一、索引是什么?

索引（INDEX）是数据库中用于提高查询效率的一种数据结构。它可以加速数据库表的数据查找、过滤和排序等操作。索引是一种类似于字典的数据结构，用于快速查找表中的某个值，类似于书本中的目录页，可以帮助用户快速找到所需内容。

二、索引的原理

Oracle 中的索引是基于 B-Tree 数据结构实现的，也称为 B-Tree 索引。B-Tree 索引是一种多层索引的树型结构，用于提高查询和检索操作的效率，为了优化查询性能，索引应针对经常被查询的列创建。查询过程中，数据库会首先检查查询条件中涉及的列是否有相关的索引，然后使用这些索引来快速定位、过滤和排序查询结果，从而大大提高查询效率。

如：
查询 EMPLOYEES表的所有内容
select * from EMPLOYEES;

不加索引读，一行一行的读，并且随机读，在读的过程中有可能会遇到有些列的值比较长，影响查询效率。

加了索引后，假如索引列为employee_id
索引就由rowid+employee_id组成
加了索引后， 通过索引，可以快速定位到包含特定值或满足特定条件的数据行，而 ROWID 提供了对这些数据行的直接引用。 当执行查询时，如果满足索引条件，Oracle 数据库引擎会使用索引来查找对应的 ROWID，然后利用 ROWID 直接访问和获取相应的数据行。由于索引的结构通常更小且更容易扫描，这种方式可以提高查询的效率。

三、索引的特征

1.快速检索：通过索引，可以快速定位到包含特定值或满足特定条件的数据行，避免全表扫描和数据的多次IO操作，提高查询的效率。
2.占用空间：索引需要占用一定的存储空间，以存储索引键和指向对应数据行的指针。随着索引的增多，可能会增加数据库的存储需求，索引是模式对象SCHEMA.OBJECT它高于数据对象。和表一样索引也有自己的段结构
3.对数据更新的影响：每次对数据表的更新（插入、删除、修改）都会影响与之相关的索引表，因此会增加维护索引的成本
4.索引和索引所在的表无关
5.ORACLE自身进行自动使用和维护

在下列情况下应该创建索引
1.经常被查询的列：对于经常被查询的列，例如常用的查询条件、连接条件或排序列，可以创建索引以加快相关查询的速度。
2.列包含较大范围的值
3.在where子句或联结条件中频繁使用一个列或者多个列
4.表很大 但是语句多数查询检索的行不到表中枢的百分之二至百分之四
5.排序和分组操作：如果经常进行排序或分组操作，可以创建索引来加速这些操作

在下列情况下不应该创建索引，通常不值得创建索引
1.表比较小
2.在查询中不经常使用列作为条件
3.语句多数查询检索的数据行要超过表总数的百分之二至百分之四
4.表更新比较频繁 因为索引页跟着一起进行频繁更新
5.被索引的列将作为表达式的一部分进行引用 比如说对这个列进行函数操作 函数会导致索引出问题
当表比较小的时候，全表扫描的速度会高于索引参与查询的速度。

四、创建索引的方式

在 Oracle 数据库中，可以使用以下两种方式创建索引：隐式创建（自动创建）和显式创建（手动创建）。

隐式创建（自动创建）索引：当定义了主键约束或唯一键约束时，Oracle 会自动为相应的列创建唯一索引。例如，创建名为 students 的表，并定义 id 列为主键，代码如下：

CREATE TABLE students ( id NUMBER PRIMARY KEY, name VARCHAR2(50), ... );

在上述示例中，id 列作为主键，会自动创建一个唯一索引。

显式创建（手动创建）索引：用户可以根据需要手动创建非唯一索引，以加速对数据的检索访问。使用 CREATE INDEX 语句可以实现显式创建索引的操作。例如，为名为 students 的表的 name 列创建一个非唯一索引，可以使用以下 SQL 语句：

CREATE INDEX idx_students_name ON students(name);

在上述示例中，idx_students_name 是索引的名称，students 是表的名称，name 列是要创建索引的列名。

五、怎么确认索引

1.查询执行计划：在数据库管理系统中，可以使用查询执行计划（query execution plan）来查看查询的执行过程，包括使用的索引和执行的操作。通过查询执行计划，可以确认是否使用了索引以及索引的效果。

2.行数和响应时间：可以对比使用索引和不使用索引的情况下，对同一个查询语句的执行时间和返回结果的行数进行对比。如果使用了索引，查询的响应时间可能更短，返回结果的行数可能更少。

3.相关视图
USER_INDEXES 数据字典视图包含索引的名称以及唯一性
USER_IND_COLUMNS 该数据字典视图包含索引名 表名 和 列名

4.查询当前的SCHEMA有哪些索引

SELECT IC.INDEX_NAME,IC.COLUMN_NAME,IC.COLUMN_POSITION COL_POS,ix.uniqueness
FROM user_indexes ix ,user_ind_columns ic
WHERE IC.INDEX_NAME=IX.INDEX_NAME
AND IC.TABLE_NAME=IX.TABLE_NAME;

六、案列

1.创建一个表DEPTS

create table DEPTS as select * from DEPARTMENTS where 1=1;
select * from DEPTS;

2.创建索引DEPTS_DEPARTMENT_ID_IDX

CREATE INDEX DEPTS_DEPARTMENT_ID_IDX ON DEPTS(DEPARTMENT_ID);

3.查询当前SCHEMA索引是否存在DEPTS_DEPARTMENT_ID_IDX

SELECT IC.INDEX_NAME,IC.COLUMN_NAME,IC.COLUMN_POSITION COL_POS,ix.uniqueness
FROM user_indexes ix ,user_ind_columns ic
WHERE IC.INDEX_NAME=IX.INDEX_NAME
AND IC.TABLE_NAME=IX.TABLE_NAME;

4. 打开 Autotrace （SET AUTOTRACE ON ）功能， 获取 SQL 查询语句执行的详细统计信息，包括查询的执行计划。
set autotrace on
select department_id from hr.DEPTS where department_id =10 ;

基于函数的索引

创建语句

CREATE INDEX upper_dept_name_idx on depts(UPPER(DEPARTMENT_NAME));

查看是否创建索引成功

SELECT * FROM DEPTS WHERE UPPER(DEPARTMENT_NAME)='SALES';

删除索引

DROP INDEX upper_dept_name_idx;

扩展：

在对数据库表进行索引设计和优化时，不能简单地认为加上索引就能提高数据库性能，或者创建了索引之后就能一直有效。
数据库表的数据量、表结构、查询语句等因素都会影响索引的有效性和对查询性能的影响。索引设计需要根据实际应用场景和查询需求，综合考虑优化数据库性能的多个方面，例如查询频率、查询复杂度、并发访问等。此外，要根据表结构、数据分布、数据类型等因素选择适合的索引类型和创建方式，以避免索引滥用和不必要的资源浪费。

七、复合索引

复合索引是在数据库表中使用多个列作为索引键的索引类型。它可以提高在多个列上进行查询或排序的性能。

假设我们有一个名为 “employees” 的表，其中包含以下列：employee_id、first_name、last_name 和 department_id。现在，我们希望在 first_name 和 last_name 列上创建一个复合索引。

创建复合索引：

CREATE INDEX idx_employees_name ON hr.employees (first_name, last_name);

创建了复合索引后，数据库会在 first_name 和 last_name 列上建立一个索引数据结构，这样在查询或排序时可以更高效地访问数据。

使用复合索引的好处是可以加快根据多个列的条件进行过滤的查询。例如，下面的查询将会受益于复合索引：

SELECT * FROM HR.employees WHERE first_name = 'Steven' AND last_name = 'King';