oracle复合索引列顺序,复合索引顺序选择性问题（一）

索引是我们经常选择的数据表检索优化方案之一。其中，复合索引是我们经常选择的策略。那么，构建索引列的顺序上，有何种差异和需要注意的方面呢？下面我们通过实验来进行说明。

实验环境说明

准备数据表和实验环境。索引列的差异，主要体现在选择性上，我们通过构建不同选择性的列来进行试验。

SQL> conn scott/tiger@orcl;

Connected to Oracle DatabaseEnterpriseEdition Release10.2.0.1.0

Connected as scott

SQL> create table t as select owner, object_name from dba_objects;

Table created

SQL> select count(distinct owner), count(distinct object_name) from t;

COUNT(DISTINCTOWNER)COUNT(DISTINCTOBJECT_NAME)

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3030716

可以看出，在数据表T上不同列具有很大的选择性差异。

构建方案1——低选择性列为前导列

首先我们选择低选择性列owner作为索引列的前导列。

SQL> create index idx_t_cmp1 on t(owner,object_name);

Index created

SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats(user,'T',cascade => true);

PL/SQL procedure successfully completed

首先来观察一下索引物理体积问题。

SQL> col segment_name for a15;

SQL> select segment_name, bytes, blocks, extents from user_segments where segment_name='IDX_T_CMP1';

SEGMENT_NAMEBYTESBLOCKSEXTENTS

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IDX_T_CMP1314572838418

占有空间上为384个Oracle块，分布在18个分区上。

搜索场景执行计划研究。

场景1：where条件中包括所有索引列；

SQL> explain plan for select * from t where wner='SCOTT' and object_name='T';

Explained

SQL> select * from table(dbms_xplan.display);

PLAN_TABLE_OUTPUT

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Plan hash value: 1474811917

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| Id| Operation| Name| Rows| Bytes | Cost (%CPU)| Time|

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|0 | SELECT STATEMENT ||1 |29 |1(0)| 00:00:01 |

|*1 |INDEXRANGESCAN| IDX_T_CMP1 |1 |29 |1(0)| 00:00:01 |

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Predicate Information (identified by operation id):

---------------------------------------------------

1 - access("OWNER"='SCOTT' AND "OBJECT_NAME"='T')

13 rows selected

当所有列均出现在where条件中时，Oracle选择的执行计划中进行“INDEX RANGE SCAN”操作。Oracle索引结构中，叶节点排列的就是索引列排序的结果。进行的“INDEX RANGE SCAN”操作，就是首先根据条件，从根root节点位置向下定位，经过分支节点之后，定位到第一个符合条件索引列键值的叶节点。之后顺序扫描叶子节点，获取到符合where条件(或者部分where符合条件)的数据表列rowid值。

Index Range Scan操作是Oracle进行索引操作最常见的形式。

场景2：where中包括低选择性列

SQL> explain plan for select * from t where wner='SCOTT';

Explained

SQL> select * from table(dbms_xplan.display);

PLAN_TABLE_OUTPUT

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Plan hash value: 1474811917

-------------------------------------------------------------------------------

| Id| Operation| Name| Rows| Bytes | Cost (%CPU)| Time|

-------------------------------------------------------------------------------

|0 | SELECT STATEMENT ||1901 | 55129 |12(0)| 00:00:01 |

|*1 |INDEXRANGESCAN| IDX_T_CMP1 |1901 | 55129 |12(0)| 00:00:01 |

-------------------------------------------------------------------------------

Predicate Information (identified by operation id):

---------------------------------------------------

1 - access("OWNER"='SCOTT')

13 rows selected

当条件中只有低选择性列的时候，Oracle同样可以通过INDEX RANGE SCAN来获取rowid值。虽然并不能完全发挥出索引的全部列优势，但是Oracle通过Cost试算，通常可以判断出只扫描部分索引树，也是能带来较好的搜索性能的。

场景2：where条件中带高选择性列

SQL> explain plan for select * from t where object_name='T';

Explained

SQL> select * from table(dbms_xplan.display);

PLAN_TABLE_OUTPUT

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Plan hash value: 3522166362

-------------------------------------------------------------------------------

| Id| Operation| Name| Rows| Bytes | Cost (%CPU)| Time|

-------------------------------------------------------------------------------

|0 | SELECT STATEMENT ||2 |58 |28(0)| 00:00:01 |

|*1 |INDEX SKIP SCAN| IDX_T_CMP1 |2 |58 |28(0)| 00:00:01 |

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Predicate Information (identified by operation id):

---------------------------------------------------

1 - access("OBJECT_NAME"='T')

filter("OBJECT_NAME"='T')

14 rows selected

此处，where条件中没有出现索引前导列owner，而是出现了选择性较强的object_name列。此时，我们发现Oracle选择利用索引进行了“INDEX SKIP SCAN”操作。首先，我们从CBO的角度看，进行该操作所消耗的成本必然要比进行FTS(全表扫描)的成本要低。

INDEX SKIP SCAN是Oracle 9i中引入的一种执行计划操作。故名思意，就是对索引叶节点进行“跳跃”式的搜索。在这个问题上，网络中一些资料认为：

Oracle中的复合索引顺序不同，对索引构建结构上有很大的影响。首先，Oracle依据前导列的取值将索引树划分为多个子索引结构。如果前导列取值较多，也就意味着子树多。在进行带前导列搜索时，Oracle首先依据前导列确定子索引树，之后进行各种的Index Range Scan。此时的Range Scan是进行索引叶子节点的扫描。

无论这种理解是否正确，有一点可以肯定。当where条件中不包括前导列的时候，对叶子节点进行Range Scan应该是不可以的。因为Range Scan保证的顺序是前导列+后导列的顺序。Skip Scan应该进行的是在叶子节点上，根据不同的前导列形成子索引树，叶节点分别进行Scan操作。

笔者以为：skip scan是Oracle针对特定条件上索引结构，所提供的一种备选搜索操作。Skip scan的使用不是规则，而是成本估算。Index Skip Scan是Oracle提供的一种执行计划操作，可以应用在执行计划的生成中。简单的说，就是Oracle将描述语句转化为可执行操作序列(执行计划)过程中一个操作选择。