【全文转自：http://blog.itpub.net/17203031/viewspace-692364，略作排版，优快云的BLOG排版有点烂，排了好几遍】
索引是我们经常选择的数据表检索优化方案之一。其中，复合索引是我们经常选择的策略。那么，构建索引列的顺序上，有何种差异和需要注意的方面呢？下面我们通过实验来进行说明。
实验环境说明
准备数据表和实验环境。索引列的差异，主要体现在选择性上，我们通过构建不同选择性的列来进行试验。
SQL> conn scott/tiger@orcl;
Connected to Oracle Database 10g Enterprise Edition Release 10.2.0.1.0
Connected as scott
SQL> create table t as select owner, object_name from dba_objects;
Table created
SQL> select count(distinct owner), count(distinct object_name) from t;
COUNT(DISTINCTOWNER) COUNT(DISTINCTOBJECT_NAME)
-------------------- --------------------------
30 30716
可以看出，在数据表T上不同列具有很大的选择性差异。
构建方案1——低选择性列为前导列
首先我们选择低选择性列owner作为索引列的前导列。
SQL> create index idx_t_cmp1 on t(owner,object_name); Index created SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats(user,'T',cascade => true); PL/SQL procedure successfully completed
首先来观察一下索引物理体积问题。
SQL> col segment_name for a15; SQL> select segment_name, bytes, blocks, extents from user_segments where segment_name='IDX_T_CMP1'; SEGMENT_NAME BYTES BLOCKS EXTENTS --------------- ---------- ---------- ---------- IDX_T_CMP1 3145728 384 18
占有空间上为384个Oracle块，分布在18个分区上。
搜索场景执行计划研究。
场景1：where条件中包括所有索引列；
SQL> explain plan for select * from t where wner='SCOTT' and object_name='T';
Explained
SQL> select * from table(dbms_xplan.display);
PLAN_TABLE_OUTPUT
--------------------------------------------------------------------------------
Plan hash value: 1474811917
-------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
-------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 29 | 1 (0)| 00:00:01 |
|* 1 | INDEX RANGE SCAN| IDX_T_CMP1 | 1 | 29 | 1 (0)| 00:00:01 |
-------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
1 - access("OWNER"='SCOTT' AND "OBJECT_NAME"='T')
13 rows selected
当所有列均出现在where条件中时，Oracle选择的执行计划中进行“INDEX RANGE SCAN”操作。Oracle索引结构中，叶节点排列的就是索引列排序的结果。进行的“INDEX RANGE SCAN”操作，就是首先根据条件，从根root节点位置向下定位，经过分支节点之后，定位到第一个符合条件索引列键值的叶节点。之后顺序扫描叶子节点，获取到符合where条件（或者部分where符合条件）的数据表列rowid值。
Index Range Scan操作是Oracle进行索引操作最常见的形式。
场景2：where中包括低选择性列
SQL> explain plan for select * from t where wner='SCOTT';
Explained
SQL> select * from table(dbms_xplan.display);
PLAN_TABLE_OUTPUT
--------------------------------------------------------------------------------
Plan hash value: 1474811917
-------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
-------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1901 | 55129 | 12 (0)| 00:00:01 |
|* 1 | INDEX RANGE SCAN| IDX_T_CMP1 | 1901 | 55129 | 12 (0)| 00:00:01 |
-------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
1 - access("OWNER"='SCOTT')
13 rows selected
当条件中只有低选择性列的时候，Oracle同样可以通过INDEX RANGE SCAN来获取rowid值。虽然并不能完全发挥出索引的全部列优势，但是Oracle通过Cost试算，通常可以判断出只扫描部分索引树，也是能带来较好的搜索性能的。
场景2：where条件中带高选择性列
SQL> explain plan for select * from t where object_name='T';
Explained
SQL> select * from table(dbms_xplan.display);
PLAN_TABLE_OUTPUT
--------------------------------------------------------------------------------
Plan hash value: 3522166362
-------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
-------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 2 | 58 | 28 (0)| 00:00:01 |
|* 1 | INDEX SKIP SCAN | IDX_T_CMP1 | 2 | 58 | 28 (0)| 00:00:01 |
-------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
1 - access("OBJECT_NAME"='T')
filter("OBJECT_NAME"='T')
14 rows selected
此处，where条件中没有出现索引前导列owner，而是出现了选择性较强的object_name列。此时，我们发现Oracle选择利用索引进行了“INDEX SKIP SCAN”操作。首先，我们从CBO的角度看，进行该操作所消耗的成本必然要比进行FTS（全表扫描）的成本要低。
INDEX SKIP SCAN是Oracle 9i中引入的一种执行计划操作。故名思意，就是对索引叶节点进行“跳跃”式的搜索。在这个问题上，网络中一些资料认为：
Oracle中的复合索引顺序不同，对索引构建结构上有很大的影响。首先，Oracle依据前导列的取值将索引树划分为多个子索引结构。如果前导列取值较多，也就意味着子树多。在进行带前导列搜索时，Oracle首先依据前导列确定子索引树，之后进行各种的Index Range Scan。此时的Range Scan是进行索引叶子节点的扫描。
无论这种理解是否正确，有一点可以肯定。当where条件中不包括前导列的时候，对叶子节点进行Range Scan应该是不可以的。因为Range Scan保证的顺序是前导列+后导列的顺序。Skip Scan应该进行的是在叶子节点上，根据不同的前导列形成子索引树，叶节点分别进行Scan操作。
笔者以为：skip scan是Oracle针对特定条件上索引结构，所提供的一种备选搜索操作。Skip scan的使用不是规则，而是成本估算。Index Skip Scan是Oracle提供的一种执行计划操作，可以应用在执行计划的生成中。简单的说，就是Oracle将SQL描述语句转化为可执行操作序列（执行计划）过程中一个操作选择。
下面我们转换一种构建策略，使用高选择性列为前导列
构建方案2——高选择性列为前导列
构建索引
SQL> drop index idx_t_cmp1; Index dropped SQL> create index idx_t_cmp2 on t(object_name,owner); Index created SQL> exec dbms_stats.gather_table_stats(user,'T',cascade => true); PL/SQL procedure successfully completed
先查看一下索引体积情况。
SQL> select segment_name, bytes, blocks, extents from user_segments where segment_name='IDX_T_CMP2'; SEGMENT_NAME BYTES BLOCKS EXTENTS --------------- ---------- ---------- ---------- IDX_T_CMP2 3145728 384 18
对比之前的统计情况，我们发现体积没有变化。使用不同的索引列顺序，是不会影响到索引体积的。
场景1：where条件中包括所有索引列；
SQL> explain plan for select * from t where wner='SCOTT' and object_name='T';
Explained
SQL> select * from table(dbms_xplan.display);
PLAN_TABLE_OUTPUT
--------------------------------------------------------------------------------
Plan hash value: 1025415826
-------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
-------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 29 | 1 (0)| 00:00:01 |
|* 1 | INDEX RANGE SCAN| IDX_T_CMP2 | 1 | 29 | 1 (0)| 00:00:01 |
-------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
1 - access("OBJECT_NAME"='T' AND "OWNER"='SCOTT')
13 rows selected
当索引列均出现在where中的时候，没有差别。都是使用Index range scan的执行计划路径。
场景2：where中包括低选择性列
SQL> explain plan for select * from t where wner='SCOTT';
Explained
SQL> select * from table(dbms_xplan.display);
PLAN_TABLE_OUTPUT
--------------------------------------------------------------------------------
Plan hash value: 1601196873
--------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
--------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 28 | 812 | 61 (4)| 00:00:01 |
|* 1 | TABLE ACCESS FULL| T | 28 | 812 | 61 (4)| 00:00:01 |
--------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
1 - filter("OWNER"='SCOTT')
13 rows selected
差异在此处出现了。当where条件中出现的非前导列的时候，Oracle没有进行刚刚的index skip scan操作，而是选择full table scan执行操作。如果进行skip scan的条件是正确的话，说明当前导列的选择性较强，进行跳跃次数比较多的时候，Oracle会认为这种方式成本cost过高。退而选择FTS来进行操作。
可见，当选择高选择性列作为索引前导列的时候，where条件出现单后导列条件时，Oracle会倾向于走FTS。
场景2：where条件中带高选择性列
SQL> select * from table(dbms_xplan.display);
PLAN_TABLE_OUTPUT
--------------------------------------------------------------------------------
Plan hash value: 1025415826
-------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
-------------------------------------------------------------------------------
| 0 | SELECT STATEMENT | | 2 | 58 | 2 (0)| 00:00:01 |
|* 1 | INDEX RANGE SCAN| IDX_T_CMP2 | 2 | 58 | 2 (0)| 00:00:01 |
-------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------
1 - access("OBJECT_NAME"='T')
13 rows selected
单前导列时候进行Range Scan的情况，没有发生变化。
总结，经过上述的实验，我们已经初步了解了索引列顺序对组合索引的重要影响。
首先，索引列的选择性差异是引起索引顺序的根源所在。不同的索引列选择性集合从组合索引，一定要关注顺序问题，因为会严重影响到系统性能；
对于选择性，笔者不想直接宣称说一定要选择性如何如何的作为前导列。问题不同，系统的业务场景不同，使用不同的索引列顺序。作为我们，只要意识到不同顺序会给系统的性能和操作带来影响，进行调优的时候想得到调整索引列顺序是一个优化手段就可以了。
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