Trusted Oracle中不支持
- 不能被规则优化器(RBO)使用
- 不能用于分区表的全局索引
- 位图索引不支持build或rebuild的ONLINE选项，在10.2中，只有位图连接索引不支持，普通位图索引可以指定ONLINE选项。
- 对于有直接装载的位图索引，不提供SORTED_INDEX标记
- 位图索引不能用于完整性检查
- 位图索引不能定义为UNIQUE
- 9i之前，不能在索引组织表上创建位图索引，9i开始支持在索引组织表上创建位图索引：在IOT上创建位图索引要求有一个映射表。
- 不能给域索引指定BITMAP
5)相对B*tree索引的优势
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- 在大量复杂查询中节省响应时间
- 对于常规的B*tree索引，有效地节省了空间使用
a)在某一个字段上只有少量的独特值：
如果在一个具有唯一性的字段上建立位图索引，那么它要求的空间大大超过B*tree索引。然而，对于每个值都重复了成百上千次，位图索引通常小于常规B*tree索引的25%。位图自身采用压缩格式存储。
b)如果多个列被索引
相对于多列(或连接)的B*tree索引，位图索引节约了相当可观的存储。在一个只有B*tree索引的数据库中，必须要预先评估在当个查询中可能访问到的列，然后在这些列上创建组合索引。
这类索引不仅需要大量的空间，而且要求要有一定的顺序，如一个B*tree索引建立在(MARITAL_STATUS,REGION,GENDER)字段上，查询只访问REGION,GENDER时，索引是不起效果的。为了在数据库中充分地使用索引，必须在这些列上变换另一种排列顺序建立索引。举个简单例子，在一个较低的集的势的3个列中，那么可能就存在有6种位置关系不同的组合索引。需要在磁盘空间和性能之前权衡考虑创建何种位置顺序的索引。位图索引解决了这个进退两难问题。位图索引在查询执行过程中可以有效地组合，所以3个较小的单个字段的位图索引可以完成6种3个字段组合的B*tree索引的工作。
- 非常高效的并行DML和装载
位图索引在数据仓库应用中很有效率，但是不适合在OLTP应用系统中使用，因为有大量同时发生的INSERT，UPDATE,DELETE操作。索引直到每个DML操作完成之后才进行维护。例如，如果插入1000行数据，插入的行将放置在排序缓冲区中，然后更新批量更新所有的1000条索引条目。(这就是为什么SORT_AREA_SIZE需要设置为一个较优性能的值，用于位图索引的插入和更新)。所以，每个DML操作，位图段只更新一次，即使段中有多行变更时。
- 行包含null值(见"位图索引和NULLs")
6)使用小贴士
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- 在所有可能非空的字段上声明NOT NULL约束，可以减少存储需求，因为位图不会有NULL值。
- 使用固定长度的数据格式可以减少存储需求。
- 增大CREATE_BITMAP_AREA_SIZE初始化参数，可以加快查询处理
该参数决定了分配给位图创建的内存大小，默认值为8MB。更大的值可以支持更大的连续位图，所以可以较快查询处理。
- 增大BITMAP_MERGE_AREA_SIZE初始化参数可以加快索引的范围扫描。该参数决定了索引范围扫描时合并位图分配的内存大小。默认值为1MB。
7)位图索引示例
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1个公司的客户数据
CUSTOMER# MARITAL_STATUS REGION GENDER INCOME_LEVEL
--------- --------------- -------- ------- ------------
101 single east male bracket_1
102 married central female bracket_4
103 married west female bracket_2
1
1)创建
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CREATE BITMAP INDEX index_name ON normal_index_creation_clause;
Oracle创建一系列的位图，每个位图都与一个特殊的值有关。例如，如果在某一个字段上创建一个位图索引，这个字段上的值有2种，1个是'East'1个是'Central'，那没就建立有2个位图，1个用于'East'1个用于'Central'。
如果索引建立于多个字段上，那么每种可能的组合都必须有一个位图。
2)位图索引结构
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一个规则的B*tree索引是根据ROWID作为行的关键值来成对，再将这些对整理放置到B*tree结构中。ROWID作为一个指向一行的指针。位图索引有一个非常不一样的结构：ROWID并不直接存储：每个不同的值有一个它们自己的位图。(这就是为什么位图索引通常建立在独特值较少的列上)。
位图的每个位置映射到一个可能的ROWID上，位图上每个位置的内容用于表示该行特定的值是否在位图列中。所以，位图的每个位置存储特殊行和相关ROWID的信息。如果该ROWID的行的值匹配，则该特殊rowid位置存储为"1"，否则储存为"0"。Oracle也能够压缩位图存储。
3)何时使用位图索引
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- 该字段具有较低的集的势：独特值较少
- 位图索引在具有冗长WHERE条件的复杂查询或聚合查询(包含SUM，COUNT或其他聚合函数)中特别有帮助。
- 表中有大量的行(100万行有1万个独特值可以接收使用位图索引)
- 表上有频繁复杂查询
- 数据库环境为数据仓库(DSS系统)。由于位图索引的加锁形式，所以它不大适合联机事务处理(OLTP)环境。不能单独锁定位图的其中一个位置。
位图被锁定的最小数量为1个位图段，它可以达到半个数据块的大小。改变一行的值将会导致整个位图段被锁，同时锁住了其他的行。
这对于用户如果有大量的UPDATE，INSERT，DELETE语句及其不利。但对于数据是批量导入或更新则没有问题，如在一个数据仓库系统中。
- 位图连接索引是9i引入的一个新方法，可以避免在运行时的连接操作，因为在索引创建时位图索引已经基于了连接。
BJI是一个在空间上减少选择数据量的有效方法。这些数据导致的连接操作和限制都永久地存储在BJI中。连接条件是一个相对的内部连接，维度表的主键和事实表的外键。
4)限制条件
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- 位图索引在Trusted Oracle中不支持
- 不能被规则优化器(RBO)使用
- 不能用于分区表的全局索引
- 位图索引不支持build或rebuild的ONLINE选项，在10.2中，只有位图连接索引不支持，普通位图索引可以指定ONLINE选项。
- 对于有直接装载的位图索引，不提供SORTED_INDEX标记
- 位图索引不能用于完整性检查
- 位图索引不能定义为UNIQUE
- 9i之前，不能在索引组织表上创建位图索引，9i开始支持在索引组织表上创建位图索引：在IOT上创建位图索引要求有一个映射表。
- 不能给域索引指定BITMAP
5)相对B*tree索引的优势
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- 在大量复杂查询中节省响应时间
- 对于常规的B*tree索引，有效地节省了空间使用
a)在某一个字段上只有少量的独特值：
如果在一个具有唯一性的字段上建立位图索引，那么它要求的空间大大超过B*tree索引。然而，对于每个值都重复了成百上千次，位图索引通常小于常规B*tree索引的25%。位图自身采用压缩格式存储。
b)如果多个列被索引
相对于多列(或连接)的B*tree索引，位图索引节约了相当可观的存储。在一个只有B*tree索引的数据库中，必须要预先评估在当个查询中可能访问到的列，然后在这些列上创建组合索引。
这类索引不仅需要大量的空间，而且要求要有一定的顺序，如一个B*tree索引建立在(MARITAL_STATUS,REGION,GENDER)字段上，查询只访问REGION,GENDER时，索引是不起效果的。为了在数据库中充分地使用索引，必须在这些列上变换另一种排列顺序建立索引。举个简单例子，在一个较低的集的势的3个列中，那么可能就存在有6种位置关系不同的组合索引。需要在磁盘空间和性能之前权衡考虑创建何种位置顺序的索引。位图索引解决了这个进退两难问题。位图索引在查询执行过程中可以有效地组合，所以3个较小的单个字段的位图索引可以完成6种3个字段组合的B*tree索引的工作。
- 非常高效的并行DML和装载
位图索引在数据仓库应用中很有效率，但是不适合在OLTP应用系统中使用，因为有大量同时发生的INSERT，UPDATE,DELETE操作。索引直到每个DML操作完成之后才进行维护。例如，如果插入1000行数据，插入的行将放置在排序缓冲区中，然后更新批量更新所有的1000条索引条目。(这就是为什么SORT_AREA_SIZE需要设置为一个较优性能的值，用于位图索引的插入和更新)。所以，每个DML操作，位图段只更新一次，即使段中有多行变更时。
- 行包含null值(见"位图索引和NULLs")
6)使用小贴士
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- 在所有可能非空的字段上声明NOT NULL约束，可以减少存储需求，因为位图不会有NULL值。
- 使用固定长度的数据格式可以减少存储需求。
- 增大CREATE_BITMAP_AREA_SIZE初始化参数，可以加快查询处理
该参数决定了分配给位图创建的内存大小，默认值为8MB。更大的值可以支持更大的连续位图，所以可以较快查询处理。
- 增大BITMAP_MERGE_AREA_SIZE初始化参数可以加快索引的范围扫描。该参数决定了索引范围扫描时合并位图分配的内存大小。默认值为1MB。
7)位图索引示例
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1个公司的客户数据
CUSTOMER# MARITAL_STATUS REGION GENDER INCOME_LEVEL
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101 single east male bracket_1
102 married central female bracket_4
103 married west female bracket_2
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