index unique scan 与index range scan等的区别

存取Oracle当中扫描数据的方法(一)

Oracle 是一个面向Internet计算环境的数据库。它是在数据库领域一直处于领先地位的甲骨文公司的产品。可以说Oracle关系数据库系统是目前世界上流行的关系数据库管理系统，本文将对oracle当中扫描数据的存取方法进行介绍。

1) 全表扫描(Full Table Scans, FTS)

为实现全表扫描，Oracle读取表中所有的行，并检查每一行是否满足语句的WHERE限制条件一个多块读操作可以使一次I/O能读取多块数据块(db_block_multiblock_read_count参数设定)，而不是只读取一个数据块，这极大的减少了I/O总次数，提高了系统的吞吐量，所以利用多块读的方法可以十分高效地实现全表扫描，而且只有在全表扫描的情况下才能使用多块读操作。在这种访问模式下，每个数据块只被读一次。

使用FTS的前提条件：在较大的表上不建议使用全表扫描，除非取出数据的比较多，超过总量的5% -- 10%，或你想使用并行查询功能时。

使用全表扫描的例子：　

 SQL> explain plan for select * from dual;

Query Plan

SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost=

TABLE ACCESS FULL DUAL

2) 通过ROWID的表存取(Table Access by ROWID或rowid lookup)

行的ROWID指出了该行所在的数据文件、数据块以及行在该块中的位置，所以通过ROWID来存取数据可以快速定位到目标数据上，是Oracle存取单行数据的最快方法。

这种存取方法不会用到多块读操作，一次I/O只能读取一个数据块。我们会经常在执行计划中看到该存取方法，如通过索引查询数据。

使用ROWID存取的方法：　

     SQL> explain plan for select * from dept where rowid = 'AAAAyGAADAAAAATAAF';

Query Plan

SELECT STATEMENT [CHOOSE] Cost=1

TABLE ACCESS BY ROWID DEPT [ANALYZED]

3)索引扫描(Index Scan或index lookup)

我们先通过index查找到数据对应的rowid值(对于非唯一索引可能返回多个rowid值)，然后根据rowid直接从表中得到具体的数据，这种查找方式称为索引扫描或索引查找(index lookup)。一个rowid唯一的表示一行数据，该行对应的数据块是通过一次i/o得到的，在此情况下该次i/o只会读取一个数据库块。

在索引中，除了存储每个索引的值外，索引还存储具有此值的行对应的ROWID值。索引扫描可以由2步组成：(1) 扫描索引得到对应的rowid值。 (2) 通过找到的rowid从表中读出具体的数据。每步都是单独的一次I/O，但是对于索引，由于经常使用，绝大多数都已经CACHE到内存中，所以第1步的I/O经常是逻辑I/O，即数据可以从内存中得到。但是对于第2步来说，如果表比较大，则其数据不可能全在内存中，所以其I/O很有可能是物理I/O，这是一个机械操作，相对逻辑I/O来说，是极其费时间的。所以如果多大表进行索引扫描，取出的数据如果大于总量的5% -- 10%，使用索引扫描会效率下降很多。如下列所示：　

     SQL> explain plan for select empno, ename from emp where empno=10;

Query Plan

SELECT STATEMENT [CHOOSE] Cost=1

TABLE ACCESS BY ROWID EMP [ANALYZED]

INDEX UNIQUE SCAN EMP_I1

但是如果查询的数据能全在索引中找到，就可以避免进行第2步操作，避免了不必要的I/O，此时即使通过索引扫描取出的数据比较多，效率还是很高的

     SQL> explain plan for select empno from emp where empno=10;-- 只查询empno列值

Query Plan

SELECT STATEMENT [CHOOSE] Cost=1

INDEX UNIQUE SCAN EMP_I1

存取Oracle当中扫描数据的方法(二)

进一步讲，如果sql语句中对索引列进行排序，因为索引已经预先排序好了，所以在执行计划中不需要再对索引列进行排序

      SQL> explain plan for select empno, ename from emp

where empno > 7876 order by empno;

Query Plan

SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost=1

TABLE ACCESS BY ROWID EMP [ANALYZED]

INDEX RANGE SCAN EMP_I1 [ANALYZED]

从这个例子中可以看到：因为索引是已经排序了的，所以将按照索引的顺序查询出符合条件的行，因此避免了进一步排序操作。

根据索引的类型与where限制条件的不同，有4种类型的索引扫描：

索引唯一扫描(index unique scan)

索引范围扫描(index range scan)

索引全扫描(index full scan)

索引快速扫描(index fast full scan)

(1) 索引唯一扫描(index unique scan)

通过唯一索引查找一个数值经常返回单个ROWID。如果存在UNIQUE 或PRIMARY KEY 约束(它保证了语句只存取单行)的话，Oracle经常实现唯一性扫描。

使用唯一性约束的例子：

     SQL> explain plan for

select empno,ename from emp where empno=10;

Query Plan

SELECT STATEMENT [CHOOSE] Cost=1

TABLE ACCESS BY ROWID EMP [ANALYZED]

INDEX UNIQUE SCAN EMP_I1

(2) 索引范围扫描(index range scan)

使用一个索引存取多行数据，在唯一索引上使用索引范围扫描的典型情况下是在谓词(where限制条件)中使用了范围操作符(如>、<、<>、>=、<=、between)

使用索引范围扫描的例子：

      SQL> explain plan for select empno,ename from emp

where empno > 7876 order by empno;

Query Plan

SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost=1

TABLE ACCESS BY ROWID EMP [ANALYZED]

INDEX RANGE SCAN EMP_I1 [ANALYZED]

在非唯一索引上，谓词col = 5可能返回多行数据，所以在非唯一索引上都使用索引范围扫描。

使用index rang scan的3种情况：

(a) 在唯一索引列上使用了range操作符(> < <> >= <= between)

(b) 在组合索引上，只使用部分列进行查询，导致查询出多行

(c) 对非唯一索引列上进行的任何查询。

(3) 索引全扫描(index full scan)

与全表扫描对应，也有相应的全索引扫描。而且此时查询出的数据都必须从索引中可以直接得到。

全索引扫描的例子：

An Index full scan will not perform single block i/o's and so it may prove to be inefficient.

e.g.

Index BE_IX is a concatenated index on big_emp (empno, ename)

SQL> explain plan for select empno, ename from big_emp order by empno,ename;

Query Plan

SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost=26

INDEX FULL SCAN BE_IX [ANALYZED]

(4) 索引快速扫描(index fast full scan)

扫描索引中的所有的数据块，与 index full scan很类似，但是一个显著的区别就是它不对查询出的数据进行排序，即数据不是以排序顺序被返回。在这种存取方法中，可以使用多块读功能，也可以使用并行读入，以便获得最大吞吐量与缩短执行时间。

索引快速扫描的例子：

BE_IX索引是一个多列索引：　

     big_emp (empno,ename)

SQL> explain plan for select empno,ename from big_emp;

Query Plan

SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost=1

INDEX FAST FULL SCAN BE_IX [ANALYZED]

只选择多列索引的第2列：

     SQL> explain plan for select ename from big_emp;

Query Plan

SELECT STATEMENT[CHOOSE] Cost=1

INDEX FAST FULL SCAN BE_IX [ANALYZED]