Оракл типы индексов. Удаление DROP INDEX. Уникальный индекс, UNIQUE INDEX

Кэри Миллсап, Hotsos Enterprises, Ltd

[От гл.редактора OM/RE А.Бачина : Публикация этой статьи имеет некую предысторию, которую я вкраце хочу поведать нашим читателям.
В журнале Oracle Magazine (весна 1995) Кери Миллсап (Cary Millsap), Грег Шаллхамер (Craig Shallahamer) и Миша Адлер (Micah Adler) опубликовали в статью "Predicting the Utility of the Nonunique Index." [Millsap и Al 1993 ] ("Когда использовать неуникальный индекс"). Эта статья была переведена на русский язык и опубликована в нашем журнале "Мир Oracle", который выходил еще в бумажном издании. Интернета в нашей стране еще не было (верится с трудом, но чистая правда!), поэтому статья сохранилась лишь в архивах и памяти многих наших читателей, как прекрасный источник правильного подхода к использованию индексов. Все последние годы мне хотелось заново перевести и переопубликовать эту статью, чтобы разработчики и АБД нового поколения познакомились с правильным подходом к этой проблеме. Но когда дело дошло до дела, оказалось, что ни у кого из доступных адресатов не сохранился английский вариант этой статьи. Даже у самого автора, Кери Миллсап. Когда я к нему обратился, он посоветовал перевести и опубликовать новый ее вариант, в котором грустно отметил [4 ] возможное невнимание к первоначальному тексту. Я постарался его в этом разуверить, послал ему scan-копию статьи и обложки журнала... Он был нам благодарен и разрешил переводить и публиковать статьи с сайта компании Hotsos Enterprises, чем мы, естестенно, с благодарностью еще не раз воспользуемся. Спасибо, Кери! ]

===***===***===***===

[От редакции OM/RE: На сайте корпорации Oracle появилась Oracle ACE (http://www.oracle.com/technology/community/oracle_ace/index.html) - "Аллея славы", то есть галерея наиболее прославленных Oracle-авторов,среди которых заслуженное место занимает автор данной статьи Cary Millsap. Из этой "Аллеи славы" взята публикуемая здесь фотография автора статьи. ]

Резюме

Когда следует использовать индекс? Более десяти лет разработчики приложений Oracle использовали простое rule of thumb (правило большого пальца) - эмпирическое правило для приближенных расчётов, чтобы решить, использовать ли неуникальный индекс (non-unique index). Однако, в повседневной работе мы не редко сталкиваемся с проблемами производительности, вызванными использованием этого эмпирического правила. В этой статье я излагаю следующие результаты наших исследований:

Правило большого пальца ненадежно, если можно получить процентный баланс селективности строк, чтобы определить, действительно ли нужно создавать индекс.
Индекс может существенно улучшать эффективность запросов к таблице даже только с одной строкой (a one-row table).
Доминирующим фактором вашего решения, следует ли создать индекс, должна быть селективность блоков , а не селективность строк .
Вы можете определить селективность блоков, задавая фразу where , используя SQL-запрос, приведенный в этой статье.
Значения столбцов обычно кластеризированы (сгруппированы) или естественным образом (naturally clustered), или унифицировано (naturally uniform), то есть единообразно. Вы можете использовать эти сведения, чтобы выработать более правильное решение, действительно ли надо создавать индекс.
Много новых возможностей Oracle упрощают способность хранить данные в физическом порядке, что обеспечивает превосходную производительность.

Когда использовать индекс: Традиционный Совет

В одном или каком-либо другом виде, но стандартная рекомендация, надо ли использовать индекс, по крайней мере, начиная с версии Oracle 5, звучала следующим образом:

Используйте индекс, когда запрос возвращает менее чем x% строк таблицы.

Рисунок 1 иллюстрирует понятие, когда некий порог в x% действует как точка баланса производительности Oracle в сравнении диапазонного сканирования индекса и полного сканирования таблицы, осуществляемого по путям доступа. Этот график связывает время ответа R (обычно выражаемое в секундах) в пропорции к Pr строк таблицы, которые возвращаются за данную операцию запроса.

Рисунок 1. Время ответа R в секундах как процентная функция Pr возвращаемых строк таблицы. Пунктирная линия при R = 6.75 (красная линия, если вы видите это в цвете) является временем ответа при полном просмотре таблицы. Непрерывная (синяя) линия - время ответа диапазонного сканирования индекса, который возвращает Pr процентов строк данной таблицы.

Время ответа при плане выполнения, возвращающего r строк при полном просмотре таблицы, является примерно постоянным, независимо от того, r - это одна строка или общее количество строк в таблице. Однако, время ответа диапазонного сканирования индекса увеличивается по мере того, как нарастает объем результирующих исходных строк . Процент pr = x - пороговое значение pr , когда время ответа полного просмотра таблицы и диапазонного сканирования индекса сравниваются. При значении pr < x диапазонное сканирование индекса имеет лучшую производительность. При значении pr > x лучшую производительность предоставляет полный просмотр таблицы.

Тем не менее, в этой линии рассуждения имеется большая проблема. Любое правило типа большого пальца в отношении индексов ненадежно, если существует балансовый процент типа x .

Почему правило большого пальца ненадежно

Правило большого пальца звучит примерно так: "Используйте индекс, когда запрос возвращает меньше чем x процентов от общего числа строк таблицы ". Оно основано на следующих позициях:

Если операция запроса, охватывающего весь источник строк, в результате выводит только одну строку, то диапазонное сканирование индекса более эффективно, чем полный просмотр таблицы.
Если операция запроса, охватывающего весь источник строк, в результате выводит все строки таблицы, то полный просмотр таблицы более эффективен, чем диапазонное сканирование индекса.
Поэтому должен существовать некий балансовый порог от полного числа строк в таблице, при котором стоимость получения исходных строк посредством диапазонного сканирования индекса эквивалентна получению исходных строк посредством полного просмотра таблицы. Для запроса, возвращающего меньшее количество строк, чем пороговое значение, диапазонное сканирование индекса более эффективно. Для запросов, возвращающих большее количество строк, чем пороговое значение, более эффективен полный просмотр таблицы.

Наши испытания и практический опыт показали, что позиция 1) является истинной даже для очень маленьких таблиц. Запрос, возвращающий одну строку, более эффективен, когда выполняется с использованием индекса, чем посредством полного просмотра таблицы, даже если таблица содержит только одну строку. Много людей, с которыми мы обсудили это, выразили удивление таким результатом. Этот результат также противоречит вполне конкретной рекомендации Oracle: "малые таблицы не требуют индексов" [Oracle 2001a ]. Малые таблицы могут не требовать наличия индексов, но индексы на малых таблицах могут сделать вашу систему значительно более эффективной и, следовательно, значительно более масштабируемой [2 ].

Итак, мы принимаем позицию 1), но на позиции 2) начинаются большие проблемы. Иногда намного дешевле прочитать 100 % строк таблицы, используя индекс, чем при полном сканировании таблицы.

Пример: Представим таблицу с именем interface, которая занимает (high-water mark - высшая отметка использования пространства) 10,000 блоков. Хотя в своем историческом прошлом таблица interface содержала сотни тысяч строк, сегодня таблица включает только 100 строк. Эти строки произвольно рассеяны по 30 блокам таблицы. Предположим, что таблица имеет первичный ключ на столбце с названием id, на котором, конечно, построен индекс (с именем id_u1). И далее нам надо выполнить следующий запрос:

Select id, date, status from interface i ;

Если этот запрос выполнять посредством полного просмотра таблицы, то потребуется 10,000 LIO-вызовов Oracle. Мы можем слегка переделать этот запрос, чтобы позволить Oracle выполнять его, используя индекс. Если id - числовой столбец и все значения id - неотрицательные целые числа, то следующий запрос выводит желательный набор строк посредством индекса:

Select /*+ index(i id_u1) */ id, date, status from interface i where id> -1 ;

Этот запрос потребует менее 40 LIO-вызовов Oracle. Время ответа составит примерно 10,000/40, то есть в 250 раз лучше при использовании индекса, чем при выборке 100 % строк из таблицы посредством полного ее просмотра.

Существует много разных крючков и загогулин (all sorts of hooks and crooks), которые можно исследовать на этом примере. Например, если бы фраза select содержала только id или count(id) (что может быть получено из информации индекса даже без обращения к сегменту данных), то просмотр по индексу был бы еще быстрее.

Итак, чтобы быть применимым в случаях подобных этому, эмпирическое правило (большого пальца) для любого процента проиндексированных строк должно допускать возможность, что использование индекса может быть более эффективно, чем полный просмотр таблицы даже для тех запросов, которые возвращают все 100 % строк таблицы. На рисунке 2 показан этот феномен.

Рисунок 2. Эта схема отражает ситуацию, когда таблица содержит большое количество пустых блоков. Диапазонное сканирование индекса (синяя сплошная линия) быстрее, чем полный просмотр таблицы (красная пунктирная линия), даже для запроса, возвращающего 100% строк таблицы.

Существует много случаев, когда основанные на процентах эмпирические правила являются ненадежными. Имеется также большая проблема, связанная с высказанным ранее постулатом 3). Эта проблема еще покажет себя в ходе дальнейшего изложения.

Неравномерно эволюционирующий признак x

Упомянутая большая проблема эмпирического правила индексации состоит в том, что нет четкой ясности, какое значение x должно использовать. Если проследить историю рекомендаций для x в документации Oracle, то вы найдете следующее: [3 ]

Положение даже хуже, чем показано в таблице. Если память мне не изменяет, ранний выпуск производственной документации Oracle7 содержал рекомендацию для x как "1-15 процентов". Я был потрясен тем, насколько широк был диапазон. Если же углубиться в этот вопрос, некоторые из моих друзей из Oracle Applications development очень убедительно говорили, что в своих приложениях они часто наблюдали значение x более 40.

Многие люди полагают, что причина, по которой качается (wiggling) x, состоит в том, что Oracle продолжает совершенствовать работу оптимизатора (optimizer). Но это не всеобщая действительная причина. Причина же того, что значение x стал таким движущимся объектом (moving target), в том, что авторы рекомендаций не сумели выявить истинные параметры, которые дают сбалансированное значение.

Критический параметр - это число блоков Oracle ниже высшей точки заполнения (high-water mark) таблицы, которую можно игнорировать при использовании индекса . Путь построения правила создания индекса, которое превзойдет эмпирическое правило большого пальца и которое сделает жизнь более легкой, должен включать вопрос: "Какой план выполнения потребует меньшее число блоков Oracle, которые должны быть просмотрены? "

Для любого источника строк, с более чем одной строкой, индекс во много раз позволяет Вам сократить PIO-вызовы. Число PIO-вызовов для блоков данных, которое игнорируется при задействовании индекса, зависит от следующего:

Сколько блоков ниже high-water mark таблицы содержат по крайней мере по одной строке, которая удовлетворяла бы фразе where вашего запроса? Если "интересующие" вас строки распределены однородно по всей таблице, то можно выяснить, когда использование индекса неэффективно даже при невероятно "хороших" значениях селективности строк.

Пример: Мы желаем оптимизировать следующий запрос:

select id, date from shipment where flag="x"

Загруженная таблица shipment содержит 1,000,000 строк, хранимых в 10,000 блоках Oracle. Только 10,000 строк соответствуют критерию flag="x". Поэтому селективность строк на столбце flag со значением x очень "хорошая" - 1 %. Однако, физическое распределение строк в shipment такова, что каждый отдельный блок в таблице содержит ровно одну строку, для который flag="x" . Следовательно, используем ли мы индекс на столбце flag или нет, чтобы удовлетворить этот запрос, мы должны просмотреть все блоки таблицы. Поэтому полный просмотр таблицы будет более эффективен, чем диапазонное сканирование индекса даже при том, что запрос возвращает только 1% строк из таблицы.
Может ли Oracle выполнять требования фразы select запроса, используя исключительно данные, хранящиеся в индексе? Если да, то индекс может вообще устранить потребность обращения к таблице. Столбцы в индексе - это обычно небольшой поднабор столбцов индексированной таблицы. Следовательно, число листовых блоков в индексе обычно намного меньше, чем число блоков ниже high-water mark в соответствующей таблице. Поэтому сканирование даже всего индекса может быть дешевле, чем просмотр диапазона блоков в таблице.

Притча об индексаторах

Давайте раскроем важность концепции, называемой селективностью блоков с помощью истории. Речь пойдет о …

Представим себе книгу с названием Brief History of Humanity (Краткая История Человечества ), резюме на 1,000 страницах фактически обо всем, что наша порода сделала, с тех пор как мы обрели способность все это выражать словами. Представим, что из этой большой книги вы заинтересовались сведениями об Александре Великом. Как вы будете искать их? Конечно, через индекс книги.
Индекс точно сообщит вам, на каких страницах находится информацию об Александре Великом. Вы, вероятно, отметите индекс, а затем пойдете поиском прямого доступа по номеру страницы с "Александр". Когда вы обработаете одну секцию, то вернетесь назад к отмеченной странице индекса, чтобы узнать, куда нужно далее обратиться, чтобы найти дальнейшие сведения. Наконец, вы сделаете еще один заход в индекс, чтобы удостовериться, что истощен список номеров страниц, которые содержат интересующую вас информацию.
Теперь представьте себе, что в отличие от обычных книг, каждое отдельное слово этой книги находится в индексе. В индексе такой книги вы сможете найти местоположения даже таких слов, как "the" ("<определенный артикль>"). Теперь давайте скажем, что в Brief History of Humanity нас интересует полный список слов, которые следуют за словом "the". Запрашивая слова, которые следуют за словом "the", по индексу мы не сможем найти все, что ищем; для этого мы должны обратиться к фактическому тексту.

Экстраординарная частота слова "the", вероятно, сделает эту работу абсолютно невыполнимой даже при наличии индекса. "Давайте посмотрим, где есть "the"… Ах да, "the" есть на первой странице." Хорошо, что вы отметили первую "the" страницу в индексе. Тогда щелкнете по индексу для первой страницы. Вы расположите слово после первого "the". Потом вы возвращаетесь к индексу, чтобы найти следующую страницу, на которой появляется "the" - это также страница один. Вы будете ходить вперед и назад, пока вы не посетите каждую страницу всех множеств книжных времен. Вы будете щелкать по книге назад и вперед столько много раз, что ее переплет, вероятно, полностью износится.

Теперь представим, что существует Reader"s Digest Large Print for Easier Reading (Справочник Читателя для Большого Издания для более легкого чтения) этой Brief History of Humanity (Краткой Истории Человечества). Далее представим себе, что основная книга напечатана буквами по 72 пункта. Поэтому Brief History of Humanity содержит только по 20-30 слов на странице. И хотя слово "the" достаточно общее и фактически появляется на каждой странице обычной книги, оно уже не достаточно обычно, чтобы появляться на каждой странице справочника Large Print. В этих новых условиях индекс имеет очень большую полезность для нашего небольшого проекта "find the word after the "the"" ("найти слово после "the""), потому что теперь индекс позволяет нам пропускать большее количество страниц.

Это - 72-пунктовый шрифт. Справочник Large Print for Easier Reading для книги Brief History of Humanity содержит намного меньшее количество ссылок, чем к каждой странице стандартного размера.

Разгадка мифа

Параметры, которые влияют на полезность индекса при диапазонном сканировании, при котором требуется rowid-доступ к таблице, следующие:

Понимание параметров полезности индекса разрушает миф, почему люди не могут сделать хороший выбор значения x .

Когда создатели документации Oracle писали руководство по настройке Oracle6 (Oracle version 6 tuning guide), они, вероятно, использовали таблицы типа dept в схеме scott/tiger в базе данных Oracle с блоками 2КБ. Когда создавалась документация по Oracle7, они, вероятно, протестировали те же самые запросы, что и прежде. Но, вероятно, использовался "new" ("новый") 4КБ размер блока Oracle, который вошел в моду с Oracle7. Так как большие блоки хранили большее число строк, чем прежде, наблюдаемое значение x было ниже. Индексы, очевидно, оказались менее полезными, чем они были в Oracle6. Выявленный порог снизился с 10-15 до 2-4 %.
Документация по Oracle8i и Oracle9i намного лучше раскрывает тему полезности индексов. Теперь, как общее положение, Oracle использует x = 15 , но упоминается, что значение "varies greatly" ("существенно варьирует"). Кластеризация (clustering) и скорость полного сканирования (full-scan) упоминаются как изменяющиеся параметры, но не упоминаются ни размер блока, ни размер строки как параметры кластеризации [Oracle 2001a ].
Вы не забыли наших хороших друзей из Oracle Applications development, которые объявляли хорошими результаты при x> 40 ? Почему они были убеждены в значении, так драматично отличном от всего, что говорила официальная документация Oracle? Не трудно понять их точку зрения, если вы подумаете о среде, в которой они находятся. Во-первых, их таблицы имеют огромные (huge) строки. Таблицы многих приложений включают более 200 столбцов в строке. Во-вторых, по разным причинам Oracle Applications являются "little slow" ("немного медленными") в плане восприятия новых технологий, предлагаемые ядром (kernel). С середины 1990-ых они почти исключительно использовали 2KB-блок базы данных. Разумеется, изменение размера блока в больших базах данных Oracle Applications - это огромная работа, не говоря уже о, по-видимому, непреодолимой работе по проверке правильности планов выполнения SQL-предложений. Коль уж так случалось, комбинация больших строк и маленьких блоков привела к наблюдаемому более высокому значению порога x, чем понаблюдениям многих других групп.

Что же теперь?

Мой вам совет:

Забудьте все о правилах индексации типа большого пальца, основанных на процентах.

На самом деле не имеется никакого диапазона процентов, который даст вам надежный результат. Имеются запросы, возвращающие 1 % или меньшее число строк таблицы, которые более эффективно выполняются полным просмотром таблицы, нежели с использованием индекса. И существуют запросы, возвращающие все 100 % строк таблицы, которые более эффективно выполняются посредством индекса. Но если вы настаиваете на выборе значения для x , я рекомендую найти такое значение, которое одновременно является меньше 1% и больше или равно 100%. Так как никакое такое число не существует, я рекомендую, чтобы вы полностью переключили свое внимание в другую сторону от правил индексации типа большого пальца, основанных на процентах.

Технология оптимизации Oracle проделала длинный путь, начиная с внедрения основанного на стоимости (cost-based) оптимизатора Oracle (это было весьма хорошо в Oracle8i ). Все что требуется от Вас - это определить, какие создать индексы. Ядро Oracle только тогда будет использовать созданные вами индексы, когда это эффективно. Но создание индекса, который никогда не будет хорошо использоваться, - только трата и места, и времени . Поэтому вы должны сами решать, создавать индекс или нет? Ответ в селективности блоков.

Селективность блоков

Вы, вероятно, уже знакомы с концепцией селективности строк. Вы можете определить селективность строк данного предиката из фразы where, как число строк, возвращенных предикатом (r), разделенное на общее число строк в таблице (R):

- определение селективности строк (row selectivity)

Селективность блоков можно определять, аналогично задавая в фразе where предикат отношения числа блоков данных, содержащих по крайней мере одну строку, отвечающую условию предиката (b), к общему количеством блоков данных ниже high-water mark (B):

Определение селективности блоков (block selectivity)

Различие между селективностью строк и селективностью блоков весьма существенно, потому что селективность блоков почти всегда хуже - часто много хуже - селективности строк. Ранее на примере таблицы shipment мы видели flag ="x" . Для этого предиката получается селективность строк 1 %, а селективность блоков 100 %.

Вы можете вычислить селективность строк и селективность блоков, используя SQL-скрипт из следующего примера, который мы назвали hds.sql [Holt 2002 ].

1 rem $Header: /usr/local/hotsos/RCS/hds.sql,v 1.8 2002/01/07 18:12:27 hotsos Exp $ 2 rem Copyright (c) 2000-2002 by Hotsos Enterprises, Ltd. All rights reserved. 3 rem Author: [email protected] 4 rem Notes: Hotsos data selectivity using a full table scan for the row count. 5 6 define v_substr7 = "substr(rowid,15,4)//substr(rowid,1,8)" 7 define v_substr8 = "substr(rowid,7,9)" 8 define v_over = "substr(""&_O_RELEASE"",1,1)" 9 10 col dummy new_value v_substr 11 12 set termout off heading on pause off 13 14 select decode(&v_over, "7", "&v_substr7", "&v_substr8") dummy 15 from dual; 16 17 set termout on verify off feedback off pages 10 18 19 accept p_town prompt "TableOwner: " 20 accept p_tname prompt "TableName: " 21 accept p_clst prompt "ColumnList: " 22 accept p_where prompt "WhereClause: " 23 accept p_pgs prompt "PageSize: " 24 25 variable fblks number 26 27 declare 28 tblks number; 29 tbytes number; 30 ublks number; 31 ubytes number; 32 luefid number; 33 luebid number; 34 lublk number; 35 begin 36 sys.dbms_space.unused_space(37 upper("&p_town"), upper("&p_tname"), "TABLE", 38 tblks, tbytes, ublks, ubytes, luefid, luebid, lublk, null 39); 40:fblks:= tblks - ublks; 41 end; 42 / 43 44 col blks form 9,999,999,999 heading "Table blocks below hwm/(B)" just c 45 col nrows form 999,999,999,999 heading "Table rows/(R)" just c new_value v_nrows 46 47 select:fblks blks, count(*) nrows 48 from &p_town..&p_tname; 49 50 col bs form a17 heading "Block selectivity/(pb = b/B)" just c 51 col nblks form 9,999,999,999 heading "Block count/(b)" just c 52 col rs form a17 heading "Row selectivity/(pr = r/R)" just c 53 col nrows form 999,999,999,999 heading "Row count/(r)" just c 54 55 set pause on pause "More: " pages &p_pgs 56 57 select &p_clst, 58 lpad(to_char(count(distinct &v_substr)/:fblks*100,"990.00")//"%",17) as bs, 59 count(distinct &v_substr) nblks, 60 lpad(to_char(count(*)/&v_nrows*100,"990.00")//"%",17) rs, 61 count(*) nrows 62 from &p_town..&p_tname &p_where 63 group by &p_clst 64 order by bs desc;

Использование скрипта hds.sql очевидно. Однако, получение полной информации о распределении данных в таблице может быть очень дорогим. В зависимости от ваших данных, этот запрос может выполняться и минуты, и часы. Это объясняет, почему стоимостной оптимизатор Oracle полагается на хранимую статистику вместо самостоятельного анализа данных, когда вычисляет или утверждает план выполнения. Следующий пример иллюстрирует, как мы используем данные hds.sql.

Пример: система имеет таблицу с именем po.cs_ec_po_items . Наша цель состоит в том, чтобы оптимизировать несколько подопераций запроса, которые во фразе where используют предикат ec_po_id =:vas . Что получится, если мы создадим индекс на столбце ec_po_id ? Мы можем использовать скрипт hds.sql, чтобы получить истинную информацию о распределении данных по различным значениям ec_po_id :

Выходные данные скрипта hds.sql отсортированы по убыванию селективности блоков. Листинг обычно содержит тысячи строк, но все самые плохие данные (worst-case data) - в данном случае представляющие наиболее интересную часть - находятся наверху. Поэтому мы обычно обрываем листинг hds.sql после выдачи одной-двух страниц.

Заметим, что для этой таблицы имеет место превосходная селективность строк для каждого значения ec_po_id . "Самое плохое" значение селективности строк - только 0.54 % . Это означает, что только полпроцента строк таблицы имеет значение ec_po_id = "8" . Однако столбец селективности блоков представляет нам совсем другую историю. Селективность блоков ec_po_id = "8" составляет 63.50%. Это значит, что почти двух третях блоков таблицы содержится по крайней мере по одной строке, для который ec_po_id = "8" .

Должны ли мы создать индекс на ec_po_id ? Можно потратить полдня или более, вычисляя "back of the envelope" ("быстро и легко определяемый") ответ, пытаясь вычислить по формулам затраты плана выполнения. Но оптимизатор Oracle может сделать эту работу за вас. Наиболее точный и, в конечном счете, наименее отнимающий время метод для определения ответа состоит в том, чтобы выполнить тестирование на фактической базе данных Oracle. Лучший способ определить относительные затраты двух планов выполнения состоит в том, чтобы выполнить их на некоих тестовых данных с установкой опции sql_trace=true . Если нужна большая детальность в части, скажем, использования других (не-CPU) механизмов, которых задействует Oracle в течение выполнения запроса, то протрассируйте выполнение с использованием Oracle-события 10046 на уровне 8 [Hotsos 2002 ]. Если нужно большее количество данных о том, почему оптимизатор выбрал такой план, который сам и сделал, то протрассируйте выполнение с Oracle-событием со случаем 10053 [Lewis 2001 ].

Из листинга hds.sql мы узнаем граничные условия, которые нужно проверить. Например, мы теперь знаем, что при тестировании следует ответить на следующие запросы:

Выполнится ли запрос select foo from cs_ec_po_item where ec_po_id="8" быстрее с индексом на ec_po_id ?
Выполнится ли сколько-либо быстрее запрос с индексом для ec_po_id = "45" ?
Выполнится ли сколько-либо быстрее запрос для ec_po_id , которые имеют селективность блоков меньше чем 1 %? (Поскольку отчет сортируется в нисходящем порядке селективности блоков, значения с лучшей селективности блоков в нем не показываются.)

Ваше окончательное решение о построении индекса, конечно, зависит от того, превышает ли выгода от наличия индекса стоимость его наличия. Эти затраты могут включать:

Случайная деградация планов выполнения других запросов. В приложениях, которые все еще используют синтаксический оптимизатор Oracle, это представляет очевидный риск. Создание индекса для оптимизации предложения А может случайно деградировать производительность некоторого другого предложения B . К счастью, в стоимостной оптимизации, особенно для гистогамм (histograms) это явление становится все более редким.
Увеличение времени DML-ответа для конкретной таблицы. Однако я видел, как люди драматически переоценивают важность этого фактора. Не гадайте об этом; спрофилируйте трассовые данные ваших DML-операций, чтобы выяснить их истинную стоимость.
Увеличение объема пространства для размещения индекса. Когда-то количество места, нужного для индекса, было материально важным фактором при определении, строить ли индекс. С сегодняшними ценами на диски это почти к делу не относится.

Когда используется инструмент подобно скрипту hds.sql, наблюдается один из трех вариантов:

Селективность блоков каждого значения настолько хороша, что вы определенно хотите создать индекс для столбца.
Селективность блоков каждого значения настолько низка, что вы определенно не хотите создать индекс для столбца.
Селективность блоков низка для некоторых значений, но хороша для других. В этом случае, необходимо решить, достаточна ли полезность индекса в хороших случаях, чтобы компенсировать стоимость его наличия.

Решения в случаях 1 и 2 очевидны. А ситуация 3, вероятно, именно та, в которой вы пребываете наиболее часто. Пользователи стоимостного оптимизатора Oracle до релиза 7.3 стояли перед жестким выбором. Если индекс не создавался, то был велик риск низкой производительности при некоторых значениях во фразе where; если индекс создавался, то был риск низкой производительности для других значений. Новейшие версии стоимостного оптимизатора Oracle делают жизнь намного проще. Если в наши дни вы регулярно исполняете свои обязанности по сбору статистики , подобная ситуация намного менее вероятна, и ошибочное создание мало пригодного индекса причинит экстремальные издержки (torture - пытка) вашим пользователям.

Пример: Представим себе, что секционированная таблица содержит столбец id со следующим распределением данных:

Показанное здесь распределение данных сильно перекошено (highly skewed). Теперь выдадим следующий запрос к этой таблице:

select name from division d where id=:a1

Без гистограмм стоимостной оптимизатор может предположить, что имеются десять различных значений id, каждый id отвечает за примерно 1/10 строк таблицы. Это предположение заставит его вспомнить хорошую идею использовать индекс на столбце id. И так было бы до тех пор, пока :a1 != "01" .

Сила гистограммной (histogram-based) оптимизации состоит в том, что должным образом реализованный [9 ] гистограммный оптимизатор заметит, когда:a1 = " 01" и не будет пытаться использовать индекс на id. Без гистограммной оптимизации разработчик приложений должен или

оптимизировать запрос так, чтобы было эффективно, если:a1 = " 01 ", но крайне неэффективно иначе [10 ]; или
вы должны написать процедурную логику, которая использует одно SQL-предложение для обычных значений и другое SQL-предложение для редких значений. Oracle General Ledger генерирует динамические SQL-предложения, используя метод 2 для функций Financial Statement Generator. Это умно, но одновременно и беспорядок (a mess).

Значения не часто распределяются произвольным образом

Недавняя документация по Oracle приводит предположение, что "строки в таблице упорядочены произвольно (randomly ordered) в отношении столбца, на котором базируется запрос" . Это предположение немного упрощает написание Oracle-документации, но это делает этот совет Oracle менее полезным, чем он мог бы быть.

В результате действий с hds.sql можно увидеть, что иногда значения столбца естественным образом группируются, и остаться сгруппированными навсегда.

Пример: таблица shipment имеет столбец состояния, называемый shipped, который принимает значение "y" , тогда и только тогда, когда пункт заказа был отгружен (shipped). Поскольку заказы имеют тенденцию отправляться, грубо говоря, в той же последовательность, что были введены, таблица shipment через какое-то время имеет хорошую естественную кластеризацию по значениям shipped="n" , как это показано на рисунке 3. Кластеризация строк с shipped="n" улучшает полезность индекса при поиске строк с shipped="n" .

Рисунок 3. Значения столбца состояния имеют тенденцию к естественной кластеризации.

Противоположностью сгруппированного распределения является однородное распределение. Если значения столбца имеет истинное однородное распределение в пределах таблицы, то экземпляры данного значения физически равноудалены друг от друга.

Пример: таблица address имеет столбец с именем state , который содержит двух литерный код штата или провинции. В приложении, которое использует эту таблицу, нет никаких очевидных отношений между временем, когда была вставлена строка клиента, и значением state клиента. Следовательно, физическое распределение каждого значения state практически однородно. Хотя state ="TX" истинно, возможно, только для одной строки из 30, лишь немногие блоки таблицы не имеют ни одной строки с state ="TX" . Рисунок 4 показывает эту ситуацию.

[Блок содержит по крайней мере одну строка с state = "TX"
Блок не содержит ни одной строки, для который state ="TX" ]

Рисунок 4. Индекс на state имеет низкую полезность для state ="TX ".

Использование здесь индекса по с state , вероятно, было бы неэффективно для поиска любого "известного" ("popular") кода штата. Но если, например, имеется один или более штатов с много меньшим количеством строк, чем наличествует блоков в таблице address , и если Вы часто ищете коды таких штатов и используете гистограммы, тогда создание индекса по state , вероятно, поможет вашему приложению.

Столбцы Status иногда могут самостоятельно группироваться естественным образом. Но при отсутствии любого искусственного внешнего влияния столбцы type в большинстве имеют тенденцию к однородному физическому распределению. Существует несколько типов воздействия на физическое хранение данных в таблице. Можно предписать определенную физическую упорядоченность данным, используя:

Секционирование (partitioning) таблиц и индексов Oracle
Индекс-организованные таблицы Oracle
Периодические операционные процедуры обслуживания для удаления строк и затем повторной их вставки в предпочтительном физическом порядке
Использование кластерных (cluster) сегментов Oracle, вместо табличных сегментов

Без нужды не предполагайте, что распределение ваших данных случайно (random). Выясните это с помощью hds.sql. Любые приемы, предписывающие физическую упорядоченность, принесут как выгоды, так и затраты вашему бизнесу. Если изменение физического распределения данных одновременно помогает максимизировать чистую прибыль вашей компании, поток наличности (cash flow) и возврат инвестиций, тогда делайте это [Goldratt 1992 ].

Заключение

Многие источники учат, что решения по индексации надо принимать на базе анализа предиката селективности строк во фразе where . Еще хуже, когда некоторые источники обсуждают применение индексации в терминах селективности строк для всего столбца, что полностью игнорирует возможность его асимметричности. Однако селективность строк - ненадежное основание для решения о создании индекса. Лучший способ смягчать риск состоит в том, чтобы проверить фактическую производительность SQL-предложения на проверенных тестовых данных. Инструмент, подобный скрипту hds.sql, который выдает информацию о селективности блоков , повышает надежность и эффективность вашего испытания, раскрывая критические значения столбца, на котором вы собираетесь проверить производительность.

Стоимостной (cost-based) оптимизатор Oracle делает более простым ответ на вопрос, надо ли строить индекс, поскольку он вырабатывает более продвинутые решения по использованию индексов, чем это может сделать синтаксический (rule-based) оптимизатор. Но для реализаций, которые все еще полагаются на синтаксический оптимизатор Oracle, понимание важности селективности блоков может быть жизненно важно для производительности приложений Oracle. Как только определятся характеристики селективности блоков, необходимо исключить пассивный подход к физической упорядоченности ваших данных. Много возможностей, привнесенных в СУБД Oracle, начиная с выпуска 7.3, упрощают ваши действия по хранению данных в физической упорядоченности, что обеспечивает превосходную производительность.

Примечания:

CREATE INDEX . The following statement creates an index named emp_ename for the ename column of the emp table:

CREATE INDEX emp_ename ON emp(ename) TABLESPACE users STORAGE (INITIAL 20K NEXT 20k PCTINCREASE 75);

Notice that several storage settings and a tablespace are explicitly specified for the index. If you do not specify storage options (such as INITIAL and NEXT) for an index, the default storage options of the default or specified tablespace are automatically used.

Creating a Unique Index Explicitly

Indexes can be unique or non-unique. Unique indexes guarantee that no two rows of a table have duplicate values in the key column (or columns). Non-unique indexes do not impose this restriction on the column values.

Create a new temporary tablespace using the CREATE TABLESPACE or CREATE TEMPORARY TABLESPACE statement.

Use the TEMPORARY TABLESPACE option of the ALTER USER statement to make this your new temporary tablespace.

Create the index using the CREATE INDEX statement.

Drop this tablespace using the DROP TABLESPACE statement. Then use the ALTER USER statement to reset your temporary tablespace to your original temporary tablespace.

Using this procedure can avoid the problem of expanding your usual, and usually shared, temporary tablespace to an unreasonably large size that might affect future performance.

Creating an Index Online

You can create and rebuild indexes online. This enables you to update base tables at the same time you are building or rebuilding indexes on that table. You can perform DML operations while the index build is taking place, but DDL operations are not allowed. Parallel execution is not supported when creating or rebuilding an index online.

The following statements illustrate online index build operations:

CREATE INDEX emp_name ON emp (mgr, emp1, emp2, emp3) ONLINE;

Keep in mind that the time that it takes on online index build to complete is proportional to the size of the table and the number of concurrently executing DML statements. Therefore, it is best to start online index builds when DML activity is low.

Creating a Function-Based Index

Function-based indexes facilitate queries that qualify a value returned by a function or expression. The value of the function or expression is precomputed and stored in the index.

In addition to the prerequisites for creating a conventional index, if the index is based on user-defined functions, then those functions must be marked DETERMINISTIC . Also, you just have the EXECUTE object privilege on any user-defined function(s) used in the function-based index if those functions are owned by another user.

Additionally, to use a function-based index:

The table must be analyzed after the index is created.

The query must be guaranteed not to need any NULL values from the indexed expression, since NULL values are not stored in indexes.

CREATE INDEX stores the timestamp of the most recent function used in the function-based index. This timestamp is updated when the index is validated. When performing tablespace point-in-time recovery of a function-based index, if the timestamp on the most recent function used in the index is newer than the timestamp stored in the index, then the index is marked invalid. You must use the ANALYZE INDEX...VALIDATE STRUCTURE statement to validate this index.

To illustrate a function-based index, consider the following statement that defines a function-based index (area_index) defined on the function area(geo) :

CREATE INDEX area_index ON rivers (area(geo));

In the following SQL statement, when area(geo) is referenced in the WHERE clause, the optimizer considers using the index area_index .

SELECT id, geo, area(geo), desc FROM rivers WHERE Area(geo) >5000;

Table owners should have EXECUTE privileges on the functions used in function-based indexes.

Because a function-based index depends upon any function it is using, it can be invalidated when a function changes. If the function is valid, you can use an ALTER INDEX...ENABLE statement to enable a function-based index that has been disabled. The ALTER INDEX...DISABLE statement lets you disable the use of a function-based index. Consider doing this if you are working on the body of the function.

An alternative to creating a function-based index is to add a virtual column to the target table and index the virtual column. See "About Tables" for more information.

Creating a Key-Compressed Index

Creating an index using key compression enables you to eliminate repeated occurrences of key column prefix values.

Key compression breaks an index key into a prefix and a suffix entry. Compression is achieved by sharing the prefix entries among all the suffix entries in an index block. This sharing can lead to huge savings in space, allowing you to store more keys for each index block while improving performance.

Key compression can be useful in the following situations:

You have a non-unique index where ROWID is appended to make the key unique. If you use key compression here, the duplicate key is stored as a prefix entry on the index block without the ROWID . The remaining rows become suffix entries consisting of only the ROWID .

You have a unique multicolumn index.

You enable key compression using the COMPRESS clause. The prefix length (as the number of key columns) can also be specified to identify how the key columns are broken into a prefix and suffix entry. For example, the following statement compresses duplicate occurrences of a key in the index leaf block:

CREATE INDEX emp_ename ON emp(ename) TABLESPACE users COMPRESS 1;

The COMPRESS clause can also be specified during rebuild. For example, during rebuild you can disable compression as follows:

ALTER INDEX emp_ename REBUILD NOCOMPRESS;

Creating an Invisible Index

Beginning with Release 11g , you can create invisible indexes. An invisible index is an index that is ignored by the optimizer unless you explicitly set the OPTIMIZER_USE_INVISIBLE_INDEXES initialization parameter to TRUE at the session or system level. Making an index invisible is an alternative to making it unusable or dropping it. Using invisible indexes, you can do the following:

Test the removal of an index before dropping it.

Use temporary index structures for certain operations or modules of an application without affecting the overall application.

Unlike unusable indexes, an invisible index is maintained during DML statements.

To create an invisible index, use the SQL statement CREATE INDEX with the INVISIBLE clause. The following statement creates an invisible index named emp_ename for the ename column of the emp table:

CREATE INDEX emp_ename ON emp(ename) TABLESPACE users STORAGE (INITIAL 20K NEXT 20k PCTINCREASE 75) INVISIBLE ;

Структура B-дерева имеет следующие преимущества:

B-дерево автоматически поддерживается в сбалансированном виде.

Все блоки-листья в дереве расположены на одном уровне, следовательно, поиск любой записи в индексе занимает примерно одно и то же время.

B-деревья обеспечивают хорошую производительность для широкого спектра запросов, включая поиск по конкретному значению и поиск в открытом и закрытом интервалах (благодаря ссылкам между блоками-листьями).

Модификация данных таблицы выполняется достаточно эффективно, т.к. в блоках индекса обычно есть свободное место для размещения новых значений, а полная перестройка дерева выполняется достаточно редко.

Производительность B-дерева одинаково хороша для маленьких и больших таблиц, и не меняется существенно при росте таблицы.

Использование индексов

Синтаксис команды create index следующий:

create index <имя_индекса>

on <имя_таблицы>(<поле1> [, <поле2>,...]) [<параметры>];

Имя индекса должно быть уникальным среди имён объектов БД. Если индекс составной, то входящие в него поля перечисляются через

запятую. Необязательные <параметры> зависят от используемой СУБД. Например, в Oracle с помощью следующей команды можно создать составной индекс для таблицы СОТРУДНИКИ (EMP) по полямФамилия (fam) иИмя (name):

create index ind_emp_name on emp(fam, name) TABLESPACE MY_INDEXES;

Индексы и таблицы желательно создавать в разных табличных пространствах.

Использование индексов

Выбор столбцов для индекса определяется следующими соображениями:

В первую очередь выбираются столбцы, которые часто встречаются в условиях поиска.

Стоит индексировать столбцы, которые используются для соединения таблиц или являются внешними ключами. В последнем случае наличие индекса позволяет обновлять строки подчинённой таблицы без блокировки основной таблицы, когда происходит интенсивное конкурентное обновление связанных между собою таблиц.

Нецелесообразно индексировать столбцы с низкой селективностью. Исключения для низкой селективности составляют случаи, при которых выборка чаще производится по редко встречающимся значениям.

Не индексируются столбцы, которые часто обновляются, т.к. команды обновления ведут к потере времени на обновление индекса.

Не индексируются столбцы, которые часто используются как аргументы выражений или функций: как правило, это не позволяет использовать индекс.

Использование индексов

В некоторых случаях использование составного индекса предпочтительнее, чем одиночного, а именно:

Если в запросах часто используются только столбцы, участвующие в индексе, система может вообще не обращаться к таблице для поиска данных.

Несколько столбцов с низкой селективностью в комбинации друг с другом могут дать гораздо более высокую селективность.

Обращение к составному индексу возможно только в том случае, если в условиях выбора участвуют столбцы, представляющие собой лидирующую часть составного индекса. Если индекс, например, включает поля (X, Y, Z), то обращение к индексу будет происходить в тех случаях, когда в условии запроса участвуют поля XYZ, XY или X, причём именно в таком порядке.

Использование индексов

Вопрос. Будет ли система пользоваться индексом при выполнении следующих запросов:

1) SELECT * FROM emp;

2) SELECT * FROM emp

WHERE name = "Даль";

3) SELECT * FROM emp

WHERE sex = "ж";

4) SELECT depno, count(*) FROM emp GROUP BY depno;

5) SELECT * FROM emp e, child c WHERE e.tabno=c.tabno;

Необходимое условие использования индекса: в запросе есть условие на значение индексируемого поля.

Достаточное условие использования индекса: запрос по индексу выполняется быстрее, чем без индекса (повышение эффективности).

Индекс имеет смысл, если нужно обеспечить доступ одновременно не более чем к 4-5% данных таблицы. Помните, что применение индексов для извлечения строк требует двух операций чтения: индекса и затем таблицы.

Избегайте создания индексов для сравнительно небольших таблиц. Для таких таблиц больше подходит полное сканирование. В случае маленьких таблиц нет необходимости в хранении данных и таблиц, и индексов.

Создавайте первичные ключи для всех таблиц. При назначении столбца в качестве первичного колюча Oracle автоматически создаст индекс по этому столбцу.

Индексируйте столбцы, участвующие в многотабличных операциях соединения.

Индексируйте столбцы, которые часто используются в конструкциях WHERE.

Использование индексов в Oracle

Индексируйте столбцы, участвующие в операциях ORDER BY и GROUP BY или других операциях, таких как UNION и DISTINCT, включающих сортировку. Поскольку индексы уже отсортированы, объем работы по выполнению необходимой сортировки данных для упомянутых операций будет существенно сокращен.

Столбцы, стоящие из длинно-символьных строк, обычно плохие кандидаты на индексацию.

Столбцы, которые часто обновляются, в идеале не должны быть индексированы из-за связанных с этим накладных расходов.

Индексируйте таблицы в которых мало строк имеют одинаковые значения.

Сохраняйте количество индексов небольшим.

Составные индексы могут понадобиться там, где одностолбцовые значения сами по себе не уникальны. В составных индексах первым столбцом ключа должен быть столбец в котором количество строк с одинаковым значением минимально.

Битовые индексы Oracle

Битовые индексы (BITMAP) используют битовые карты для указания значения индексированного столбца. Это идеальный индекс для столбца с низкой кардинальностью (число уникальных записей в таблице мало) при большом размере таблицы.

Эти индексы обычно не годятся для таблиц с интенсивным обновлением, но хорошо подходят для приложений хранилищ данных. Битовые индексы состоят из битового потока (единиц и нулей) для каждого столбца индекса. Битовые индексы очень компактны по сравнению с нормальными индексами на основе B-деревьев.

Битовые индексы Oracle

Для создания битового индекса используется оператор^ CREATE BITMAP INDEX day_ind ON tab(day) TABLESPACE MY_INDEXES;

Индексы Oracle с реверсированным ключом

Индексы с реверсированным ключом – это, по сути, то же самое, что и индексы B-деревьев, за исключением того, что байты данных ключевого столбца при индексации меняют порядок на противоположный. Порядок столбцов остается нетронутым, меняется только порядок байтов. Самое большое преимущество применения индексов с реверсивным ключом состоит в том, что они исключают неприятные последствия упорядоченной вставки значений в индекс. Вот как создается индекс с реверсированным ключом:

CREATE INDEX reverse_idx ON employee(emp_id) REVERSE;

При использовании индекса с реверсированным ключом базы данных не сохраняет ключи индекса друг за другом в лексикографическом порядке. Таким образом, когда в запросе присутствует предикат неравенства, ответ получается медленнее, поскольку база данных вынуждена выполнять полное сканирование таблицы. При индексе с реверсированным ключом база данных не может запустить запрос по диапазону ключа индекса.

Index (Индексы)

Типы индексов:
Индексы в виде B-дерева (B-tree) – самые распространенные и используются по умолчанию
Кластерные индексы в виде B-дерева – определяются специально для кластера
Индексы хэш-кластера – определяются специально для хэш-кластера
Глобальные и локальные индексы – относятся к секционированным таблицам и индексам
Индексы с инвертированным ключом – полезны в среде Oracle Real Application Cluster
Битовые индексы – компактные, подходят для столбцов с небольшим набором значений
Индексы на базе функций – содержат заранее вычисленные значения функции/выражения
Индексы домена – зависят от приложения или картриджа

B*Tree
Структура индекса выглядит так:

Блоки самого нижнего уровня в индексе, которые называют листовыми вершинами (leaf blocks ), содержат все проиндексированные ключи и идентификаторы строк (rowid на схеме), ссылающиеся на соответствующие строки. Промежуточные блоки над листовыми вершинами называют блоками ветвления (branch blocks ). Они используются для переходов по структуре. Самый верхний блок называется корневым (root block ), он относится к группе branch blocks.

Индексы состоят из одного или более уровней branch blocks и одного уровня leaf blocks.

Index height - высота индекса, кол-во уровней индекса
blevel - высота кол-ва уровней branch blocks

Пример
Создадим новую пустую таблицу и создадим индекс по ней. Индекс будет состоять из одного пустого блока (он будет одновременно и root и leaf блоком). Index height = 1, blevel = 0.

Добавим строки в таблицу. По мере того как новые строки будут вставлять в таблицу, новые индексные записи будут добавляться в блок индекса, до тех пор пока блок не заполнится.
Далее Oracle выделяет два новых индексных блока и переносит все записи из начального блока (root block) в эти два новых блока, и добавляет в root block указатели(RBA - Relative Block Address) на эти два новых блока (которые теперь являются листовыми) и наименьшее проиндексированное значение из каждого из этих двух листовых блоков. RBA1 - min(value) leaf_blk_1, RBA2 - min(value) leaf_blk_2. Таким образом Oracle с этой информацией из root блока может искать нужное значение в листовых блоках.
Теперь Index height = 2, blevel = 1.

Продолжаем вставлять строки в таблицу. Два leaf блока заполняются индексами, и когда они заполнятся, Oracle добавит ещё один листовой блок, содержимое старого заполненного блока, куда должен был бы попасть новый индекс распределяется между старым и новым листовыми блоками. Указатель на новый листовой блок помещается в root блок. Каждый раз когда листовой блок заполняется и разделяется на новый, в root записывается указатель, таким образом со временем заполнится и root блок.

Когда root блок полностью заполнится указателями, произойдёт его разделение на два branch блока, над которыми будет root блок с указателями на эти два блока. Теперь Index height = 3, blevel = 2. Как на картинке ниже:

По мере заполнения разделяются(split) листовые блоки, затем branch блоки и root блок. И так далее.

Интересно отметить, что листовые блоки фактически образут двухсвязный список. Как только найдено "начало" среди листовых вершин, т.е. первое значение, очень легко просматривать значения по порядку (это называют также просмотром диапазона по индексу, index range scan ). Проходить по структуре индекса больше не нужно; мы просто переходим по листовым вершинам.

Одно из свойств В*-дерева состоит в том, что все листовые блоки должны быть на одном уровне, если точнее, разница по высоте между ветвями дерева не может быть больше 1.
Уровень листовых блоков называют также высотой дерева .

Все вершины выше листовых могут указывать только на содержащие более детальную информацию вершины следующего уровня, а листовые вершины указывают на конкретные идентификаторы строк или диапазоны идентификаторов строк. Большинство индексов на основе В*-дерева будут иметь высоту 2 или 3 , даже для миллионов записей. Это означает, что для поиска ключа в индексе потребуется 2 или 3 чтения, что неплохо.

Еще одно свойство - автоматическая балансировка листовых вершин : они почти всегда располагаются на одном уровне. Есть причины, по которым индекс может оказаться не идеально сбалансированным при изменении и удалении записей. Сервер Oracle будет пытаться заполнять блоки индекса не более чем на три четверти, но и это свойство может временно нарушаться при выполнении операторов DELETE и UPDATE.

Создать индекс
create index t_idx on t(owner,object_type,object_name);

Когда следует использовать B*Tree индексы:

- Как средство доступа к строкам в таблице. Индекс читается, чтобы добраться до строки в таблице. Так имеет смысл обращаться к очень небольшой части строк таблицы.
- Как средство ответа на запрос. Индекс содержит достаточно информации, чтобы дать полный ответ на запрос — к таблице вообще не придется обращаться. Индекс будет использоваться как уменьшенная версия таблицы.

Bitmap
Индексы на основе битовых карт — это структуры, в которых хранятся указатели на множество строк, соответствующих одному значению ключа индекса , тогда как в структуре В*-дерева количество ключей индекса обычно примерно соответствует количеству строк. В индексе на основе битовых карт записей очень мало, и каждая из них указывает на множество строк. В индексе на основе В*-дерева обычно имеется однозначное соответствие — запись индекса ссылается на одну строку.

Когда следует использовать Bitmap индексы:
Для данных с небольшим количеством уникальных значений. Это данные, для которых при делении количества уникальных значений в строках на общее количество строк получается небольшое число (близкое к нулю).

Создать bitmap индекс
create bitmap index empno_bmx on t(empno);

Function Based
Индексы по функциям позволяют индексировать вычисляемые столбцы и эффективно
использовать их в запросах.
Индексы можно создавать не только по системным оракловым ф-циям, но и по своим написанным ф-циям

Создать индекс по ф-ции
create index emp_upper_idx on emp (upper(ename));

Application domain indexes(прикладные индексы)
Прикладные индексы позволяют создавать новые, еще не существующие в базе данных, типы индексов.

Например , если создается приложение, анализирующее хранящиеся в базе данных изображения и выдающее информацию об этих изображениях - скажем, используемые цвета — можно создать специальный индекс по изображениям. При добавлении изображений в базу данных будет вызываться код для извлечения информации о цветах, которая будет сохраняться отдельно (там, где сочтет нужным разработчик). При выполнении запросов, требующих вернуть "изображения в синих тонах", сервер Oracle при необходимости потребует от прикладного индекса вернуть ответ.

Избирательность индекса

Избирательность представляет собой отношение количества выбранных строк к общему количеству строк. Если это отношение мало, значит, индекс обладает высокой избирательностью. Он позволяет отбросить большую часть строк и значительно уменьшает размер результирующего набора. Подобный индекс является эффективным. Индекс, не обладающий избирательностью, не является эффективным.
Наилучшей избирательностью обладает уникальный индекс. При использовании уникального индекса возвращается только одна строка, что делает этот индекс наиболее эффективным для применения в запросах, которые должны возвращать только одну строку. Например, индексирование по столбцу, содержащему уникальный код, позволяет быстро найти требуемую строку.

Таблицы могут иметь большое количество строк. А, так как строки не упорядочены, то поиск по указанному значению может потребовать значительного времени. Использование индексов позволяет ускорить процесс чтения требуемых записей. INDEX - это упорядоченный список определенных столбцов или групп столбцов в таблице. Когда создается индекс по одному или нескольким полям, то сервер БД формирует соответствующий упорядоченный список. Таблица, конечно же, должна уже быть создана и должна содержать имена индексируемых столбцов.

Синтаксис CREATE INDEX

CREATE INDEX ON table_name ( [,]...);

Добавление индекса снижает производительность запросов, связанных с добавлением, изменением или удалением данных, поскольку каждый раз при выполнении транзакции данные индекса также обновляются, что требует выполнения от сервера дополнительной работы. Однако выполение запросов SELECT по индексируемым полям существенно перевешивают эти недостатки. Не следует создавать индексы по каждому столбцу таблицы, не определив, какие запросы будут выполняться.

Уникальный индекс, UNIQUE INDEX

Индекс может быть уникальным unique index , что не позволяет иметь в таблице дублированных записей с одинаковыми значениями индексируемых полей.

ПРИМЕЧАНИЕ: при создании уникального индекса транзакция будет отклонена, если уже имеются идентичные значения в записях таблицы по индексируемым полям. Для уникального индекса таблицы с несколькими полями комбинация значений должна быть единственной, но каждое из значений поля может и не быть уникальным.

Отличие PRIMARY KEY и UNIQUE INDEX

Ограничения "primary key" и unique index обеспечивают уникальность значений полей таблицы, в которой они определены. По умолчанию primary key создает кластерный индекс на столбце, а "unique index" - некластерный. Другим отличием является то, что "primary key" не может иметь нулевых записей, т.е. поле NOT NULL, в то время как "unique index" допускает только одну нулевую запись (NULL). Таблица может иметь только один первичный ключ, но несколько "unique index".

Удаление DROP INDEX

Удаление индекса не воздействует на содержание полей. Синтаксис оператора удаления индекса drop index:

DROP INDEX ;

ALTER INDEX

В разных СУБД имеются существенные различия по использованию оператора alter index . Так например MySQL не поддерживает данный оператор, в Interbase можно использовать данный оператор для отключения и повторного включения индекса, в результате чего будет выполнена переиндексация данных.

В СУБД PostgresSQL индекс можно переименовать с использованием оператора alter index . Синтаксис переменования индекса:

Переименование индекса в СУБД PostgresSQL ALTER INDEX index_name RENAME TO index_name_new;

ALTER INDEX в Oracle

Платформа Oracle также поддерживает инструкцию alter index . Данный оператор используется для изменения или перестройки существующего индекса без его удаления и повторного создания.

Синтаксис оператора для переименования индекса в Oracle имеет следующий вид:

Переименование индекса в СУБД Oracle ALTER INDEX index_name RENAME TO index_name_new;

Для переиндексации данных необходимо использовать следующий синтаксис оператора alter index :

ALTER INDEX index_name [ coalesce | [ rebuild | rebuild online ] ];

COALESCE

При использовании coalesce таблица не блокируется и переиндексация выполняется online. При этом индекс размещается в пределах существующей индексной структуры - соединяет блоки листа в пределах имеющихся ветвей дерева. Индексные листовые блоки быстро освобождаются для использования и не требуется много дискового пространства.

Однако coalesce генерирует много записей в журналах повторного выполнения (redo). При этом данный операнд может вызвать ошибку ORA-01555 (coalesce определяет "работу" Oracle с листовыми блоками, определенных количеством малых транзакций. А много малых транзакций, выполненных одной сессией, могут вызвать у другой сессии, выполняющей продолжительную транзакцию, эту ошибку). Кроме этого coalesce не опускает HWM индекс, т.е. место на диске не освобождает и не может переместить индекс в другое табличное пространство.

REBUILD

Использование rebuild позволяет быстро перемещать индекс в другое табличное пространство. Кроме этого "rebuild" создает новое дерево и уменьшает его высоту при необходимости. А также дает возможность быстро изменять storage и tablespace параметры, без необходимости удалять индекс. Может быть использован для уменьшения расходования ресурсов - передвигается отметка HWM.

Однако rebuild связан с более высокими издержками - требуется больше дискового пространства, чтобы разместить старый и новый индекс в соответствующем табличном пространстве. Кроме этого rebuild может вызвать ошибку ORA-01410: Invalid ROWID.

Rebuild "offline" может использовать существующий индекс для создания новой версии индекса, но блокирует таблицу во время выполнения.

Rebuild "online" не блокирует таблицу во время непосредственной перестройки индекса, и индекс доступен практически все время при перестроении, кроме времени переключения. Однако при этом блокируется таблица в начале и в конце перестроения. При этом старый индекс не используется для перестроения индекса, но с ним работают пользователи. Все изменения тем временем вносятся в журнальную таблицу, затем уже будут перенесены в новый индекс. Может потребоваться большая сортировка.

Таким образом, оператор coalesce особенно эффективен, когда процент проблематичного пространства к общему индексному пространству невелик (20% листовых блоков) и фрагментирован индекс несущественно. rebuild особенно эффективен, когда процент проблематичного пространства к общему индексному пространству велик и средняя степень фрагментации в пределах индексного блока листа сравнительно высокая.