Oracle数据库位图索引详解

概念

什么是位图索引：就是用位图表示的索引，oracle对于选择度底的列的每个键值建立一个位图，位图中的每一位可能对应多个列，位图中位等于1表示特定的行含有此位图表示的键值。

对查询的影响

由于索引是位图，所以很多很多时候可以对这些索引中的位图进行位运算-（and 和 or),这样的速度明显比b树快（某些情况下）。由于位图索引可以存储null，所以可以直接通过位图索引计数（肯定是准确的）。后面提到的有点和位图的计算方式是直接相关的。

位图的优点(主要针对dw)：

减少即席查询的相应时间

和其它类型索引比较，真正节约了索引数据空间

即使在非常差的硬件上，也可能会有戏剧化的性能提升

高效的并行DML和LOAD操作。

生成索引的时候更高效，首先是不排序，其次是占用的空间少（索引空间）。

可以通过位图索引直接计数。

位图索引的缺点

不适合选择度底的列

如果有比较频繁的insert,update等操作，可能导致性能很底下，因为更新索引用的是行锁（可能锁定多行），而不是排它锁。

可能会溢出，索引数据块难于放下整个索引值，这导致低效。

位图索引在Trusted Oracle中不支持
不能被规则优化器(RBO)使用
不能用于分区表的全局索引
位图索引不支持build或rebuild的ONLINE选项，在10.2中，只有位图连接索引不支持，普通位图索引可以指定ONLINE选项。
对于有直接装载的位图索引，不提供SORTED_INDEX标记
位图索引不能用于完整性检查　

位图索引不能定义为UNIQUE
9i之前，不能在索引组织表上创建位图索引，9i开始支持在索引组织表上创建位图索引：在IOT上创建位图索引要求有一个映射表。
不能给域索引指定BITMAP

位图索引的适用场合

1.位图索引是Oracle数据库在7.3版本中加入的,8i,9i企业版和个人版支持,标准版不支持.
2.基于规则的优化器无法使用Bitmap索引
3.适应于有大量重复值的列查询
4.对于8i,9i版本，不适用于单行插入,适用于批量插入的数据,
因为单行插入时，相同键值，每插入8行就会生成一行索引块中的位图段,即使相同的值.
而批量插入时，相同键值只生成一个位图段.
5.由于并发DML操作锁定的是整个位图段的大量数据行，所以位图索引主要是用于OLAP应用,也可以用于OLTP中主要为读操作的表.

位图索引的特点

1.Bitmap索引的存储空间
相对于B*Tree索引,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.
bitmap的空间占用主要根以下4个因素相关:
a.表的总记录数
b.索引列的键值多少,列的不同值越少,所需的位图就越少.
c.操作的类型,批量插入比单条插入所面的位图要少得多,8i,9i下是这样的,10G则没有这种区别,详见后面的分析.
d.索引列相同键值的物理分布,8i,9i中,不同块上的数据,相同的键值,会建立不同的位图行(段)来表示
2.Bitmap索引创建的速度
位图索引创建时不需要排序,并且按位存储,所需的空间也少.
B*Tree索引则在创建时需要排序,定位等操作,速度要慢得多.
3.Bitmap索引允许键值为空
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.
4.Bitmap索引对表记录的高效访问
当使用count(XX),可以直接访问索引就快速得出统计数据.
当根据位图索引的列进行and,or或 in(x,y,..)查询时,直接用索引的位图进行或运算,在访问数据之前可事先过滤数据.
5.Bitmap索引对批量DML操作只需进行一次索引
由于通过位图反映数据情况,批量操作时对索引的更新速度比B*Tree索引一行一行的处理快得多.
6.Bitmap索引的锁机制
对于B*Tree索引,insert操作不会锁定其它会话的DML操作.
而位图索引,由于用位图反映数据,不同会话更新相同键值的同一位图段,insert、update、delete相互操作都会发锁定。
对于oracle 8i,9i,单行插入时,由于一个位图行(位图段)只记录8行记录,所以最多锁住相同键值的8行数据的DML操作.
而批量插入时，和10G一样,同一键值只有一个位图行（位图段），所以，相同键值的所有数据的DML操作都会被锁住。

位图索引示意图

需要注意的是，这只是个示意图，实际上每个位图的位数并非刚好等于记录数，而是会根据情况来分解，否则对于居多的数据而言，位图未免太大了。