《Oracle编程艺术》学习笔记(30)-B*树索引

2019年3月16日 277次阅读 来源: B树

B*树索引是Oracle的“传统“索引。

B*树的构造类似于二叉树，能根据键提供一行或一个行集的快速访问，通常只需很少的读操作就能找到正确的行。

不过，”B*树“中的”B“不代表二叉（binary），而代表平衡（balanced）。B*树索引并不是一颗二叉树。在一个数字列上建立的索引类似于下图:

《《Oracle编程艺术》学习笔记(30)-B*树索引》

叶子节点之上的内部块称为分支块（branch block）。这些节点用于在结构中实现导航。
最底层的块称为叶子节点（leaf node）或叶子块（leaf block），其中分别包含各个索引键以及一个rowid（指向所索引的行）。
索引的叶子节点实际上构成了一个双向链表，这样有利于执行索引区间扫描（index range scan）以满足类似”where x between 20 and 30″的查询。
所有叶子块都在树的同一层上，从索引的根块到叶子块的遍历都会访问同样数目的块。这一层也称为索引的高度（height）。大多数B*树索引的高度都是2或者3。
另一个术语是BLEVEL，这是指分支层数，与HEIGHT相差1（BLEVEL不把叶子块层算在内）。

B*树索引有以下子类型：
1）索引组织表（index organized table）
索引组织表以B*树结构存储。
http://blog.csdn.net/fw0124/article/details/6902006

2）B*树聚簇索引（B*tree cluster index）
在传统B*树索引中，键都指向一行；而B*树聚簇索引不同，一个聚簇键会指向一个块，其中包含与这个聚簇键相关的多行。
http://blog.csdn.net/fw0124/article/details/6902048

3）反向键索引（reverse key index）
键中的字节会“反转“。利用反向键索引，如果索引中填充的是递增的值，索引条目在索引中可以得到更均匀的分布。
例如，如果使用一个序列来生成主键，这些键值将会是顺序的，那么每个人插入新值时，都会修改目前索引结构右侧的块，这就加剧了对这一块的竞争。
利用反向键，Oracle将数据放在索引中之前，将先把所存储数据的字节反转，这样对索引的插入就会分布到多个块上。

但是在进行类似”where x > 5″的查询时，X上的反向键索引就没有作用。

使用关键字REVERSE来创建反向键索引。例如：
create table t(id int primary key using index reverse);

4）降序索引（descending index）
降序索引允许数据在索引结构中按“从大到小“的顺序（降序）排序，而不是按”从小到大“的顺序（升序）排序。
为什么需要降序索引？下面的例子可以说明。

tony@ORA11GR2> create table t as select * from all_objects;
Table created.

tony@ORA11GR2> create index t_idx on t(owner,object_type,object_name);
Index created.

tony@ORA11GR2> exec dbms_stats.gather_table_stats( user, 'T');
PL/SQL procedure successfully completed.

tony@ORA11GR2> set autotrace traceonly explain
tony@ORA11GR2> select owner, object_type, object_name from t
  2    where owner between 'T' and 'Z'
  3      and object_type is not null
  4    order by owner DESC, object_type DESC;

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2685572958

-------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation                   | Name  | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
-------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT            |       | 13838 |   567K|   102   (0)| 00:00:02 |
|*  1 |  INDEX RANGE SCAN DESCENDING| T_IDX | 13838 |   567K|   102   (0)| 00:00:02 |
-------------------------------------------------------------------------------------

Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------

   1 - access("OWNER">='T' AND "OWNER"<='Z')
       filter("OBJECT_TYPE" IS NOT NULL)

Oracle会向前读索引,所以查询计划中没有排序。
但是如果有一些列按升序排列，一些列按降序排列，会有不同，如下：

tony@ORA11GR2> select owner, object_type, object_name from t
  2    where owner between 'T' and 'Z'
  3      and object_type is not null
  4    order by owner DESC, object_type ASC;

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2813023843

-----------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation         | Name  | Rows  | Bytes |TempSpc| Cost (%CPU)| Time     |
-----------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT  |       | 13838 |   567K|       |   255   (1)| 00:00:04 |
|   1 |  SORT ORDER BY    |       | 13838 |   567K|   720K|   255   (1)| 00:00:04 |
|*  2 |   INDEX RANGE SCAN| T_IDX | 13838 |   567K|       |   102   (0)| 00:00:02 |
-----------------------------------------------------------------------------------

Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------

   2 - access("OWNER">='T' AND "OWNER"<='Z')
       filter("OBJECT_TYPE" IS NOT NULL)

可以看到现在必须执行排序操作。
但是如果改用降序索引（使用DESC关键字），有如下结果，可以看到现在不需要排序操作了。

tony@ORA11GR2> drop index desc_t_idx;
Index dropped.

tony@ORA11GR2> create index desc_t_idx on t(owner desc,object_type,object_name);
Index created.

tony@ORA11GR2> select owner, object_type, object_name from t
  2    where owner between 'T' and 'Z'
  3      and object_type is not null
  4    order by owner DESC, object_type ASC;

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2494308350

-------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation        | Name       | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
-------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT |            | 13838 |   567K|     4   (0)| 00:00:01 |
|*  1 |  INDEX RANGE SCAN| DESC_T_IDX | 13838 |   567K|     4   (0)| 00:00:01 |
-------------------------------------------------------------------------------

Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------

   1 - access(SYS_OP_DESCEND("OWNER")>=HEXTORAW('A5FF')  AND
              SYS_OP_DESCEND("OWNER")<=HEXTORAW('ABFF') )
       filter(SYS_OP_UNDESCEND(SYS_OP_DESCEND("OWNER"))>='T' AND
              SYS_OP_UNDESCEND(SYS_OP_DESCEND("OWNER"))<='Z' AND "OBJECT_TYPE" IS NOT
              NULL)

    原文作者：B树
    原文地址: https://blog.csdn.net/fw0124/article/details/6902151
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