[转帖]B树索引位图索引和散列索引

Posted 2020-11-23 jinanxiaolaohu

B树索引、位图索引和散列索引

 

 

https://blog.csdn.net/huashanlunjian/article/details/84460436

 

索引在数据结构上可以分为三种B树索引、位图索引和散列索引

 

B树索引

 

结构：

 

 
 

 

 

特点：

 

1.索引不存储null值。

 

   更准确的说，单列索引不存储null值，复合索引不存储全为ｎｕｌｌ的值

 

    索引不能存储Null，所以对这列采用is null条件时，因为索引上根本没Null值，不能利用到索引，只

 

能全表扫描。

 

   为什么索引列不能存Null值呢？将索引列值进行建树，其中必然涉及到诸多的比较操作。Null值

 

的特殊性就在于参与的运算大多取值为null。这样的话，null值实际上是不能参与进建索引的

 

过程。也就是说，null值不会像其他取值一样出现在索引树的叶子节点上。

 

B树索引测试1：NULL是否存在索引上。

 

 

create table btree_test(id number,code varchar2(10));

create index idx_btree_test_id on btree_test(id,code);

select object_id from user_objects where object_name=‘IDX_BTREE_TEST_ID‘;

alter session set events ‘immediate trace name treedump level 59097‘;

insert into btree_test values(null,null);

alter session set events ‘immediate trace name treedump level 59097‘;

insert into btree_test values(null,‘1‘);

alter session set events ‘immediate trace name treedump level 59097‘;

insert into btree_test values(1,null);

alter session set events ‘immediate trace name treedump level 59097‘;

 

 

然后查看转储文件，admin数据库名udump

 

发现这样的信息：

 

*** 2013-07-19 14:56:41.827

----- begin tree dump

leaf: 0x140142c 20976684 (0: nrow: 0 rrow: 0)

----- end tree dump

*** 2013-07-19 14:56:54.480

----- begin tree dump

leaf: 0x140142c 20976684 (0: nrow: 1 rrow: 1)

----- end tree dump

*** 2013-07-19 14:57:08.139

----- begin tree dump

leaf: 0x140142c 20976684 (0: nrow: 2 rrow: 2)

----- end tree dump

 

nrow当前节点所含索引条目的数量（包括delete的条目）

 

rrow有效的索引条目的数量

 

可以发现：

 

插入null,null时，有效的索引条目为0

插入null,1时，   有效的索引条目为1

插入1,null时，   有效的索引条目为2

 

所以，复合索引只有当要插入的值全为Null时才不能放入存入索引中。

 

 也可以这样看：

 

 SELECT num_rows  FROM user_indexes t   WHERE t.index_name =‘btree_test‘;

 

 

2.不适合键值较少的列（重复数据较多的列）。

 

     假如索引列TYPE有5个键值，如果有1万条数据，那么 WHERE TYPE = 1将访问表中的2000个数据块。

 

再加上访问索引块，一共要访问大于200个的数据块。

 

    如果全表扫描，假设10条数据一个数据块，那么只需访问1000个数据块，既然全表扫描访问的数据块

 

少一些，肯定就不会利用索引了。

 

3.前导模糊查询不能利用索引(like ‘%XX‘或者like ‘%XX%‘)

 

   假如有这样一列code的值为‘AAA‘,‘AAB‘,‘BAA‘,‘BAB‘ ,如果where code like ‘%AB‘条件，由于前面是

 

模糊的，所以不能利用索引的顺序，必须一个个去找，看是否满足条件。这样会导致全索引扫描或者全表扫

 

描。如果是这样的条件where code like ‘A % ‘，就可以查找CODE中A开头的CODE的位置，当碰到B开头的

 

数据时，就可以停止查找了，因为后面的数据一定不满足要求。这样就可以利用索引了。

 

 

位图索引

 

 

    就是用位图表示的索引，对列的每个键值建立一个位图。

 

    如test表中有state这样一列，数据如下：

 

        10    20    30    20    10    30    10    30    20    30

 

那么会建立三个位图，如下：

 

BLOCK1    KEY=10  1    0    0    0    1    0    1    0    0    0   

BLOCK2    KEY=20  1    0    0    0    1    0    1    0    0    0 

BLOCK3    KEY=30  1    0    0    0    1    0    1    0    0    0 

 

位图索引特点：

 

 

1.相对于B*Tree索引,占用的空间非常小,创建和使用非常快。

 

    位图索引由于只存储键值的起止Rowid和位图,占用的空间非常少。

 

 

2.不适合键值较多的列。

 

3.不适合update、insert、delete频繁的列。

 

4.可以存储null值。

 

    B*Tree索引由于不记录空值,当基于is null的查询时,会使用全表扫描,而对位图索引列进

 

行is null查询时,则可以使用索引。

 

5.当select count(XX) 时,可以直接访问索引中一个位图就快速得出统计数据。

 

6.当根据键值做and,or或 in(x,y,..)查询时,直接用索引的位图进行或运算,快速得出结果行数

 

据。

 

 

位图测试1：位图索引查询效率（省略）。

 

位图测试2：修改数据时锁的范围。

 

create table test_bitmap(id number,state number);

insert into test_bitmap values (1,10);

insert into test_bitmap values (2,10);

insert into test_bitmap values (3,20);

insert into test_bitmap values (4,20);

insert into test_bitmap values (5,10);

insert into test_bitmap values (6,30);

insert into test_bitmap values (7,30);

insert into test_bitmap values (8,20);

insert into test_bitmap values (9,30);

insert into test_bitmap values (10,20);

 

 

CREATE BITMAP INDEX INDEX_TESTBITMAP_STATE ON TEST_BITMAP(STATE);

 

开一个PLSQL窗口（SESSION1），执行

update test_bitmap set state = 20 where id = 1;

 

另开一个PLSQL窗口（SESSION2），执行

update test_bitmap set state = 20 where id = 2;

或者

update test_bitmap set state = 10 where id = 4;

可以发现，状态为20的所有行被锁定。

 

 

 

散列索引

 

散列索引是根据HASH算法来构建的索引，所以检索速度很快，但不能范围查询。

 

散列索引的特点

 

 

1.只适合等值查询（包括= <> 和in），不适合模糊或范围查询