关于ORACLE索引的几种扫描方式

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一条sql执行的效率因执行计划的差异而影响，经常说这条sql走索引了，那条sql 全表扫了。索引是怎么走的呢，说说我了解到的几种索引走的方式。

索引的几种扫描方式

1.Index Unique Scans 索引唯一扫描
2.Index Range Scans 索引范围扫描
3.Index Full Scans 索引全扫描
4.Index Fast Full Scans 索引快速全扫
5.Index Skip Scans 索引跳跃扫描
6.Index Join Scans 索引关联扫描

1.Index Unique Scans 索引唯一扫描（要求高，效率最好）

索引唯一扫描需要一个相等谓词。具体来说，仅当查询谓词使用等号运算符引用唯一索引键中的所有列时，数据库才执行唯一扫描.

PS： 要唯一索引中才有可能触发唯一索引扫描。主键或唯一约束（如果索引非唯一索引）也是无法触发的。

   扫描按顺序搜索索引以查找指定的键。索引唯一扫描一旦找到第一条记录就停止处理，因为不可能有第二条记录。数据库从索引条目中获取行标识，然后检索该行标识所指定的行。

 例子:

CREATE TABLE "SCOTT"."DEPT"
( "DEPTNO" NUMBER(2,0),
"DNAME" VARCHAR2(14),
"LOC" VARCHAR2(13),
CONSTRAINT "PK_DEPT" PRIMARY KEY ("DEPTNO")
USING INDEX PCTFREE 10 INITRANS 2 MAXTRANS 255 COMPUTE STATISTICS
STORAGE(INITIAL 65536 NEXT 1048576 MINEXTENTS 1 MAXEXTENTS 2147483645
PCTINCREASE 0 FREELISTS 1 FREELIST GROUPS 1
BUFFER_POOL DEFAULT FLASH_CACHE DEFAULT CELL_FLASH_CACHE DEFAULT)
TABLESPACE "USERS" ENABLE
) SEGMENT CREATION IMMEDIATE
PCTFREE 10 PCTUSED 40 INITRANS 1 MAXTRANS 255
NOCOMPRESS LOGGING
STORAGE(INITIAL 65536 NEXT 1048576 MINEXTENTS 1 MAXEXTENTS 2147483645
PCTINCREASE 0 FREELISTS 1 FREELIST GROUPS 1
BUFFER_POOL DEFAULT FLASH_CACHE DEFAULT CELL_FLASH_CACHE DEFAULT)
TABLESPACE "USERS"

00:46:24 SQL> select * from scott.dept where DEPTNO=1;

no rows selected

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2852011669

---------------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
---------------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 20 | 1 (0)| 00:00:01 |
| 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| DEPT | 1 | 20 | 1 (0)| 00:00:01 |
|* 2 | INDEX UNIQUE SCAN | PK_DEPT | 1 | | 0 (0)| 00:00:01 |
---------------------------------------------------------------------------------------

-----非唯一索引，无法使用唯一扫

14:09:55 SQL> CREATE TABLE "SCOTT"."DEPT1"
14:15:18 2 ( "DEPTNO" NUMBER(2,0),
"DNAME" VARCHAR2(14),
14:15:18 3 14:15:18 4 "LOC" VARCHAR2(13));

Table created.

14:15:19 SQL> create index scott.ind_DEPTNO on "SCOTT"."DEPT1"(DEPTNO);

Index created.

14:16:02 SQL> alter table "SCOTT"."DEPT1" add CONSTRAINT "PK_DEPT1" PRIMARY KEY ("DEPTNO");

14:18:17 SQL> select * from scott.dept1 where DEPTNO=1;

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2017361551

------------------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
------------------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 30 | 0 (0)| 00:00:01 |
| 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| DEPT1 | 1 | 30 | 0 (0)| 00:00:01 |
|* 2 | INDEX RANGE SCAN | IND_DEPTNO | 1 | | 0 (0)| 00:00:01 |
------------------------------------------------------------------------------------------

2.Index Range Scans 索引范围扫描

对于索引范围扫描，索引键必须有多个值。

具体来说，优化器在以下情况下考虑索引范围扫描：

• 在条件中指定索引的一个或多个前导列。

  甲条件指定一个或多个表达式和逻辑（布尔）运算符的组合，并返回的值TRUE，FALSE或UNKNOWN。条件的示例包括：

  • id = :id

  • id < :id

  • id > :id

  • AND 索引中前导列的前述条件的组合，例如id > :low AND id < :hi

    范围扫描索引，数据库将在叶块中向后或向前移动。例如，对ID在20到40之间的扫描将找到第一个叶子块，该叶子块的最低键值为20或更大。扫描通过叶节点的链接列表进行水平扫描，直到找到大于40的值，然后停止。

例子:

 create table "SCOTT"."DEPT2" as select * from scott.dept;

 create index scott.ind_dept2 on table scott.dept2(deptno);

02:36:30 SQL> select * from scott.dept2 where DEPTNO>1;

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 472371293

-----------------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
-----------------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 4 | 120 | 2 (0)| 00:00:01 |
| 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| DEPT2 | 4 | 120 | 2 (0)| 00:00:01 |
|* 2 | INDEX RANGE SCAN | IND_DEPT2 | 4 | | 1 (0)| 00:00:01 |

---Index Range Scans  如果语句中符合该条件进行范围扫，后面有排序的，将会进行索引范围降序扫描。

INDEX RANGE SCAN DESCENDING

例子:

03:04:16 SQL> select * from scott.dept2 where DEPTNO>1 order by 1 desc;

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 2624219629

------------------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
------------------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 4 | 120 | 2 (0)| 00:00:01 |
| 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID | DEPT2 | 4 | 120 | 2 (0)| 00:00:01 |
|* 2 | INDEX RANGE SCAN DESCENDING| IND_DEPT2 | 4 | | 1 (0)| 00:00:01 |

 3.Index Full Scans 索引全扫描

索引全扫描可以消除单独的排序操作，因为索引中的数据是按索引键排序的。单块IO扫描

优化器会在各种情况下考虑对索引进行全面扫描。

这些情况包括：

• 谓词引用索引中的列。该列不必是前导列。

• 未指定谓词，但满足以下所有条件：

  • 表和查询中的所有列都在索引中。

  • 至少一个索引列不为null。

• 查询包括一个ORDER BY在索引上的不可为空的列。

03:29:19 SQL> select DEPTNO,DNAME from scott.dept order by DEPTNO;   --主键列，不可为空

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 3103054919

---------------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
---------------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 4 | 52 | 2 (0)| 00:00:01 |
| 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| DEPT | 4 | 52 | 2 (0)| 00:00:01 |
| 2 | INDEX FULL SCAN | PK_DEPT | 4 | | 1 (0)| 00:00:01 |
--------------------------------------------------------------------------------

4.Index Fast Full Scans 索引快速全扫

索引快速全扫描读取未排序的顺序与索引块，该扫描不使用索引来探测表，而是读取索引而不是表，本质上是将索引本身用作表。

 当查询仅访问索引中的属性时，优化器将考虑此扫描。数据库使用多块I / O读取根块以及所有叶块和分支块。数据库将忽略分支块和根块，并读取叶块上的索引条目。

04:53:59 SQL> select /*+ index_ffs(dept4 IND_DEP4) */ count(DEPTNO) from scott.dept4 ;

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 1367395807

--------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Cost (%CPU)| Time |
--------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 2 (0)| 00:00:01 |
| 1 | SORT AGGREGATE | | 1 | | |
| 2 | INDEX FAST FULL SCAN| IND_DEP4 | 1 | 2 (0)| 00:00:01 |
--------------------------------------------------------------------------

5.Index Skip Scans 索引跳跃扫描

索引跳跃扫描时发生复合索引的初始列是“跳过”或在查询未指定。

索引跳过扫描在逻辑上将组合索引拆分为较小的子索引。索引的前几列中不同值的数量确定逻辑子索引的数量。数字越小，优化器必须创建的逻辑子索引越少，扫描变得越有效。扫描将分别读取每个逻辑索引，并在不超前的列上“跳过”不满足过滤条件的索引块。

DBMS_METADATA.GET_DDL(UPPER(‘TABLE‘),UPPER(‘EMPLOYEE‘),UPPER(‘SYS‘))
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

CREATE TABLE "SYS"."EMPLOYEE"
( "GENDER" VARCHAR2(1),
"EMPLOYEE_ID" NUMBER
) PCTFREE 10 PCTUSED 40 INITRANS 1 MAXTRANS 255
NOCOMPRESS LOGGING
STORAGE(INITIAL 65536 NEXT 1048576 MINEXTENTS 1 MAXEXTENTS 2147483645
PCTINCREASE 0 FREELISTS 1 FREELIST GROUPS 1
BUFFER_POOL DEFAULT FLASH_CACHE DEFAULT CELL_FLASH_CACHE DEFAULT)
TABLESPACE "SYSTEM"

INDEX_NAME INDEX_COL INDEX_TYPE PAR

--------------------------------------------- ------------------------------ ---------------------- ---
SYS.IDX_EMPLOYEE GENDER,EMPLOYEE_ID NORMAL-NONUNIQUE NO

05:57:11 SQL> set autotrace traceonly
05:57:19 SQL>
05:57:23 SQL> select * from employee where employee_id = 100;

Execution Plan
----------------------------------------------------------
Plan hash value: 461756150

---------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
---------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 4 | 3 (0)| 00:00:01 |
|* 1 | INDEX SKIP SCAN | IDX_EMPLOYEE | 1 | 4 | 3 (0)| 00:00:01 |
------------------------------------------------------------------

6.Index Join Scans 索引关联扫描

索引联接扫描是多个索引的哈希联接，它们一起返回查询请求的所有列。数据库不需要访问表，因为所有数据都是从索引中检索的。

在以下情况下，优化器将考虑使用索引联接：

• 多个索引的哈希联接检索查询所请求的所有数据，而无需访问表。

• 从表中检索行的成本比不从表中检索行而读取索引要高。索引联接通常很昂贵。例如，在扫描两个索引并将它们结合在一起时，选择最有选择性的索引然后探查表的成本通常较低。

也可以使用提示指定索引连接。 INDEX_JOIN(table_name)

  在索引联接扫描中，始终避免表访问。例如，在单个表上联接两个索引的过程如下：

1. 扫描第一个索引以检索行标识。

2. 扫描第二个索引以检索行ID。

3. 通过rowid执行哈希联接以获取行。

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关于ORACLE索引的几种扫描方式

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