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索引扫描可能不如全表扫描的场景的理解__纯粹数据量而言,不涉及CLUSTERING_FACTOR

2024-04-02 19:04:59 548人浏览 八月长安
摘要

多块读的场景 Full Table Scan --全表扫描 Index Fast Full Scans  --索引快速全扫描 单块读的场景 Rowid Scans --直接通过Rowid获取 I

多块读的场景
Full Table Scan --全表扫描
Index Fast Full Scans  --索引快速全扫描

单块读的场景
Rowid Scans --直接通过Rowid获取
Index Unique Scans --索引唯一扫描
Index Range Scans --索引局部扫描
Index Skip Scans --索引跳跃扫描
Index Full Scans --索引全扫描


全表扫描(Full Table Scans FTS)
为实现全表扫描,oracle 读取表中所有行,并检查每一行是否满足语句的WHERE 限制条件,全表扫描时一次I/O 能读取多个数据库块(db_file_multiblock_read_count参数设定),而不是只读取一个数据块,即多块读,这极大的减少了I/O 总次数,提高了系统的吞吐量。

索引扫描(Index Scan或index lookup)
我们先通过index 查找到数据对应的rowid 值(对于非唯一索引可能返回多个rowid 值),然后根据rowid 直接从表中得到具体的数据,这种查找方式称为索引扫描或索引查找(indexlookup)。
一个rowid 唯一的表示一行数据,该行对应的数据块是通过一次I/0 得到的,在此情况下该次i/o 只会读取一个数据库块,即单块读。

在索引中,除了存储每个索引的值外,索引还存储具有此值的行对应的ROWID 值。
索引扫描可以由2 步组成:
1 扫描索引得到对应的rowid 值。
2 通过找到的rowid 从表中读出具体的数据。
每步都是单独的一次I/O,但是对于索引,由于经常使用,绝大多数都已经CACHE 到内存中,所以第1 步的I/O 经常是逻辑I/O,即数据可以从内存中得到。但是对于第2 步来说,如果表比较大,则其数据不可能全在内存中,所以其I/O 很有可能是物理I/O,这是一个机械操作,相对逻辑I/O 来说,是极其费时间的。



为什么多块读比单块读快,即为什么有时全表扫描比索引扫描还快
因为逻辑读物理读单位是次块(一次读取相同或不同块数情况下,看读取了多少次,当然逻辑读没有io,只有物理读有IO),数据总块数一样的情况下,多块读的话,读取次数就少,逻辑读或物理读就少了,而全表扫描就是多块读。
个人理解:一个IO就是一个IO,不管多块,还是单块,都是一个次IO。
就好比你花1块钱买了1颗糖,有人1块能买10颗糖,消耗的成本其实都是1块钱。
再比如一秒内要读完10个块,单块读的话1次读一个块,需要10次,多块读的话假如1次读10个块,需要1次。虽然两者产生的IO吞吐量都是一样的,但是前者的IOPS是10,后者的IOPS是1,而一次IO的开启和结束是要消耗操作系统很多资源的。

案例1
假定多块读,一次读取5个数据库块,一张大表10000个数据库块,100个索引块,如果要取出的数据大于总量的20%,使用索引扫描,因为两步的每一步都是单独的一次I/O,且每一次I/O都是单块读只能读取一个数据库块,所以要扫描的次数=索引块的数量+全部数据块的20%的数量=100+10000*20%=2100次,如果都是物理读那么其中IO次数就是2100;使用全表扫描,一次就读取5个数据块,所以要扫描的次数=全部数据库/5=10000/5=2000,如果都是物理读那么IO次数就是2000。


案例2
假设一张表含有10万行数据--------100000行
我们要读取其中20%(2万)行数据----20000行
这张表一共有10000个数据块--------10000块(一个块10行,每行800字节)
通过索引读取20000行数据 = 约20000个table access by rowid = 需要处理20000个块来执行这个查询,但是,整个表只有10000个块,所以:如果按照索引读取全部的数据的20%相当于将整张表平均读取了2次。

当然也不能说索引读取行数大于整表的块数,那都是全表扫描了,还要考虑读取的块是逻辑读还是物理读。
如果都是逻辑读,肯定是索引扫描次数大于全表扫描次数
如果都是物理读,不CLUSTERING_FACTOR极端的情况下,肯定是索引扫描小于全表扫描
--比如上面案例2索引扫描虽然要处理20000个块,但是这20000个块,肯定不是都是物理读,其中物理读IO正常情况下大概也就2000个块(占整表块的20%),全表扫描的话如果都是物理读那么IO是10000个块。
当然如果这20%的数据分布极端散列,分布在了表的所有块上, 也就是10000个块上,如果索引扫描和全表扫描都是物理读,那么索引扫描的IO=100+10000,全表扫描的IO=10000


所以如果较大表进行索引扫描,取出的数据如果大于总量的5%—10%,使用索引扫描可能效果还不如全表扫描
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