索引( Index )是常见的数据库对象,它的设置好坏、使用是否得当,极大地影响数据库应用程序和Database 的性能。虽然有许多资料讲索引的用法, DBA
和 Develo per
们也经常与它打交道,但笔者发现,还是有不少的人对它存在误解,因此针对使用中的常见问题,讲三个问题。此文所有示例所用的数据库是Oracle 8.1.7 OPS
on HP N se ries
,示例全部是真实数据,读者不需要注意具体的数据大小,而应注意在使用不同的方法后,数据的比较。本文所讲基本都是陈词滥调,但是笔者试图通过实际的例子,来真正让您明白事情的关键。
第一讲、索引并非总是最佳选择
如果发现Oracle
在有索引的情况下,没有使用索引,这并不是Oracle 的优化器出错。在有些情况下,Oracle 确实会选择全表扫描Full Table
Scan),而非索引扫描Index Scan)。这些情况通常有:
1. 表未做statistics, 或者 statistics
陈旧,导致 Oracle判断失误。
2. 根据该表拥有的记录数和数据块数,实际上全表扫描要比索引扫描更快。
对第1种情况,最常见的例子,是以下这句sql 语句:
select count(*) from mytable;
在未作statistics 之前,它使用全表扫描,需要读取6000多个数据块(一个数据块是8k), 做了statistics 之后,使用的是 INDEX
(FAST FULL S CAN) ,只需要读取450个数据块。但是,statistics 做得不好,也会导致Oracle 不使用索引。
第2种情况就要复杂得多。一般概念上都认为索引比表快,比较难以理解什么情况下全表扫描要比索引扫描快。为了讲清楚这个问题,这里先介绍一下Or acle
在评估使用索引的代价(cost)时两个重要的数据:CF(Clustering factor) 和 FF(Filtering fact or).
CF:
所谓 CF, 通俗地讲,就是每读入一个索引块,要对应读入多少个数据块。
FF: 所谓 FF, 就是该sql 语句所选择的结果集,占总的数据量的百分比。
大约的计算公式是:FF * (CF + 索引块个数) ,由此估计出,一个查询, 如果使用某个索引,会需要读入的数据块块数。需要读入的数据块越多,则
cost 越大,Orac le 也就越可能不选择使用 index. (全表扫描需要读入的数据块数等于该表的实际数据块数).
其核心就是, CF
可能会比实际的数据块数量大。CF 受到索引中数据的排列方式影响,通常在索引刚建立时,索引中的记录与表中的记录有良好的对应关系,CF
都很小;在表经过大量的插入、修改后,这种对应关系越来越乱,CF 也越来越大。此时需要 DB A 重新建立或者组织该索引。
如果某个sql
语句以前一直使用某索引,较长时间后不再使用,一种可能就是 CF 已经变得太大,需要重新整理该索引了。
FF 则是Oracle 根据 stati
stics 所做的估计。比如, mytables表有32万行,其主键myid的最小值是1,最大值是409654,考虑以下sq l 语句:
Select
* from mytables where myid>=1;
和Select * from mytables where
myid>=400000
这两句看似差不多的 sql语句,对Oracle 而言,却有巨大的差别。因为前者的 FF 是100%, 而后者的 FF
可能只有 1%。如果它的CF 大于实际的数据块数,则Oracl e 可能会选择完全不同的优化方式。而实际上,在我们的数据库上的测试验证了我们的预测.
第二讲、索引也有好坏
索引有 B tree 索引, Bit map 索引, Reverse
b tree 索引,等。最常用的是 B tree 索引。 B 的全称是Balanced , 其意义是,从 tree 的 root
到任何一个leaf,要经过同样多的 level. 索引可以只有一个字段(Single column), 也可以有多个字段(Composite),
最多32个字段,8I 还支持Function-based index. 许多de veloper 都倾向于使用单列B 树索引。
所谓索引的好坏是指:
1. 索引不是越多越好。特别是大量从来或者几乎不用的索引,对系统只有损害。OLTP系统每表超过5个索引即会降低性能,而且在一个sql 中,
Oracl e 从不能使用超过 5个索引。
2. 很多时候,单列索引不如复合索引有效率。
3.
用于多表连结的字段,加上索引会很有作用。
那么,在什么情况下单列索引不如复合索引有效率呢?有一种情况是显而易见的,那就是,当sql
语句所查询的列,全部都出现在复合索引中时,此时由于 Oracle 只需要查询索引块即可获得所有数据,当然比使用多个单列索引要快得多。(此时,这种优化方式被称为
Index o nly access path)。
第三讲、索引再好,不用也是白搭
抛开前面所说的,假设你设置了一个非常好的索引,任何傻瓜都知道应该使用它,但是Oracle 却偏偏不用,那么,需要做的第一件事情,是审视你的
sql 语句。
Oracle 要使用一个索引,有一些最基本的条件:
1, where
子句中的这个字段,必须是复合索引的第一个字段;
2, where 子句中的这个字段,不应该参与任何形式的计算。
具体来讲,假设一个索引是按 f1, f2, f3的次序建立的,现在有一个 sql 语句, where 子句是 f2= : var2, 则因为 f2
不是索引的第1个字段,无法使用该索引。
第2个问题,则在我们之中非常严重。以下是从 实际系统上面抓到的几个例子:
Select jobid
from mytabs where isReq='0' and to_date (updatedate) >= to_Date (
'2001-7-18', 'YYYY-MM-DD');
以上的例子能很容易地进行改进。请注意这样的语句每天都在我们的系统中运行,消耗我们有限的cpu和
内存资源。
除了1,2这两个我们必须牢记于心的原则外,还应尽量熟悉各种操作符对 Oracle
是否使用索引的影响。这里我只讲哪些操作或者操作符会显式(explic itly)地阻止 Oracle 使用索引。以下是一些基本规则:
1,
如果 f1 和 f2 是同一个表的两个字段,则 f1>f2, f1>=f2, f1;
2, f1 is null, f1 is
no t null, f1 not in, f1 !=, f1 lik e ‘%pattern%’;
3, Not exist ;
4, 某些情况下,f1 in 也会不用索引;
对于这些操作,别无办法,只有尽量避免。比如,如果发现你的sql 中的 in
操作没有使用索引,也许可以将 in 操作改成 比较操作 + union all。笔者在实践中发现很多时候这很有效。
但是,Oracle
是否真正使用索引,对所写的复杂的 sql, 在将它写入应用程序之前Oracle 对该 sql
的解析(plan),可以明确地看是否真正有效,还是必须进行实地的测验。合理的做法是,先在产品数据库上做一次explain . explain 会获得到
Oracle 是如何优化该 sql 的。
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