位图索引
位图索引非常适合于决策支持系统(Decision Support System,DSS)和数据仓库,它们不应该用于通过事务处理应用程序访问的表。它们可以使用较少到中等基数(不同值的数量)的列访问非常大的表。尽管位图索引最多可达30个列,但通常它们都只用于少量的列。
位图索引主要针对大量相同值的列而创建。拿全国居民登录一第表来说,假设有四个字段:姓名、性别、年龄、和身份证号,年龄和性别两个字段会产生许多相同的值,性别只有男女两种值,年龄,1到120(假设最大年龄120岁)个值。那么不管一张表有几亿条记录,但根据性别字段来区分的话,只有两种取值(男、女)。那么位图索引就是根据字段的这个特性所建立的一种索引。
从上图,我们可以看出,一个叶子节点(用不同颜色标识)代表一个key , start rowid 和 end rowid规定这种类型的检索范围,一个叶子节点标记一个唯一的bitmap值。因为一个数值类型对应一个节点,当时行查询时,位图索引通过不同位图取值直接的位运算(与或),来获取到结果集合向量(计算出的结果)。
举例讲解
假设存在数据表T,有两个数据列A和B,取值如下,我们看到A和B列中存在相同的数据。
对两个数据列A、B分别建立位图索引:idx_t_bita和idx_t_bitb。两个索引对应的存储逻辑结构如下:
Idx_t_bita索引结构,对应的是叶子节点:
Idx_t_bitb索引结构,对应的是叶子节点:
对查询“select * from t where b=1 and (a=’L’ or a=’M’)”
分析:位图索引使用方面,和B*索引有很大的不同。B*索引的使用,通常是从根节点开始,经过不断的分支节点比较到最近的符合条件叶子节点。通过叶子节点上的不断Scan操作,“扫描”出结果集合rowid。
而位图索引的工作方式截然不同。通过不同位图取值直接的位运算(与或),来获取到结果集合向量(计算出的结果)。
针对实例SQL,可以拆分成如下的操作:
1、a=’L’ or a=’M’
a=L:向量:1010
a=M:向量:0001
or操作的结果,就是两个向量的或操作:结果为1011。
2、结合b=1的向量
中间结果向量:1011
B=1:向量:1001
and操作的结果,1001。翻译过来就是第一和第四行是查询结果。
3、获取到结果rowid
目前知道了起始rowid和终止rowid,以及第一行和第四行为操作结果。可以通过试算的方法获取到结果集合rowid。
位图索引的特点:
1.Bitmap索引的存储空间节省
2.Bitmap索引创建的速度快
3.Bitmap索引允许键值为空
4.Bitmap索引对表记录的高效访问
技巧:对于有较低基数的列需要使用位图索引。性别列就是这样一个例子,它有两个可能值:男或女(基数仅为2)。位图对于低基数(少量的不同值)列来说非常快,这是因为索引的尺寸相对于B树索引来说小了很多。因为这些索引是低基数的B树索引,所以非常小,因此您可以经常检索表中超过半数的行,并且仍使用位图索引。
当大多数条目不会向位图添加新的值时,位图索引在批处理(单用户)操作中加载表(插入操作)方面通常要比B树做得好。当多个会话同时向表中插入行时不应该使用位图索引,在大多数事务处理应用程序中都会发生这种情况。
位图索引的使用限制:
基于规则的优化器不会考虑位图索引。
当执行ALTER TABLE语句并修改包含有位图索引的列时,会使位图索引失效。
位图索引不包含任何列数据,并且不能用于任何类型的完整性检查。
位图索引不能被声明为唯一索引。
位图索引的最大长度为30。
技巧:不要在繁重的OLTP环境中使用位图索引