关于索引和空值的讨论(r3笔记第80天)

在日常的工作中，空值总是有特殊的身份，对于它的处理有时候也是比较纠结。 有时候创建索引的时候会因为空值出现一些奇怪的结果。 有时候一个简单的查询因为空值却走不了索引。 有时候却因为空值而能走索引。 我们来简单的模拟一下这些问题。 首先创建一个空表，注意对于id列我们是加了not null的约束的。

SQL> create table index_test(id number not null,name varchar2(30) ) ; Table created. 我们创建一个唯一性索引，包含了id和name列。 SQL> create unique index inx_test on index_test(id,name); Index created. 这个时候我们对表index_test插入数据。因为name列没有非空约束，所以可以为空。注意第一条insert语句，如果插入空串也会作为null来处理。 SQL> insert into index_test values(2,''); 1 row created. SQL> insert into index_test values(1,'a'); 1 row created. SQL> insert into index_test values(3,null); 1 row created. 收集一下统计信息。

exec dbms_stats.gather_table_stats(user,'INDEX_TEST'); 这个时候我们来看一下下面这个查询额执行计划。

SQL> select *from index_test where id is not null; Execution Plan ---------------------------------------------------------- Plan hash value: 4273605835 ----------------------------------------------------------------------------- | Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time | ----------------------------------------------------------------------------- | 0 | SELECT STATEMENT | | 3 | 12 | 1 (0)| 00:00:01 | | 1 | INDEX FULL SCAN | INX_TEST | 3 | 12 | 1 (0)| 00:00:01 | -----------------------------------------------------------------------------

对于这个查询可能没什么感觉，走了全索引扫描。我们在查询条件中添加了id is not null的条件，其实id列已经存在非空约束了。所以这个过滤条件可有可无。 我们来看看不加过滤条件的情况。还是走了全索引扫描。 SQL> select *from index_test; Execution Plan ---------------------------------------------------------- Plan hash value: 4273605835 ----------------------------------------------------------------------------- | Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time | ----------------------------------------------------------------------------- | 0 | SELECT STATEMENT | | 3 | 12 | 1 (0)| 00:00:01 | | 1 | INDEX FULL SCAN | INX_TEST | 3 | 12 | 1 (0)| 00:00:01 | -----------------------------------------------------------------------------

这个时候我们来取消id列的非空约束。 SQL> alter table index_test modify(id number null); Table altered. 然后再次查询执行计划

SQL> select *from index_test; Execution Plan ---------------------------------------------------------- Plan hash value: 356488860 -------------------------------------------------------------------------------- | Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time | -------------------------------------------------------------------------------- | 0 | SELECT STATEMENT | | 3 | 12 | 3 (0)| 00:00:01 | | 1 | TABLE ACCESS FULL| INDEX_TEST | 3 | 12 | 3 (0)| 00:00:01 | -------------------------------------------------------------------------------- 来看看添加非空的过滤条件，又可以走索引了。

SQL> select *from index_test where id is not null;

Execution Plan ---------------------------------------------------------- Plan hash value: 4273605835

----------------------------------------------------------------------------- | Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time | ----------------------------------------------------------------------------- | 0 | SELECT STATEMENT | | 3 | 12 | 1 (0)| 00:00:01 | |* 1 | INDEX FULL SCAN | INX_TEST | 3 | 12 | 1 (0)| 00:00:01 | -----------------------------------------------------------------------------

Predicate Information (identified by operation id): ---------------------------------------------------

1 - filter("ID" IS NOT NULL)

好了问题来了，索引对于空值好像总是有些特殊，我们来看看空值在索引中的一些细节。

SQL> set autot off 这个时候表index_test的索引还是唯一性索引，我们尝试插入一些值来对比一下。 如果插入name列为null，可以正常插入。 SQL> insert into index_test values(1,null); 1 row created. 如果插入id列为null,也可以正常插入。因为我们取消了id列的非空约束。

SQL> insert into index_test values(null,1); 1 row created. 插入id,name列为null，这个时候竟然可以正常插入。 SQL> insert into index_test values(null,null); 1 row created. 再尝试一条，竟然还可以正常插入。 SQL> insert into index_test values(null,null); 1 row created. 我们再来试试空串的情况，发现结果和Null是一致的，都可以插入。 SQL> insert into index_test values('',''); 1 row created. SQL> insert into index_test values('',''); 1 row created. 简单分析一下索引，我们来看看空值在索引中的存储情况。 SQL> analyze index inx_test validate structure; Index analyzed. 先来看看index_test中的数据情况，因为有些行存在空值，就把rownum也给打印出来方便查看。 SQL> select rownum,id,name from index_test; ROWNUM ID NAME ---------- ---------- ------------------------------ 1 2 2 1 a 3 3 4 1 5 1 6 7 8 9 9 rows selected. 我们来看看一共有9行数据，索引只有5行,最后4行都不在索引中。这也就基本能够说明为什么上面的查询条件中id is not null的时候有时候走索引，有时候又不走索引了。 至于为什么可以成功插入id,name列为空的行，是因为对于oracle来说，(null,null)和(null,null)是不同的，null值总是介于一种很模糊的状态。 SQL> select name,lf_rows from index_stats; NAME LF_ROWS ------------------------------ ---------- INX_TEST 5 对表Index_test中的数据进行统计，null值的统计结果是包含了Null和空串。

SQL> select id,name,count(*)from index_test group by id,name ; ID NAME COUNT(*) ---------- ------------------------------ ---------- 1 1 4 1 a 1 3 1 2 1 1 1 6 rows selected. 此外，在平时的工作中，如果需要对某个表创建索引，就需要考虑null值的情况，为了使得索引能够正常启用，我们需要索引列中至少有一列存在非空约束。

就如下面的情况，我们已经存在唯一性索引，但是因为b树索引不会存储null的条目，所以对表中已有的空值就需要使用全表扫描了。 SQL> set autot trace exp SQL> select id,name from index_test; Execution Plan ---------------------------------------------------------- Plan hash value: 356488860 -------------------------------------------------------------------------------- | Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time | -------------------------------------------------------------------------------- | 0 | SELECT STATEMENT | | 3 | 12 | 3 (0)| 00:00:01 | | 1 | TABLE ACCESS FULL| INDEX_TEST | 3 | 12 | 3 (0)| 00:00:01 | --------------------------------------------------------------------------------

我们如果需要输出非空的数据，加入is not null的过滤条件，索引就能够正常启用了。 select id,name from index_test where id is not null Execution Plan ---------------------------------------------------------- Plan hash value: 4273605835 ----------------------------------------------------------------------------- | Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time | ----------------------------------------------------------------------------- | 0 | SELECT STATEMENT | | 3 | 12 | 1 (0)| 00:00:01 | |* 1 | INDEX FULL SCAN | INX_TEST | 3 | 12 | 1 (0)| 00:00:01 | ----------------------------------------------------------------------------- Predicate Information (identified by operation id): --------------------------------------------------- 1 - filter("ID" IS NOT NULL)