索引掃描可能不如全表掃描的場景的理解__純粹數據量而言，不涉及CLUSTERING_FACTOR

發布時間：2020-08-08 23:28:07 來源：ITPUB博客閱讀：236 作者：lusklusklusk 欄目：關系型數據庫

多塊讀的場景
Full Table Scan --全表掃描
Index Fast Full Scans --索引快速全掃描

單塊讀的場景
Rowid Scans --直接通過Rowid獲取
Index Unique Scans --索引唯一掃描
Index Range Scans --索引局部掃描
Index Skip Scans --索引跳躍掃描
Index Full Scans --索引全掃描

全表掃描（Full Table Scans FTS）
為實現全表掃描，Oracle 讀取表中所有行，并檢查每一行是否滿足語句的WHERE 限制條件，全表掃描時一次I/O 能讀取多個數據庫塊(db_file_multiblock_read_count參數設定)，而不是只讀取一個數據塊，即多塊讀，這極大的減少了I/O 總次數，提高了系統的吞吐量。

索引掃描（Index Scan或index lookup）
我們先通過index 查找到數據對應的rowid 值（對于非唯一索引可能返回多個rowid 值），然后根據rowid 直接從表中得到具體的數據，這種查找方式稱為索引掃描或索引查找（indexlookup）。
一個rowid 唯一的表示一行數據，該行對應的數據塊是通過一次I/0 得到的，在此情況下該次i/o 只會讀取一個數據庫塊，即單塊讀。

在索引中，除了存儲每個索引的值外，索引還存儲具有此值的行對應的ROWID 值。
索引掃描可以由2 步組成：
1 掃描索引得到對應的rowid 值。
2 通過找到的rowid 從表中讀出具體的數據。
每步都是單獨的一次I/O，但是對于索引，由于經常使用，絕大多數都已經CACHE 到內存中，所以第1 步的I/O 經常是邏輯I/O，即數據可以從內存中得到。但是對于第2 步來說，如果表比較大，則其數據不可能全在內存中，所以其I/O 很有可能是物理I/O，這是一個機械操作，相對邏輯I/O 來說，是極其費時間的。

為什么多塊讀比單塊讀快，即為什么有時全表掃描比索引掃描還快
因為邏輯讀物理讀單位是次塊（一次讀取相同或不同塊數情況下，看讀取了多少次，當然邏輯讀沒有IO，只有物理讀有IO）,數據總塊數一樣的情況下，多塊讀的話，讀取次數就少，邏輯讀或物理讀就少了，而全表掃描就是多塊讀。
個人理解：一個IO就是一個IO，不管多塊，還是單塊，都是一個次IO。
就好比你花1塊錢買了1顆糖，有人1塊能買10顆糖，消耗的成本其實都是1塊錢。
再比如一秒內要讀完10個塊，單塊讀的話1次讀一個塊，需要10次，多塊讀的話假如1次讀10個塊，需要1次。雖然兩者產生的IO吞吐量都是一樣的，但是前者的IOPS是10，后者的IOPS是1，而一次IO的開啟和結束是要消耗操作系統很多資源的。

案例1
假定多塊讀，一次讀取5個數據庫塊，一張大表10000個數據庫塊，100個索引塊，如果要取出的數據大于總量的20%，使用索引掃描，因為兩步的每一步都是單獨的一次I/O,且每一次I/O都是單塊讀只能讀取一個數據庫塊，所以要掃描的次數=索引塊的數量+全部數據塊的20%的數量=100+10000*20%=2100次，如果都是物理讀那么其中IO次數就是2100；使用全表掃描，一次就讀取5個數據塊，所以要掃描的次數=全部數據庫/5=10000/5=2000，如果都是物理讀那么IO次數就是2000。

案例2
假設一張表含有10萬行數據--------100000行
我們要讀取其中20%(2萬)行數據----20000行
這張表一共有10000個數據塊--------10000塊(一個塊10行，每行800字節)
通過索引讀取20000行數據 = 約20000個table access by rowid = 需要處理20000個塊來執行這個查詢，但是，整個表只有10000個塊，所以：如果按照索引讀取全部的數據的20%相當于將整張表平均讀取了2次。

當然也不能說索引讀取行數大于整表的塊數，那都是全表掃描了，還要考慮讀取的塊是邏輯讀還是物理讀。
如果都是邏輯讀，肯定是索引掃描次數大于全表掃描次數
如果都是物理讀，不CLUSTERING_FACTOR極端的情況下，肯定是索引掃描小于全表掃描
--比如上面案例2索引掃描雖然要處理20000個塊，但是這20000個塊，肯定不是都是物理讀，其中物理讀IO正常情況下大概也就2000個塊(占整表塊的20%)，全表掃描的話如果都是物理讀那么IO是10000個塊。
當然如果這20%的數據分布極端散列，分布在了表的所有塊上，也就是10000個塊上，如果索引掃描和全表掃描都是物理讀，那么索引掃描的IO=100+10000，全表掃描的IO=10000

所以如果較大表進行索引掃描，取出的數據如果大于總量的5%—10%，使用索引掃描可能效果還不如全表掃描

向AI問一下細節

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