关于oracle中位图索引的探讨：概念、原理、优缺点
概述
oracle索引主要分为以下几种：
1. b-tree索引
Oracle数据库中最常见的索引类型是b-tree索引，也就是B-树索引，以其同名的计算科学结构命名。CREATE INDEX语句时，默认就是在创建b-tree索引。没有特别规定可用于任何情况。
2. 位图索引(bitmap index)
位图索引特定于该列只有几个枚举值的情况，比如性别字段，标示字段比如只有0和1的情况。
3. 基于函数的索引
比如经常对某个字段做查询的时候是带函数操作的，那么此时建一个函数索引就有价值了。
4. 分区索引和全局索引
这2个是用于分区表的时候。前者是分区内索引，后者是全表索引
5. 反向索引（REVERSE）
这个索引不常见，但是特定情况特别有效，比如一个varchar(5)位字段(员工编号)含值（10001,10002,10033,10005,10016..）
这种情况默认索引分布过于密集，不能利用好服务器的并行
但是反向之后10001,20001,33001,50001,61001就有了一个很好的分布，能高效的利用好并行运算。
6.HASH索引
HASH索引可能是访问数据库中数据的最快方法，但它也有自身的缺点。集群键上不同值的数目必须在创建HASH集群之前就要知道。需要在创建HASH集群的时候指定这个值。使用HASH索引必须要使用HASH集群。
索引这么多，重点还是把握b-tree索引和位图索引，今天先介绍下oracle的位图索引。
什么是位图索引
简单点就是用位图表示的索引，oracle对于选择度底的列的每个键值建立一个位图，位图中的每一位可能对应多个列，位图中位等于1表示特定的行含有此位图表示的键值。
我们目前大量使用的索引一般主要是B-Tree索引,在索引结构中存储着键值和键值的RowID,并且是一一对应的，而位图索引主要针对大量相同值的列而创建(例如：类别，操作员，部门ID,库房ID等),索引块的一个索引行中存储键值和起止Rowid,以及这些键值的位置编码,位置编码中的每一位表示键值对应的数据行的有无.一个位图索引块可能指向的是几十甚至成百上千行数据的位置。
创建语法:
create bitmap index idx_bm_emp1_deptno on emp1(deptno);
可以使用如下的 SQL 语句查询数据库中的所有位图索引：
SELECT * FROM DBA_INDEXES D WHERE D.INDEX_TYPE='BITMAP';
查询原理
由于索引是位图，所以很多时候可以对这些索引中的位图进行位运算-（and 和 or),这样的速度明显比b树快（某些情况下）。由于位图索引可以存储null，所以可以直接通过位图索引计数（肯定是准确的）。
假设某个表T里所有的记录在列C1上只具有三个值：01、02和03。在表T的C1列上创建位图索引以后，则叶子节点的内容如图9-14所示。可以看到，位图索引只有三个索引条目，也就是每个C1列的值对应一个索引条目。位图索引条目上还包含表里第一条记录所对应的ROWID以及最后一条记录所对应的ROWID。索引条目的最后一部分则是由多个bit位所组成的bitmap，每个bit位就对应一条记录。
位图索引
当发出where c1='01'这样的SQL语句时，oracle会去搜索01所在的索引条目，然后扫描该索引条目中的bitmap里所有的bit位。第一个bit位为 1，则说明第一条记录上的C1值为01，于是返回第一条记录所在的ROWID（根据该索引条目里记录的start ROWID加上行号得到该记录所在的ROWID）。第二个bit位为0，则说明第二条记录上的C1值不为01，依此类推。另外，如果索引列为空，也会在位 图索引里记录，也就是将对应的bit位设置为0即可。
如果索引列上不同值的个数比较少的时候，比如对于性别列（男或女）等，则使用位图索引会比较好，因为它对空间的占用非常少（因为都是用bit位来表示表里 的数据行），从而在扫描索引的时候，扫描的索引块的个数也比较少。
可以试想一下，如果在列的不同值非常多的列上，比如主键列上，创建位图索引，则产生的索 引条目就等于表里记录的条数，同时每个索引条目里的bitmap里，只有一个1，其它都是0。这样还不如B树索引的效率高。 如果被索引的列经常被 更新的话，则不适合使用位图索引。因为当更新位图所在的列时，由于要在不同的索引条目之间修改bit位，比如将第一条记录从01变为02，则必须将01所 在的索引条目的第一个bit位改为0，再将02所在的索引条目的第一个bit位改为1。
因此，在更新索引条目的过程中，会锁定位图索引里多个索引条目。也就是同时只能有一个用户能够更新表T，从而降低了并发性。
位图的优点(主要针对dw)
1、减少即席查询的相应时间
2、和其它类型索引比较，真正节约了索引数据空间
3、即使在非常差的硬件上，也可能会有戏剧化的性能提升
4、高效的并行DML和LOAD操作。
5、生成索引的时候更高效，首先是不排序，其次是占用的空间少（索引空间）。
6、可以通过位图索引直接计数。
位图索引的缺点
1、不适合选择度低的列
2、如果有比较频繁的insert,update等操作，可能导致性能很底下，因为更新索引用的是行锁（可能锁定多行），而不是排它锁。
3、可能会溢出，索引数据块难于放下整个索引值，这有可能导致低效。
总结：
位图索引是为数据仓库（也就是查询环境设计的），位图索引特别不适合OLTP系统，位图索引不适合与dml频繁的环境，位图索引适用于DSS系统，位图索引不适合频繁修改的系统，弊端是严重影响并发性，因为update索引列值的时候，会锁定新值和旧值指向的所有数据行，所以使用位图索引需慎重。
后面会分享更多DBA和devops方面的内容，感兴趣的朋友可以关注下！
