在Oracle數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行索引與約束

李凡

摘 要： 在Oracle數(shù)據(jù)庫中為了優(yōu)化數(shù)據(jù)庫存儲結(jié)構(gòu)，提高查詢的效率，很有必要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的索引與約束設(shè)置，本文就幾種常用的索引與約束進(jìn)行介紹與探討，結(jié)合大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的開發(fā)，針對性地提出加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫配置的必要性。

關(guān)鍵詞： Oracle；索引；約束

一、索引的概念

索引是Oracle的一個對象，索引中存儲了特定列的排序數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對表的快速訪問。使用索引可以很快查找到建立索引時列的值所在的行，而不必對表實(shí)現(xiàn)全表掃描，所以適當(dāng)?shù)氖褂盟饕梢詼p少磁盤I/O量。

二、建立索引的方式

建立索引的方式有很多種，從建立索引到查看索引，通過參數(shù)命令執(zhí)行，常用的索引有以下幾種，大致介紹如下：

1、B-樹索引：它是Oracle默認(rèn)的索引類型，位圖索引與反向鍵索引建立在其基礎(chǔ)之上。B-樹索引結(jié)構(gòu)有三個基本組成部分：根節(jié)點(diǎn)、分支結(jié)點(diǎn)和葉子節(jié)點(diǎn)，其中根節(jié)點(diǎn)位于索引結(jié)構(gòu)的最頂端，而葉子節(jié)點(diǎn)位于索引結(jié)構(gòu)的最低端，中間為分支節(jié)點(diǎn)。B-樹索引的特點(diǎn)是平衡性強(qiáng)，不會因?yàn)閿?shù)據(jù)變更操作影響索引性能。B-樹索引結(jié)構(gòu)圖如下所示。

2、位圖索引：它是大數(shù)據(jù)支持的索引機(jī)制，適用于沒有大量更新任務(wù)的數(shù)據(jù)倉庫，因?yàn)槲粓D索引里的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)太多，所以有大量數(shù)據(jù)更新時，位圖索引需做大量的更改，系統(tǒng)開銷較大，位圖索引比較適合精確性查找。創(chuàng)建位圖索引的實(shí)例如下

SQL> create bitmap index emp

2 on emp（job）；

索引已創(chuàng)建。

3、反向鍵索引：它是指在創(chuàng)建索引的過程中對索引列創(chuàng)建的索引鍵值的字節(jié)反向，以避免查找的無序。使用反向鍵索引使得每個鍵值被顛倒順序，將序列性的鍵值分散開，使得鍵值平衡地保存在葉子節(jié)點(diǎn)中。創(chuàng)建反向鍵索引需要使用REVERSE關(guān)鍵字，實(shí)例如下

SQL> create index emp

2 on emp（sal） reverse；

索引已創(chuàng)建。

4、基于函數(shù)的索引：在用戶查詢數(shù)據(jù)時，如果查詢語句的WHERE字句中有函數(shù)存在，Oracle使用函數(shù)索引將加快查詢速度，基于函數(shù)的索引，使用表的列函數(shù)值作為鍵值建立索引結(jié)構(gòu)。以下是通過UPPER函數(shù)創(chuàng)建基于函數(shù)的索引實(shí)例。

SQL> create index dept

2 on dept（UPPER（dname））；

索引已創(chuàng)建。

索引建立后，還需監(jiān)控索引，索引不完整，還要重建索引，索引不用，要刪除索引，這一系列操作，構(gòu)成了索引的體系。

三、約束的概念

Oracle引入約束的目的是保證插入表的數(shù)據(jù)滿足一定的要求，這個要求可以理解為業(yè)務(wù)規(guī)則的聲明，約束作為數(shù)據(jù)定義的一部分，所以它是聲明性的，而不是過程性的，這種簡單的業(yè)務(wù)規(guī)則便于編寫代碼與維護(hù)。使用約束比在應(yīng)用程序中使用規(guī)則驗(yàn)證更有效，執(zhí)行速度更快。

四、約束的分類

約束按照功能可以分為五種，對于每種的特點(diǎn)大致進(jìn)行介紹如下。

1、非空約束：該約束不允許某列為NULL，例如某員工表EMP中，員工號是不允許為空，即要求員工號必須存在且為數(shù)字類型NUMBER，在表EMP的定義過程中已定義了非空約束。通過數(shù)據(jù)字典可以清楚地查詢約束信息。

2、主鍵約束：該約束和唯一鍵約束很相似，但是主鍵約束不允許插入空值NULL，主鍵唯一標(biāo)識一個表的記錄，主鍵可以在一列或多列上創(chuàng)建。對于創(chuàng)建主鍵約束，可以通過對該列插入重復(fù)值進(jìn)行驗(yàn)證，如果主鍵約束結(jié)果唯一且不能為空，說明約束正確。

3、唯一約束：該約束要求列的值在表中是唯一的，但是可以插入空值NULL，也就是說表中某列的值不能重復(fù)，以確保數(shù)據(jù)的唯一性。數(shù)據(jù)的唯一性在數(shù)據(jù)庫操作中可以避免查找的誤判與數(shù)據(jù)有效性規(guī)則的制定。

4、條件約束：該約束是比較靈活的一類約束，可以根據(jù)需要對表設(shè)置更多的規(guī)則限制，條件約束說明表中每一行的某列或幾列的數(shù)據(jù)必須滿足的條件。條件約束可以使用一個或多個約束條件，可以在單一條件約束中使用復(fù)合條件，也可以對同一列使用多個條件約束。條件約束的判斷標(biāo)準(zhǔn)是條件約束的返回值，TRUE表示滿足條件，F(xiàn)ALSE表示不滿足條件，拒絕執(zhí)行。條件約束可以在創(chuàng)建表時創(chuàng)建，也可以在表創(chuàng)建完成后對某列創(chuàng)建。

5、外鍵約束：該約束不僅僅涉及一個表，它還涉及主表和從表，使用外鍵約束使得Oracle可以維護(hù)主表和從表之間的引用完整性。簡單地說，如果要插入從表的一行數(shù)據(jù)，則某列的值要參考主表中引用參考的值，而不能無限制地插入記錄。

五、兩者的維護(hù)

索引的維護(hù)就是修改索引的各種參數(shù)，在維護(hù)索引前先需知道當(dāng)前索引的參數(shù)位置，再根據(jù)設(shè)置進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整，以下是索引參數(shù)的修改實(shí)例。

SQL>alter index emp

2 rebuild

3 pctfree 30

4 storage （next 100k）；

通過對pctfree參數(shù)的修改，適當(dāng)增加存儲空間，這樣可以合并索引碎片，維護(hù)磁盤空間，有利于系統(tǒng)開銷后的釋放。

約束的維護(hù)包括約束的完整性設(shè)置與約束的更改操作，尤其是刪除約束性操作普遍，該操作隨時進(jìn)行，要求用戶具有刪除約束的條件并知道約束的名字，一般可以通過數(shù)據(jù)字典USER來查找約束的名字，進(jìn)而使用DROP指令刪除約束，通過以下實(shí)例說明。

SQL>alter table emp

2 drop constraint SYS

通過該指令，刪除表emp的唯一約束。

六、系統(tǒng)評價

索引已經(jīng)成為關(guān)系數(shù)據(jù)庫非常重要的部分。它們被用作包含所關(guān)心數(shù)據(jù)的表指針。通過一個索引，能從表中直接找到一個特定的記錄，而不必連續(xù)順序掃描這個表，一次一個地去查找。對于大的表，索引是必要的。當(dāng)然索引需要占物理空間，對表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行增加、刪除和修改的時候，索引也要動態(tài)的維護(hù)，降低了數(shù)據(jù)的維護(hù)速度。所以并非所有的數(shù)據(jù)庫都以相同的方式使用索引。作為通用規(guī)則，只有當(dāng)經(jīng)常查詢索引列中的數(shù)據(jù)時，才需要在表上創(chuàng)建索引。索引占用磁盤空間，并且降低添加、刪除和更新行的速度。如果應(yīng)用程序非常頻繁地更新數(shù)據(jù)或磁盤空間有限，則可能需要限制索引的數(shù)量。在表較大是在建立索引，表中的數(shù)據(jù)越多，索引的優(yōu)越性越明顯。

數(shù)據(jù)庫約束是為了保證數(shù)據(jù)的完整性而實(shí)現(xiàn)的一套機(jī)制，它具體的根據(jù)各個不同的數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)而有不同的工具，所以我們在學(xué)習(xí)約束的時候就會看到域完整性（Domain Integrity）、實(shí)體完整性（Entity Integrity）、參照完整性（Referential Integrity）與用戶定義完整性（User-defined Integrity）的不同的約束分類。約束能夠提高Oracle數(shù)據(jù)庫操作的穩(wěn)定性與查詢效率，對于數(shù)據(jù)挖掘等高端操作起到一定的保障作用。

總之，隨著大數(shù)據(jù)的開發(fā)，數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化配置也在不斷地進(jìn)行調(diào)整，索引與約束會深層次地進(jìn)行改變，以適應(yīng)將來數(shù)據(jù)庫的要求。

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