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总的来说,Oracle数据库非常强大,如果您的数据库性能较低或执行SQL语句的效率很低,最主要原因应该是索引设计不合理或使用索引不合理。
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所谓的SQL优化,主要的内容就是如何设计索引和如何利用索引


一、索引的概念

1、索引的特点

1)索引是表的一部分,是可选的,表可以没有索引,就像书可以没有目录一样,数据库不做强制要求。
2)合理的索引可以提高数据查找的效率,减少磁盘I/O。
3)唯一索引可以约束表数据的完整性。
4)索引也是数据,需要存储空间。
5)数据库自动维护索引的内容,当对表的记录进行了增、删、改的操作时,数据库会自动更新索引。
6)索引虽然可以提高数据查找的效率,但对表进行增、删、改操作时,数据库除了维护表中的数据,还要维护索引,所以,索引会让增、删、改操作的效率下降。
7)索引提升了数据查找的效率,降低了数据操作的效率,在设计表和索引的时候,要根据实际情况在两者之间权衡。

2、索引的分类

索引可分为普通索引、唯一索引、反向键索引、位图索引和基于函数的索引,常用的是普通索引和唯一索引,其它三种极少使用,我也不建议使用。
本文只介绍普通索引和唯一索引


二、创建索引

我们先来创建超女基本信息表T_GIRL。

  1. create table T_GIRL
  2. (
  3. id char(4) not null, -- 编号
  4. name varchar2(30) not null, -- 姓名
  5. yz varchar2(20) null, -- 颜值
  6. sc varchar2(20) null, -- 身材
  7. weight number(4,1) not null, -- 体重
  8. height number(3) not null, -- 身高
  9. birthday date not null, -- 出生时间
  10. memo varchar2(1000) null, -- 备注
  11. keyid number(8) not null -- 记录编号,从序列SEQ_GIRL中获取。
  12. );
  13. alter table T_GIRL add constraint PK_GIRL primary key(id);

image.png

1、普通索引

创建普通索引的语法如下:

create index 索引名 on 表名(字段名1,字段名2,......,字段名n);

索引名是标识符,从语法上来说,索引名只要符合Oracle的规定就行了,但是,在实际开发中,我会以IDX_打头,加表名和索引编号,例如超女基本信息表T_GIRL的索引,命名将会是IDX_GIRL_1、IDX_GIRL_2、IDX_GIRL_3、IDX_GIRL_n。

例如为超女信息表T_GIRL的姓名字段创建索引:

create index IDX_GIRL_1 on T_GIRL(name);

例如为超女信息表T_GIRL的颜值和身材两个字段创建索引:

create index IDX_GIRL_2 on T_GIRL(yz,sc);

2、唯一索引

如果表中的列没有重复的值,是唯一的,就可以创建唯一索引,唯一索引的效率比普通索引要高很多。

创建普通索引的语法如下:

create unique index 索引名 on 表名(字段名1,字段名2,......,字段名n);

例如超女基本信息表T_GIRL的keyid字段,其值是从序列SEQ_GIRL中获取的,肯定是个唯一的值,可以创建唯一索引。

create unique index IDX_GIRL_3 on T_GIRL(keyid);
  • 如果创建了一个唯一索引,那么该索引对应的字段插入时候不能插入相同的值,因为会违反唯一约束条件。
  • 创建复合索引的话,复合索引对应的字段,在查询中都限制条件,才会起到索引的作用。

3、主建是唯一索引

不要为表的主键创建索引,因为Oracle自动为表的主建字段创建唯一索引。
image.png

三、删除索引

当表被删除时,表的索引会被自动删除,也可以采用drop index命令删除索引

drop index 索引名;

例如:

drop index IDX_GIRL_1;
drop index IDX_GIRL_2;
drop index IDX_GIRL_3;

注意,drop index无法删除用于强制唯一/主键的索引,
image.png

删除主键要用以下语句:

alter table 表名 drop constraint 主键名;

例如:

alter table T_GIRL drop constraint PK_GIRL;

四、修改索引

修改索引的操作比较多,这些的工作一般由管理员(DBA)来执行

1、重建索引

重建索引可以减少硬盘碎片和提高数据库系统的性能。
语法:

alter index 索引名 rebuild;

参考: 什么时候需要重建索引

示例:

alter index IDX_GIRL_1 rebuild;

2、整理碎片

对索引的无用空间进行合并,减少硬盘碎片和提高数据库系统的性能。
语法:

alter index 索引名 coalesce;

示例:

alter index IDX_GIRL_1 coalesce;

3、修改索引名

语法:

alter index 索引名 rename to 新索引名;

示例:

alter index IDX_GIRL_1 rename to IDX_GIRL_NAME;

4、禁用索引

语法:

alter index 索引名 unusable;

示例:

alter index IDX_GIRL_1 unusable;

索引被禁用后,如果要启用,需要用rebuild重建。

五、索引的存储空间

每个数据库用户有一个缺省表空间,创建的表、主键和索引存放在缺省表空间中,也可以指定其它的表空间。
在实际应用中,会把表和索引的存储空间分开到不同的表空间,减少磁盘的竞争,提升I/O的性能。

1、查看当前用户的缺省表空间

从数据字典USER_USERS中可以查看当前用户的缺省表空间。.

select username 当前登录用户名,default_tablespace 当前用户缺省表空间  from user_users;

image.png

2、指定索引的表空间

指定索引的表空间的语法如下:

create index 索引名 ...... tablespace 表空间名;

示例:

create unique index IDX_GIRL_3 on T_GIRL(keyid) tablespace INDEXS;

索引还有其它与存储相关的选项,但应用场景比较少,本文就不介绍了。

六、索引的优化

索引的优化体现在SQL语句的where条件中,如果where条件中的字段列表没有创建索引,SQL语句的性能将会很低。
在设计索引的时候,必须考虑在常用的where条件,在编写SQL语句的时候,也必须清楚表上创建了哪些索引。

1、索引的查看

在PL/SQL Developer软件中可以查看表的索引。
Oracle索引&sql优化 - 图5

2、SQL语句的执行计划

利用PL/SQL Developer软件可以查看SQL语句详细的执行计划。
Oracle索引&sql优化 - 图6

3、SQL语句的执行步骤

Oracle索引&sql优化 - 图7

SQL语句的执行顺序是从未级节点往根级节点看的,上图中的SQL语句执行的顺序如下:
INDEX RANGE SCAN->TABLE ACCESS BY INDEX ROWID->SELECT STATEMENT,GOAL=ALL_ROWS

4、执行计划的含义

在执行计划中,我们重点关注访问表(TABLE ACCESS BY …… )的方式,常见的有三种:
1)TABLE ACCESS BY USER ROWID(通过ROWID的表存取)
rowid的值是行的物理位置,通过rowid可以快速定位到目标数据上,这也是Oracle中存取单行数据最快的方法。
示例:
Oracle索引&sql优化 - 图8

2) TABLE ACCESS FULL(全表扫描)
Oracle读取表中全部的行,并检查每一行是否满足SQL语句中where的条件。
示例:
Oracle索引&sql优化 - 图9

数据量太大的表不能使用全表扫描,除非本身需要取出的数据较多,占到表数据总量的5%~10%
或以上。

全表扫描会让数据库的性能大幅下降,程序员一定要避免这种情况的发生,除非您知道自己在做什么。

3)TABLE ACCESS BY INDEX SCAN(索引扫描)
在索引中,存储了每个索引的键值和行的rowid,所以索引扫描其实是先扫描索引得到对应的rowid,然后再通过rowid定位到具体的行。
示例:
Oracle索引&sql优化 - 图10

索引扫描又分五种:
a)INDEX UNIQUE SCAN,索引唯一扫描,效率最高。
b)INDEX RANGE SCAN,索引范围扫描,效率较高。
c)INDEX FULL SCAN,索引全扫描,效率较低。
d)INDEX FAST FULL SCAN,索引快速扫描,效率一般。
e)INDEX SKIP SCAN,索引跳跃扫描,效率还行。

在Object name中显示了SQL语句使用的索引名,是索引优化的重要依据。