Oracle 索引教程

Oracle 索引基础教程

一、什么是索引？

**索引（Index）**​ 是数据库对象，类似于书籍的目录，用于加速数据查询。它通过维护表中一列或多列值的排序结构，让数据库无需全表扫描即可快速定位数据。

核心作用：提高查询效率，但会降低 DML（INSERT/UPDATE/DELETE）性能（因为需要维护索引结构）。

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二、索引的核心类型

1. B-tree 索引（默认，最常用）

• 结构：平衡树（Balanced Tree），类似二叉树但层级更多，适合高基数列（列值重复少）。

• 适用场景 ：等值查询（=）、范围查询（>、<、BETWEEN）、排序（ORDER BY）。

• 示例：主键索引、唯一索引。

2. 位图索引（Bitmap Index）

• 结构：用二进制位（0/1）表示列值的存在性，适合低基数列（列值重复多，如性别、状态）。

• 适用场景：数据仓库、OLAP 系统，不适合频繁更新的 OLTP 系统。

• 限制 ：不支持 NULL值，更新时可能锁大量数据。

3. 函数索引（Function-Based Index）

• 结构：基于表达式或函数的结果创建索引。

• 适用场景 ：查询条件中包含函数（如 UPPER(name)、TO_CHAR(date_col)）。

• 示例 ：CREATE INDEX idx_emp_name_upper ON emp(UPPER(ename));

4. 复合索引（组合索引）

• 结构：基于多列创建的索引，列顺序影响性能。

• 适用场景 ：多列联合查询（如 WHERE deptno=10 AND job='CLERK'）。

• 最左前缀原则 ：查询条件必须包含索引的最左列才能生效（如索引 (a,b,c)，查询 a=1 AND b=2有效，b=2 AND c=3无效）。

5. 唯一索引（Unique Index）

• 作用 ：确保索引列的值唯一（允许 NULL，但 NULL可重复）。

• 创建方式 ：CREATE UNIQUE INDEX ...或主键/唯一约束自动创建。

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三、索引的基本操作

1. 创建索引

-- 普通 B-tree 索引
CREATE INDEX idx_emp_deptno ON emp(deptno);

-- 唯一索引
CREATE UNIQUE INDEX idx_emp_empno ON emp(empno);

-- 复合索引（deptno 在前，job 在后）
CREATE INDEX idx_emp_dept_job ON emp(deptno, job);

-- 位图索引
CREATE BITMAP INDEX idx_emp_gender ON emp(gender);

-- 函数索引
CREATE INDEX idx_emp_hire_year ON emp(EXTRACT(YEAR FROM hiredate));

2. 查看索引

-- 查看用户所有索引
SELECT index_name, table_name, uniqueness, index_type
FROM user_indexes;

-- 查看索引列
SELECT index_name, column_name, column_position
FROM user_ind_columns
WHERE table_name = 'EMP'
ORDER BY index_name, column_position;

-- 查看索引使用情况（需开启监控）
ALTER INDEX idx_emp_deptno MONITORING USAGE;
SELECT * FROM v$object_usage WHERE index_name = 'IDX_EMP_DEPTNO';

3. 修改索引

-- 重建索引（解决碎片问题，提升性能）
ALTER INDEX idx_emp_deptno REBUILD;

-- 重命名索引
ALTER INDEX idx_emp_deptno RENAME TO idx_emp_dept;

-- 禁用/启用索引
ALTER INDEX idx_emp_deptno DISABLE; -- 仅位图索引支持
ALTER INDEX idx_emp_deptno ENABLE;

4. 删除索引

DROP INDEX idx_emp_deptno;

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四、索引设计最佳实践

1. 何时创建索引

• 主键/外键列（Oracle 自动为主键创建唯一索引）。

• 频繁出现在 WHERE、JOIN、ORDER BY、GROUP BY中的列。

• 高选择性列（如身份证号、手机号）。

  • 低选择性列（如性别、状态，除非是位图索引）。

  • 频繁更新的列（每次更新需维护索引）。

  • 小表（全表扫描比索引扫描更快）。

2. 复合索引的列顺序

• 将 选择性高的列放在前面（减少扫描范围）。

• 将 等值查询列放在前面 ，范围查询列放在后面（如 WHERE a=1 AND b>10，索引 (a,b)优于 (b,a)）。

3. 避免过度索引

• 每个表索引数建议不超过 5-7 个（DML 性能会下降）。

• 定期清理未使用的索引（v$object_usage监控）。

4. 函数索引的陷阱

• 查询条件必须与函数索引的表达式完全一致才能生效。

  -- 函数索引：UPPER(ename)
  SELECT * FROM emp WHERE UPPER(ename) = 'SCOTT'; -- 生效
  SELECT * FROM emp WHERE ename = 'SCOTT'; -- 不生效（未用函数）

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五、索引失效的常见原因

1. 使用函数/运算 ：WHERE UPPER(ename) = 'SCOTT'或 WHERE sal + 100 > 2000（除非有函数索引）。

2. 隐式类型转换 ：WHERE empno = '7788'（empno 是 NUMBER 类型，字符串会触发转换）。

3. 否定操作符 ：!=、<>、NOT IN、NOT LIKE（可能导致全表扫描）。

4. IS NULL / IS NOT NULL：B-tree 索引不存储 NULL 值（除非是复合索引且其他列非空）。

5. LIKE 以通配符开头 ：LIKE '%SCOTT'（无法使用索引，LIKE 'SCOTT%'可以）。

6. 复合索引违反最左前缀 ：索引 (a,b,c)，查询 WHERE b=1 AND c=2（缺少 a）。

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六、验证索引是否生效（执行计划）

使用 EXPLAIN PLAN或 AUTOTRACE查看查询是否走索引：

-- 方法1：EXPLAIN PLAN
EXPLAIN PLAN FOR
SELECT * FROM emp WHERE deptno = 10;
SELECT * FROM TABLE(DBMS_XPLAN.DISPLAY);

-- 方法2：AUTOTRACE（SQL*Plus 中）
SET AUTOTRACE ON;
SELECT * FROM emp WHERE deptno = 10;

关键指标：

• INDEX RANGE SCAN/ INDEX UNIQUE SCAN：索引生效。

• TABLE ACCESS FULL：全表扫描（索引未生效）。

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七、总结

操作	命令示例
创建普通索引	CREATE INDEX idx_name ON table(col);
创建唯一索引	CREATE UNIQUE INDEX idx_name ON table(col);
创建复合索引	CREATE INDEX idx_name ON table(col1, col2);
查看索引	SELECT * FROM user_indexes WHERE table_name='EMP';
重建索引	ALTER INDEX idx_name REBUILD;
删除索引	DROP INDEX idx_name;

核心原则：索引是"空间换时间"的策略，需根据查询需求和数据特点合理设计，定期维护（重建、清理无效索引）。

需要我用一个具体的业务场景 （如员工查询）演示如何设计复合索引 ，并分析其执行计划吗？