bitmap位图索引技术占用的存储空间_bitmap位图

bitmap位图索引技术占用的存储空间_bitmap位图参考https://www.cnblogs.com/lbser/p/3322630.htmlhttps://blog.csdn.net/catoop/article/details/1116897771、案例有张表名为table的表,由三列组成,分别是姓名、性别和婚姻状况,其中性别只有男和女两项,婚姻状况由已婚、未婚、离婚这三项,该表共有100w个记录。现在有这样的查询:select*fromtablewhereGender=‘男’andMarital=“未婚”;姓

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参考
https://www.cnblogs.com/lbser/p/3322630.html
https://blog.csdn.net/catoop/article/details/111689777

1、案例

有张表名为table的表,由三列组成,分别是姓名、性别和婚姻状况,其中性别只有男和女两项,婚姻状况由已婚、未婚、离婚这三项,该表共有100w个记录。现在有这样的查询: select * from table where Gender=‘男’ and Marital=“未婚”;

姓名 性别 婚姻状况
张三 已婚
李四 已婚
王五 未婚
赵六 离婚
孙七 未婚
  1. 不使用索引
    不使用索引时,数据库只能一行行扫描所有记录,然后判断该记录是否满足查询条件。

  2. B树索引
    对于性别,可取值的范围只有’男’,‘女’,并且男和女可能各站该表的50%的数据,这时添加B树索引还是需要取出一半的数据, 因此完全没有必要。相反,如果某个字段的取值范围很广,几乎没有重复,比如身份证号,此时使用B树索引较为合适。事实上,当取出的行数据占用表中大部分的数据时,即使添加了B树索引,数据库如oracle、mysql也不会使用B树索引,很有可能还是一行行全部扫描。

2、位图索引出马

如果用户查询的列的基数非常的小, 即只有的几个固定值,如性别、婚姻状况、行政区等等。要为这些基数值比较小的列建索引,就需要建立位图索引

对于性别这个列,位图索引形成两个向量,男向量为10100…,向量的每一位表示该行是否是男,如果是则位1,否为0,同理,女向量位01011。

RowId 1 2 3 4 5
1 0 1 0 0
0 1 0 1 1

对于婚姻状况这一列,位图索引生成三个向量,已婚为11000…,未婚为00100…,离婚为00010…。

RowId 1 2 3 4 5
已婚 1 1 0 0 0
未婚 0 0 1 0 1
离婚 0 0 0 1 0

当我们使用查询语句“select * from table where Gender=‘男’ and Marital=“未婚”;”的时候 首先取出男向量10100…,然后取出未婚向量00100…,将两个向量做and操作,这时生成新向量00100…,可以发现第三位为1,表示该表的第三行数据就是我们需要查询的结果。

RowId 1 2 3 4 5
1 0 1 0 0
and
未婚 0 0 1 0 1
结果 0 0 1 0 0

3、位图索引的适用场景

BitMap索引适用场景

  1. 建在值重复度高的列上,GP手册建议在100到100,000之间,如:职业、地市等。重复度过高则对比其他类型索引没有明显优势;重复度过低,则空间效率和性能会大大降低。
  2. 特定类型的查询例如count、or、and等逻辑操作因为只需要进行位运算。如:通过多个条件组合查询,select count(*) from table where city = ’南京市’ and job = ’医生’ and phonetype = ‘iphone’ and gender =’男’。类似这种场景,如果在每个查询条件列上都建立了bitmap索引,则数据库可以进行高效的bit运算,精确定位到需要的数据,减少磁盘IO。并且筛选出的结果集越小,bitmap索引的优势越明显。
  3. 适用于即席查询、多维分析等OLAP场景。如果有一张表有100列,用户会使用其中的20 个列作为查询条件(任意使用这20个列上的N的列),几乎没有办法创建合适的 b-tree 索引。但是在这些列上创建 20 个 bitmap 索引,那么所有的查询都可以应用到索引。

BitMap索引不适用场景

  1. 值重复度低的列,如:身份证号、手机号码等。
  2. 重复度过低的列,如:性别,可以建立bitmap索引,但不建议单独作为查询条件使用,建议与其他条件共同过滤。
  3. 经常需要更新修改的列。
  4. 不适用于OLTP场景。

举个例子,有这样一个字段busy,记录各个机器的繁忙与否,当机器忙碌时,busy为1,当机器不忙碌时,busy为0。
这个时候有人会说使用位图索引,因为busy只有两个值。好,我们使用位图索引索引busy字段!假设用户A使用update更新某个机器的busy值,比如update table set table.busy=1 where rowid=100;,但还没有commit,而用户B也使用update更新另一个机器的busy值,update table set table.busy=1 where rowid=12; 这个时候用户B怎么也更新不了,需要等待用户A commit。
原因:用户A更新了某个机器的busy值为1,会导致所有busy为1的机器的位图向量发生改变,因此数据库会将busy=1的所有行锁定,只有commit之后才解锁。

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    2022年10月14日

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