优化Oracle库表设计的若干方法

2、显式为主键列建立反向键索引

　　2.1 反向键索引的原理和用途

　　我们知道Oracle会自动为表的主键列建立索引，这个默认的索引是普通的B-Tree索引。对于主键值是按顺序(递增或递减)加入的情况，默认的B-Tree索引并不理想。这是因为如果索引列的值具有严格顺序时，随着数据行的插入，索引树的层级增长很快。搜索索引发生的I/O读写次数和索引树的层级数成正比，也就是说，一棵具有5个层级的B-Tree索引，在最终读取到索引数据时最多可能发生多达5次I/O操作。因而，减少索引的层级数是索引性能调整的一个重要方法。

　　如果索引列的数据以严格的有序的方式插入，那么B-Tree索引树将变成一棵不对称的"歪树"，如图 5所示：

图 5不对称的B-Tree索引

　　而如果索引列的数据以随机值的方式插入，我们将得到一棵趋向对称的索引树，如图 6所示：

图 6对称的B-Tree索引

　　比较图 5和图 6，在图 5中搜索到A块需要进行5次I/O操作，而图 6仅需要3次I/O操作。

　　既然索引列数据从序列中获取，其有序性无法规避，但在建立索引时，Oracle允许对索引列的值进行反向，即预先对列值进行比特位的反向，如1000,10001,10011,10111,1100经过反向后的值将是0001,1001,1101,0011。显然经过位反向处理的有序数据变得比较随机了，这样所得到的索引树就比较对称，从而提高表的查询性能。

　　但反向键索引也有它局限性：如果在WHERE语句中，需要对索引列的值进行范围性的搜索，如BETWEEN、<、>等，其反向键索引无法使用，此时，Oracle将执行全表扫描；只有对反向键索引列进行 <> 和 = 的比较操作时，其反向键索引才会得到使用。

　　2.2 反向键索引的SQL语句

　　回到我们上面的例子，由于T_ORDER和T_ORDER_ITEM的主键值来源于序列，主键值是有严格顺序的，所以我们应该摒弃默认的Oracle所提供的索引，而采取显式为主键指定一个反向键索引的方式。

　　ORDER_ID为T_ORDER表的主键，主键名为PK_ORDER，我们为ORDER_ID列上建立一个反向键索引IDX_ORDER_ID，并使PK_ORDER_ID使用这个索引，其SQL语句如下：

create table T_ORDER ( 　ORDER_ID NUMBER(10) not null, 　CLIENT VARCHAR2(60), 　ADDRESS VARCHAR2(100), 　ORDER_DATE CHAR(8)); create unique index IDX_ORDER_ID on T_ORDER ( ORDER_ID ASC) reverse;alter table T_ORDER add constraint PK_ORDER primary key (ORDER_ID) using index IDX_ORDER_ID;

　　要保证创建IDX_ORDER_ID的SQL语句在创建PK_ORDER主键的SQL语句之前，因为主键需要引用到这个反向键索引。

　　由于主键列的数据是唯一的，所以为IDX_ORDER_ID加上unique限定，使其成为唯一型的索引。

　　2.3 PowerdDesigner如何操作

　　1) 首先，需要为ORDER_ID列建立一个反向键索引。打开T_ORDER的Table Properties的窗口，切换到Indexes页，新建一个名为IDX_ORDER_ID的索引。填写完索引的名称后，双击这个索引，弹出Index Properties窗口，在这个窗口的Columns中选择ORDER_ID列。然后，切换到Options页，按图 7的方式将其设置为反向键索引。

图 7 设置反向键索引

　　2) 显式指定主键PK_ORDER使用这个索引。在Table Properties窗口中切换到Keys页，默认情况下，PowerDesigner为T_ORDER所指定的主键名为Key1，我们将其更名为PK_ORDER，双击这个主键，弹出Key Properties窗口，切换到Options页，按图 8的方式为PK_ORDER指定IDX_ORDER_ID。

图 8 为主键指定特定的索引

　　不可否认PowerDesigner确实是目前业界最强大易用的数据库设计工具，但很遗憾，当我们为表主键指定一个索引时，其产生的语句在顺序上有问题：即创建主键的语句位于创建索引语句之前：

create table T_ORDER (…);alter table T_ORDER add constraint PK_T_ORDER primary key (ORDER_ID) using index IDX_ORDER_ID;create unique index IDX_ORDER_ID on T_ORDER ( ORDER_ID ASC) reverse;

　　我们可以通过对PowerDesigner生成SQL语句的设置进行调整，先生成创建表和索引的SQL语句，再创建为表添加主键和外键的SQL语句来达到曲线救国的目的，请看下一步。

　　3)通过菜单Database->Generate Database...调出Database Configuration窗口，切换到Keys&Indexes页，按图 9设置：

图 9 设置生成键和索引SQL的选项

　　这里，我们将Primary Keys和Foreign keys的选项都取消，而将Indexes勾选，以达到只生成表的索引SQL语句的目的。

　　点击"确定"后，生成创建数据库表及其索引的SQL语句，运行该SQL创建数据库后，再按图 10设置生成为表添加主键和外键的SQL语句：

图 10 生成创建表主键和外键的SQL语句

　　除此设置外，还必须切换到Tables & Views页下，取消所有选项，避免重新生成创建表的语句。