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索引的前导列

article 2025/3/22 12:08:30

在 Oracle 数据库中，索引的前导列（Leading Column） 是复合索引（Composite Index）中的第一列。前导列的选择和使用对索引的性能和查询优化至关重要。以下是关于索引前导列的详细说明及其相关问题。

1. 什么是索引的前导列？

复合索引：复合索引是由多个列组成的索引，例如 (a, b, c)。
前导列：复合索引中的第一列称为前导列。例如，在索引 (a, b, c) 中，a 是前导列。
非前导列：复合索引中的其他列（如 b 和 c）称为非前导列。

2. 前导列的作用

索引访问的起点：
- Oracle 在使用复合索引时，只能从前导列开始访问索引。如果查询条件中没有使用前导列，索引可能无法被使用。
索引选择性：
- 前导列的选择性（即不同值的数量）直接影响索引的效率。选择性高的列（如主键或唯一列）作为前导列时，索引的效率更高。

3. 前导列的使用规则

查询条件必须包含前导列：
- 如果查询条件中没有使用前导列，Oracle 无法使用复合索引。
- 例如，对于索引 (a, b, c)，查询 WHERE b = 1 AND c = 2 无法使用该索引，因为前导列 a 未在查询条件中使用。
前导列的选择性：
- 如果前导列的选择性较低（例如性别列，只有“男”和“女”两个值），索引的效率可能较低。
- 如果前导列的选择性较高（例如主键列），索引的效率较高。

4. 前导列的常见问题

问题 1：查询条件未使用前导列

现象：
- 查询条件中未使用前导列，导致索引无法被使用。
示例：

sql

复制
```
CREATE INDEX idx_a_b ON test(a, b);
SELECT * FROM test WHERE b = 1;
```
- 由于查询条件中未使用前导列 a，索引 idx_a_b 无法被使用。
解决方案：
- 调整查询条件，包含前导列。
- 例如：
  
  sql
  
  复制
```
SELECT * FROM test WHERE a = 1 AND b = 1;
```

问题 2：前导列选择性较低

现象：
- 前导列的选择性较低，导致索引效率低下。
示例：

sql

复制
```
CREATE INDEX idx_gender_age ON employees(gender, age);
SELECT * FROM employees WHERE gender = '男' AND age > 30;
```
- 如果 gender 列的选择性较低（只有“男”和“女”两个值），索引 idx_gender_age 的效率可能较低。
解决方案：
- 将选择性较高的列作为前导列。
- 例如：
  
  sql
  
  复制
```
CREATE INDEX idx_age_gender ON employees(age, gender);
```

问题 3：索引跳跃扫描（Index Skip Scan）

现象：
- 当查询条件中未使用前导列时，Oracle 可能会使用索引跳跃扫描（Index Skip Scan）来访问非前导列。
示例：

sql

复制
```
CREATE INDEX idx_a_b ON test(a, b);
SELECT * FROM test WHERE b = 1;
```
- Oracle 可能会使用索引跳跃扫描来访问 b = 1 的数据。
解决方案：
- 如果索引跳跃扫描的性能不理想，可以考虑创建单列索引或调整复合索引的列顺序。
- 例如：
  
  sql
  
  复制
```
CREATE INDEX idx_b ON test(b);
```

5. 如何优化前导列的使用

1. 创建合适的索引

根据查询模式创建合适的复合索引，确保前导列的选择性较高。
例如：

sql

复制
```
CREATE INDEX idx_a_b ON test(a, b);
```

2. 调整查询条件

确保查询条件中包含前导列。

例如：

sql

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SELECT * FROM test WHERE a = 1 AND b = 1;

3. 使用提示（Hints）

如果优化器未选择索引，可以使用提示强制使用索引。

例如：

sql

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SELECT /*+ INDEX(test idx_a_b) */ * FROM test WHERE a = 1 AND b = 1;

4. 更新统计信息

确保表和索引的统计信息是最新的，以便优化器生成最佳的执行计划。

例如：

sql

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EXEC DBMS_STATS.GATHER_TABLE_STATS('SCHEMA_NAME', 'TEST');

5. 分析执行计划

使用 EXPLAIN PLAN 或 SQL*Plus 的 AUTOTRACE 功能分析查询的执行计划。

例如：

sql

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EXPLAIN PLAN FOR
SELECT * FROM test WHERE a = 1 AND b = 1;
SELECT * FROM TABLE(DBMS_XPLAN.DISPLAY);

6. 示例分析

示例 1：前导列选择性高

表结构：

sql

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CREATE TABLE test (
    id NUMBER,
    a NUMBER,
    b NUMBER
);

CREATE INDEX idx_a_b ON test(a, b);

查询：

sql

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SELECT * FROM test WHERE a = 1 AND b = 1;

执行计划：

plaintext

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------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation                   | Name    | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT            |         |    10 |   200 |     3   (0)| 00:00:01 |
|*  1 |  TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| TEST    |    10 |   200 |     3   (0)| 00:00:01 |
|*  2 |   INDEX RANGE SCAN          | IDX_A_B |    10 |       |     2   (0)| 00:00:01 |
------------------------------------------------------------------------------------

INDEX RANGE SCAN：使用索引 IDX_A_B 查找 a = 1 且 b = 1 的行。

示例 2：前导列选择性低

表结构：

sql

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CREATE TABLE employees (
    id NUMBER,
    gender VARCHAR2(10),
    age NUMBER
);

CREATE INDEX idx_gender_age ON employees(gender, age);

查询：

sql

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SELECT * FROM employees WHERE gender = '男' AND age > 30;

执行计划：

plaintext

复制

------------------------------------------------------------------------------------
| Id  | Operation                   | Name           | Rows  | Bytes | Cost (%CPU)| Time     |
------------------------------------------------------------------------------------
|   0 | SELECT STATEMENT            |                |    10 |   200 |     3   (0)| 00:00:01 |
|*  1 |  TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| EMPLOYEES      |    10 |   200 |     3   (0)| 00:00:01 |
|*  2 |   INDEX RANGE SCAN          | IDX_GENDER_AGE |    10 |       |     2   (0)| 00:00:01 |
------------------------------------------------------------------------------------