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2025-09-30
数据库索引和表访问的基础知识
【摘要】：扫描索引和访问表时DATA FILE和DB BUFFER之间的I/O单位为1 BLOCK。应先了解以下各种表和索引的概念，充分考虑后再进行管理。因此，索引的行数始终小于或等于表的行数。索引和表是独立的对象，事务影响不大时可根据需要随时删除、变更索引。3）表访问如果用于查找条件的列已生成为索引，并且判断应用该索引时更快，则会通过扫描索引访问表。
扫描索引和访问表时DATA FILE和DB BUFFER之间的I/O单位为1 BLOCK。因此，扫描索引时以“读取多少BLOCK”直接确定“执行几次I/O”，以此确定执行速度。但TABLE FULL SCAN时DATA FILE和DB BUFFER之间的I/O单位作为DB_FILE_MULTIBLOCK_READ_COUNT参数值，可读取全表。因此，执行速度根据全表的块数决定。
（1） 1个行通过 UNIQUE INDEX访问表时 I/O:
ROOT BLOCK+BRANCH BLOCK+LEAF BLOCK+TABLE 1 BLOCK=4 I/O
（2）多个行通过UNIQUE INDEX访问表时I/O:
ROOT BLOCK+BRANCH BLOCK+LEAF BLOCK n个+TABLE BLOCK n个=？I/O
（3） 1个行通过 FULL SCAN访问表时 I/O:
表全部块数 /DB_FILE_MULTIBLOCK_READ_COUNT
（4）多个行通过 FULL SCAN访问表时 I/O:
表全部块数 /DB_FILE_MULTIBLOCK_READ_COUNT
1）索引数据生成
随着数据在客户表中生成，显示如何生成“姓名”列的索引数据，如图3-3所示。应先了解以下各种表和索引的概念，充分考虑后再进行管理。
（1）在客户表中添加一个行时，如果含有姓名则每次生成一个索引；如果姓名为null则不会生成索引。因此，索引的行数始终小于或等于表的行数。
（2）索引将根据成为索引的列值按升序进行创建，包含binary tree结构中已转换的balanced tree结构。
（3）索引和表是独立的对象，事务影响不大时可根据需要随时删除、变更索引。
（4）数据变化较大的表应最大限度地减少索引，必要时应定期执行REORG操作。
图3-3 索引数据生成(https://www.chuimin.cn)
注意：Orange还包含Online Reorg Edition。作为对象Oracle DBMS的Online Reorg正在运行时也可对DBMS内的多个对象进行REORG，应用程序的停机时间为非应用业务而设计。因此适用于24 h持续进行的E-Business业务数据库操作系统。REORG操作可起到的效果包括：通过重新排列数据库内的表空间、表、索引等最小化I/O需求；快速服务响应各个QUERY和BATCH JOB、APPLICATION SERVER的操作请求；增加了可用存储空间，事先阻止因空间（space）不足产生错误并恢复浪费的磁盘空间，提高数据库的性能和减少停机时间影响等。
（5）为优化查找几乎未变更数据的表而添加索引时，无须限制。
（6）索引的生成 Script: CREATE （UNIQUE） INDEX ［INDEX_NAME］ ON CUSTOMER（NAME）；索引中包含相应表的行位置相关信息（ROWID），表的行位置变化时会变更该位置。因此，对于因表的物理存储位置变更操作或批量操作时而受到影响的索引，最好对其进行 DROP+RECREATE。
2）表访问（无索引时）
使用查找条件的列未包含索引时无法应用索引，需要查找整个表，一般称为FULLTABLE SCAN。扫描整个表时，就算中途找到满足条件的数据，剩余部分中还可能有满足条件的数据，所以结果还是要读取整个表。执行此类FULL SCAN时，表的大小（block数）会影响速度。
（1） physical I/O数：表块数 /DB_FILE_MULTIBLOCK_READ_COUNT。
（2） FULL-TABLE SCAN时表块将根据 LRU算法（需要最近使用最少的内存空间时最先使用的算法）记录为least block。因此引起physical I/O的可能性始终很高，是降低DB buffer hit ratio的因素，从整体上看会成为降低性能的要素。为解决此问题，可对表设置CACHE option或使表位于DB BUFFER的KEEP区域。
（3）对表进行 FULL SCAN时，访问路径在执行计划中将按以下方式表示：
TABLE ACCESS （FULL ） OF' CUSTOMER'。
3）表访问（有索引时）
如果用于查找条件的列已生成为索引，并且判断应用该索引时更快，则会通过扫描索引访问表。索引扫描中如果遇到不满足条件的数据，则会判断剩余部分也没有满足条件的数据，将停止扫描。在索引扫描时，索引扫描的访问范围会影响速度。
（1） Physical I/O数：索引扫描块数（root+branch+ leaf）+表扫描块数。
（2） INDEX SCAN时表块将根据LRU算法记录为recently block。因此引起physical I/O的可能性始终很低，且再次使用的可能性较高，是提高 DB buffer hit ratio的因素。
（3）访问路径按以下方式表示：
作为参考，如果索引是NONUNIQUE，为输出准确的查找值必须始终确认不满足条件的数据，因此需要多访问一个超出有效范围的行。
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