索引——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。
例如，您的表可能包含一个称为Sex的列，它有两个可能值：男和女。这个基数只为2，如果用户频繁地根据Sex列的值查询该表，这就是位图索引的基列。当一个表内包含了多个位图索引时，您可以体会到位图索引的真正威力。如果有多个可用的位图索引，Oracle就可以合并从每个位图索引得到的结果集，快速删除不必要的数据。
有张表名为table的表，由三列组成，分别是姓名、性别和婚姻状况，其中性别只有男和女两项，婚姻状况由已婚、未婚、离婚这三项，该表共有100w个记录。现在有这样的查询： select * from table where Gender=‘男’ and Marital=“未婚”;
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姓名(Name) |
性别(Gender) |
婚姻状况(Marital) |
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张三 |
男 |
已婚 |
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李四 |
女 |
已婚 |
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王五 |
男 |
未婚 |
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赵六 |
女 |
离婚 |
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孙七 |
女 |
未婚 |
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... |
... |
... |
1）不使用索引
不使用索引时，数据库只能一行行扫描所有记录，然后判断该记录是否满足查询条件。
2）B树索引
对于性别，可取值的范围只有'男','女'，并且男和女可能各站该表的50%的数据，这时添加B树索引还是需要取出一半的数据， 因此完全没有必要。相反，如果某个字段的取值范围很广，几乎没有重复，比如身份证号，此时使用B树索引较为合适。事实上，当取出的行数据占用表中大部分的数据时，即使添加了B树索引，数据库如oracle、mysql也不会使用B树索引，很有可能还是一行行全部扫描。
2. 位图索引出马
如果用户查询的列的基数非常的小， 即只有的几个固定值，如性别、婚姻状况、行政区等等。要为这些基数值比较小的列建索引，就需要建立位图索引。
对于性别这个列，位图索引形成两个向量，男向量为10100...，向量的每一位表示该行是否是男，如果是则位1，否为0，同理，女向量位01011。
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RowId |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
... |
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男 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
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女 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
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对于婚姻状况这一列，位图索引生成三个向量，已婚为11000...，未婚为00100...，离婚为00010...。
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RowId |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
... |
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已婚 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
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未婚 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
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离婚 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
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当我们使用查询语句“select * from table where Gender=‘男’ and Marital=“未婚”;”的时候 首先取出男向量10100...，然后取出未婚向量00100...，将两个向量做and操作，这时生成新向量00100...，可以发现第三位为1，表示该表的第三行数据就是我们需要查询的结果。
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RowId |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
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男 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
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and |
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未婚 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
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结果 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
3.位图索引的适用条件
上面讲了，位图索引适合只有几个固定值的列，如性别、婚姻状况、行政区等等，而身份证号这种类型不适合用位图索引。
此外，位图索引适合静态数据，而不适合索引频繁更新的列。举个例子，有这样一个字段busy，记录各个机器的繁忙与否，当机器忙碌时，busy为1，当机器不忙碌时，busy为0。
这个时候有人会说使用位图索引，因为busy只有两个值。好，我们使用位图索引索引busy字段！假设用户A使用update更新某个机器的busy值，比如update table set table.busy=1 where rowid=100;，但还没有commit，而用户B也使用update更新另一个机器的busy值，update table set table.busy=1 where rowid=12; 这个时候用户B怎么也更新不了，需要等待用户A commit。
原因：用户A更新了某个机器的busy值为1，会导致所有busy为1的机器的位图向量发生改变，因此数据库会将busy＝1的所有行锁定，只有commit之后才解锁。
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下面的程序清单给出了一个创建位图索引的例子：
create bitmap index dept_idx2_bm on dept (deptno); Index created. |
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。
位图索引示例
下面来看一个示例表PARTICIPANT，该表包含了来自个人的调查数据。列Age_Code、Income_Level、Education_Level和Marital_Status都包括了各自的位图索引。图2-4显示了每个直方图中的数据平衡情况，以及对访问每个位图索引的查询的执行路径。图中的执行路径显示了有多少个位图索引被合并，可以看出性能得到了显著的提高。
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| （点击查看大图）图2-4 位图索引创建过程 |
如图2-4所示，优化器依次使用4个单独的位图索引，这些索引的列在WHERE子句中被引用。每个位图记录指针(例如0或1)，用于指示表中的哪些行包含位图中的已知值。有了这些信息后，Oracle就执行BITMAP AND操作以查找将从所有4个位图中返回哪些行。该值然后被转换为ROWID值，并且查询继续完成剩余的处理工作。注意，所有4个列都有非常低的基数，使用索引可以非常快速地返回匹配的行。
技巧：
在一个查询中合并多个位图索引后，可以使性能显著提高。位图索引使用固定长度的数据类型要比可变长度的数据类型好。较大尺寸的块也会提高对位图索引的存储和读取性能。
下面的查询可显示索引类型。B树索引作为NORMAL列出；而位图索引的类型值为BITMAP。
select index_name, index_type from user_indexes; |
技巧：
如果要查询位图索引列表，可以在USER _INDEXES视图中查询index_type列。
建议不要在一些联机事务处理(OLTP)应用程序中使用位图索引。B树索引的索引值中包含ROWID，这样Oracle就可以在行级别上锁定索引。位图索引存储为压缩的索引值，其中包含了一定范围的ROWID，因此Oracle必须针对一个给定值锁定所有范围内的ROWID。这种锁定类型可能在某些DML语句中造成死锁。SELECT语句不会受到这种锁定问题的影响。
位图索引有很多限制，如下所示：
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
参考：https://www.cnblogs.com/mafeng/p/7909450.html
