常见的几种索引扫描的类型
一、如何查看SQL语句的执行计划
1、在SQL*PLUS环境中
执行SET AUTOTRACE ON 可以打开启动自动跟踪功能，如下(下面的红色字体是敲入的命令)：ChenZw> set autotrace onChenZw> select * from emp;
EMPNO ENAME JOB MGR HIREDATE SAL COMM DEPTNO---------- ---------- --------- ---------- -------------- ---------- ---------- ---------- 7369 SMITH CLERK 7902 17-12月-80 800 20 7499 ALLEN SALESMAN 7698 20-2月 -81 1600 300 30 7521 WARD SALESMAN 7698 22-2月 -81 1250 500 30 7566 JONES MANAGER 7839 02-4月 -81 2975 20 7654 MARTIN SALESMAN 7698 28-9月 -81 1250 1400 30 7698 BLAKE MANAGER 7839 01-5月 -81 2850 30 7782 CLARK MANAGER 7839 09-6月 -81 2450 10 7788 SCOTT ANALYST 7566 19-4月 -87 3000 20 7839 KING PRESIDENT 17-11月-81 5000 10 7844 TURNER SALESMAN 7698 08-9月 -81 1500 0 30 7876 ADAMS CLERK 7788 23-5月 -87 1100 20 7900 JAMES CLERK 7698 03-12月-81 950 30 7902 FORD ANALYST 7566 03-12月-81 3000 20 7934 MILLER CLERK 7782 23-1月 -82 1300 10
已选择14行。
执行计划----------------------Plan hash value: 3956160932
--------------------------------------| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |--------------------------------------| 0 | SELECT STATEMENT | | 14 | 518 | 3 (0)| 00:00:01 || 1 | TABLE ACCESS FULL| EMP | 14 | 518 | 3 (0)| 00:00:01 |--------------------------------------
统计信息---------------------- 476 recursive calls 0 db block gets 90 consistent gets 9 physical reads 0 redo size 1423 bytes sent via SQL*Net to client 416 bytes received via SQL*Net from client 2 SQL*Net roundtrips to/from client 7 sorts (memory) 0 sorts (disk) 14 rows processed 如同describe命令可以省略为desc一样，set autotrace off命令也可以省略为set autot off。如果，执行计划中的行太宽的话，可以执行如下命令，将行的宽度设置为200，命令如下：ChenZw> set linesize 200ChenZw>
2、在PL/SQL Developer软件中
在PL/SQL Developer窗口中，点击“文件”的“新建”菜单中选择“SQL窗口”,在里面输入自己要执行的SQL，例如上面的SELECT * FROM EMP;然后点击“F5”按钮，系统会自动弹出“解释计划窗口”，并且将该SQL的执行计划在“解释计划窗口”中显示出来或者直接创建“解释计划窗口”也可以进入解释计划窗口。 现在回过头来看这个SQL语句，使用的是“TABLE ACCESS FULL”的方式进行查询，那么优化器为什么会使用全表查询呢？有这样几个情况下，数据库会选择全表索引的。第一、高度并发的时候，如果在DBA_TABLES视图里面的DEGREE（The number of threads per instance for scanning the table）字段的值比较高的时候，优化器会选择全表扫描的方式。第二、在该表上，如果没有索引的时候，正所谓“巧妇难为无米之炊”，优化器也只能选择全表扫描FULL TABLE SCAN的方式了。第三、查询大数据量的时候，比如上面的SQL语句，优化器一看后面一个WHERE条件都没有，或者优化器认为该次查询将会查询到大部分的数据，则会使用全表扫描，这种情况下，就算是该SQL能够用到索引，也不会使用的。第四种，查询小标的时候，在初始化参数里面有一个DB_FILE_MULTIBLOCK_READ_COUNT，这个参数指定了每次读数据块的数量，但是如果发现当前要查询的表的数据表小于该参数的值，优化器也会选择全表扫描的。
二、SQL语句的几种常见的索引扫描类型
首先，有一个概念，就是除了获取索引本身的值之外，使用索引最终还是要使用表的ROWID进行获取数据的。也就是TABLE ACCESS BY ROWID。什么是ROWID呢？下面的查询：
ChenZw> select t.rowid,t.* from emp t;
ROWID EMPNO ENAME JOB MGR HIREDATE SAL COMM DEPTNO------------------ ----- ------ ------------- --------------- ----- ------AAAQ+jAAEAAAAAeAAA 7369 SMITH CLERK 7902 17-12月-80 800 20AAAQ+jAAEAAAAAeAAB 7499 ALLEN SALESMAN 7698 20-2月 -81 1600 300 30AAAQ+jAAEAAAAAeAAC 7521 WARD SALESMAN 7698 22-2月 -81 1250 500 30AAAQ+jAAEAAAAAeAAD 7566 JONES MANAGER 7839 02-4月 -81 2975 20AAAQ+jAAEAAAAAeAAE 7654 MARTIN SALESMAN 7698 28-9月 -81 1250 1400 30AAAQ+jAAEAAAAAeAAF 7698 BLAKE MANAGER 7839 01-5月 -81 2850 30AAAQ+jAAEAAAAAeAAG 7782 CLARK MANAGER 7839 09-6月 -81 2450 10AAAQ+jAAEAAAAAeAAH 7788 SCOTT ANALYST 7566 19-4月 -87 3000 20AAAQ+jAAEAAAAAeAAI 7839 KING PRESIDENT 17-11月-81 5000 10AAAQ+jAAEAAAAAeAAJ 7844 TURNER SALESMAN 7698 08-9月 -81 1500 0 30AAAQ+jAAEAAAAAeAAK 7876 ADAMS CLERK 7788 23-5月 -87 1100 20AAAQ+jAAEAAAAAeAAL 7900 JAMES CLERK 7698 03-12月-81 950 30AAAQ+jAAEAAAAAeAAM 7902 FORD ANALYST 7566 03-12月-81 3000 20AAAQ+jAAEAAAAAeAAN 7934 MILLER CLERK 7782 23-1月 -82 1300 10
ROWID字段中保存了很多信息，例如所在数据块、数据文件、行在数据块中的信息等等，可以非常方便的通过ROWID的信息找到该记录所在的位置，在oracle中，使用ROWID来查找某条记录是最快的。在使用索引的时候，如果不是查询索引本身的值（例如主键），而是查询主键所在行的其他字段信息的话，Oracle也是首先得到ROWID的信息，然后再去找到其他字段的信息，并且返回。
在网上找到这样几种最常见的扫描的类型：
第一种：index unique scan 索引唯一扫描，当可以优化器发现某个查询条件可以利用到主键、唯一键、具有外键约束的列，或者只是访问其中某行索引所在的数据的时候，优化器会选择这种扫描类型。
第二种：index range scan 索引范围扫描，当优化器发现在UNIQUE列上使用了大于、小于、大于等于、小于等于以及BETWEEN等就会使用范围扫描，在组合列上只使用部分进行查询，导致查询出多行数据。对非唯一的索引列上进行任何活动都会使用index range scan。
第三种：index full scan 全索引扫描，如果要查询的数据可以全部从索引中获取，则使用全索引扫描。
第四种：index fast full scan 索引快速扫描，扫描索引中的全部的数据块，与全索引扫描的方式基本上类似。两者之间的明显的区别是，索引快速扫描对查询的数据不进行排序，数据返回的时候不是排序的。“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，从而得到最大的吞吐量和缩短执行时间”。
三、几种常见的索引类型的模拟
创建测试表以及测试数据的SQL：
CREATE TABLE TBL( USERID NUMBER(20), NAME VARCHAR2(20), DEPTNO NUMBER(20));--模拟数据BEGIN FOR I IN 0..1000 LOOP INSERT INTO TBL VALUES( I,CONCAT('TBL',I),MOD(I,2)); END LOOP;END;
SELECT * FROM TBL;
1）TABLE ACCESS BY USER ROWID执行下面的语句得到几个ROWID：ChenZw> select rowid,tbl.* from tbl where rownum<10;
ROWID USERID NAME DEPTNO------------------ ---------- -------------------- ----------AAAUhAAAEAAAAIcAAA 796 TBL796 0AAAUhAAAEAAAAIcAAB 797 TBL797 1AAAUhAAAEAAAAIcAAC 798 TBL798 0AAAUhAAAEAAAAIcAAD 799 TBL799 1AAAUhAAAEAAAAIcAAE 800 TBL800 0AAAUhAAAEAAAAIcAAF 801 TBL801 1AAAUhAAAEAAAAIcAAG 802 TBL802 0AAAUhAAAEAAAAIcAAH 803 TBL803 1AAAUhAAAEAAAAIcAAI 804 TBL804 0
然后带着rowid去查询，看这个时候的执行计划：ChenZw> select * from tbl where rowid = 'AAAUhAAAEAAAAIcAAA';执行计划----------------------Plan hash value: 2623095911
-----------------------------------------------| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |-----------------------------------------------| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 50 | 1 (0)| 00:00:01 || 1 | TABLE ACCESS BY USER ROWID| TBL | 1 | 50 | 1 (0)| 00:00:01 |-----------------------------------------------上面的TABLE ACCESS BY USER ROWID是一种效率最高的获取数据的方法。
2）index unique scan修改上面的表，增加一个主键，等于自动会增加一个唯一键约束：ALTER TABLE TBL ADD CONSTRAINT TBLID PRIMARY KEY (USERID);执行下面的SQL语句：ChenZw> select * from tbl where userid = 100;执行计划----------------------Plan hash value: 1167568666
-------------------------------------------------| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |-------------------------------------------------| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 38 | 2 (0)| 00:00:01 || 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| TBL | 1 | 38 | 2 (0)| 00:00:01 ||* 2 | INDEX UNIQUE SCAN | TBLID | 1 | | 1 (0)| 00:00:01 |-------------------------------------------------
从上面的执行计划可以看出，优化器首先是根据为刚才建立的索引TBLID来找到100的ROWID，然后根据ROWID去找到100所在的行数据。
2）index full scan为上面的表增加一个联合索引，在TBL.NAME和TBL.DEPTNO两个列上，SQL如下：CREATE INDEX INDEX_TBL_NAME_DEPTNO ON TBL(NAME,DEPTNO);
3）index range scan执行下面的语句：ChenZw> select * from tbl where userid between 10 and 100;已选择91行。执行计划----------------------Plan hash value: 2314926374
-------------------------------------------------| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |-------------------------------------------------| 0 | SELECT STATEMENT | | 91 | 3458 | 3 (0)| 00:00:01 || 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| TBL | 91 | 3458 | 3 (0)| 00:00:01 ||* 2 | INDEX RANGE SCAN | TBLID | 91 | | 2 (0)| 00:00:01 |-------------------------------------------------在索引列上使用大于等于，小于等于，between等的时候，优化器会首先在索引列上进行操作，进行一个索引范围扫描得到ROWID之后，再根据ROWID来找到相应的数据。
这个里面有一个很有意思的问题：ChenZw> select * from tbl where userid between 10 and 100 order by 1;已选择91行。执行计划----------------------Plan hash value: 2314926374
-------------------------------------------------| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |-------------------------------------------------| 0 | SELECT STATEMENT | | 91 | 3458 | 3 (0)| 00:00:01 || 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| TBL | 91 | 3458 | 3 (0)| 00:00:01 ||* 2 | INDEX RANGE SCAN | TBLID | 91 | | 2 (0)| 00:00:01 |-------------------------------------------------看执行计划，我们虽然在SQL语句指定了需要将结果集进行排序，但是在执行计划中，并没有进行排序的动作，这个是为什么呢？ChenZw> select * from tbl where userid between 10 and 100 order by 1 desc;已选择91行。执行计划----------------------Plan hash value: 4193471386
--------------------------------------------------| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |--------------------------------------------------| 0 | SELECT STATEMENT | | 91 | 3458 | 3 (0)| 00:00:01 || 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID | TBL | 91 | 3458 | 3 (0)| 00:00:01 ||* 2 | INDEX RANGE SCAN DESCENDING| TBLID | 91 | | 2 (0)| 00:00:01 |--------------------------------------------------这个执行计划和上面的执行计划有什么区别呢？其中第一个执行计划是索引范围扫描（INDEX RANGE SCAN），但是第二个执行计划是索引范围降序扫描（INDEX RANGE SCAN DESCENDING）。由此可以看出对于唯一索引，ORACLE是已经进行了正序排列了。也就是唯一索引在进行排序的时候消耗不是很大的，因为它在保存的时候就按照升序进行保存的。
4）index fast full scan假如我们只需要得到所有的USERID的时候，优化器会如何进行查询呢？我们要查的USERID是全部在索引里面的，执行一下下面的语句，得到下面的执行计划：ChenZw> select userid from tbl;已选择100001行。执行计划----------------------Plan hash value: 3798421822
------------------------------------------| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |------------------------------------------| 0 | SELECT STATEMENT | | 115K| 1471K| 63 (2)| 00:00:01 || 1 | INDEX FAST FULL SCAN| TBLID | 115K| 1471K| 63 (2)| 00:00:01 |------------------------------------------看到上面的执行计划是索引快速扫描（INDEX FAST FULL SCAN），因为需要得到的所有的数据都是在索引里面的，因此只需要将所需要的数据从索引中取出来就ok了。
