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论索引影响性能的一面④ 索引失踪之谜【上】

news 来源：原创 2025/6/14 13:17:46

梁敬彬梁敬弘兄弟出品

往期回顾
论索引影响性能的一面①索引的各种开销
论索引影响性能的一面②索引的使用失效
论索引影响性能的一面③ 索引开销与经典案例

开篇：DBA的深夜“寻人启事”

作为数据库的守护者，我们最信赖的伙伴莫过于“索引”。它如同一位效率超群的图书管理员，能于浩如烟海的数据中，精准地为我们取出所需的那一页。但你是否也曾遇到过这样的“灵异事件”：明明为它精心创建了索引，性能却依旧惨不忍睹？执行计划里，那个熟悉的身影消失不见，取而代之的是令人绝望的“全表扫描”（TABLE ACCESS FULL）。

索引失踪了，到底去哪儿了？

这并非灵异故事，而是一系列潜藏在日常操作中的“性能悬案”。今天，我们将化身侦探，深入四个经典的“案发现场”，揭开索引失踪的秘密。

在这里插入图片描述

悬案一：like与 %间一波三折的故事

案情简介：
江湖传言，“LIKE一出，索引必废”。这个说法流传甚广，让许多开发者谈%色变。但这究竟是真相，还是误解？让我们用证据说话。

现场勘查与证据收集：
首先，我们准备“案发现场”——一张T表，并在OBJECT_NAME列上建立索引。

drop table t purge;
create table t as select * from dba_objects where object_id is not null;
set autotrace off
update t set object_id=rownum;
update t set object_name='AAALJB' where object_id=8;
update t set object_name='LJBAAA' where object_id=10;
commit;
create index idx_object_name on t(object_name);
SET AUTOTRACE ON
SET LINESIZE 1000

1. 场景一：前缀匹配查询 (‘LJB%’)

select object_name,object_id from t where object_name like 'LJB%';OBJECT_NAME OBJECT_ID
-------------------------------------------------------------------------------------
LJBAAA 10
LJB_TMP_SESSION 72521
LJB_TMP_SESSION 72910
LJB_TMP_TRANSACTION 72522
LJB_TMP_TRANSACTION 72911
已选择5行。执行计划
--------------------------------------------------------------------------------------
| Id |Operation | Name |Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
| 0 |SELECT STATEMENT | | 5| 395 | 6 (0)| 00:00:01 |
| 1 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| T | 5| 395 | 6 (0)| 00:00:01 |
|* 2 | INDEX RANGE SCAN | IDX_OBJECT_NAME | 5| | 3 (0)| 00:00:01 |
--------------------------------------------------------------------------------------
统计信息
----------------------------------------------------------0  recursive calls0  db block gets9  consistent gets0  physical reads0  redo size602  bytes sent via SQL*Net to client415  bytes received via SQL*Net from client2  SQL*Net roundtrips to/from client0  sorts (memory)0  sorts (disk)5  rows processed

破案分析：
索引健在，且表现优异！ INDEX RANGE SCAN（索引范围扫描）赫然在列。like 'LJB%'这种前缀匹配，Oracle可以精准定位到索引树中“LJB”的位置开始扫描，当然能用到索引。

2. 场景二：模糊匹配查询 (‘%LJB%’)

select object_name,object_id from t where object_name like '%LJB%';执行计划
--------------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
| 0 | SELECT STATEMENT | | 12 | 948 | 292 (1)| 00:00:04 |
|* 1 | TABLE ACCESS FULL| T | 12 | 948 | 292 (1)| 00:00:04 |
--------------------------------------------------------------------------------------统计信息
----------------------------------------------------------0  recursive calls0  db block gets1049  consistent gets0  physical reads0  redo size653  bytes sent via SQL*Net to client415  bytes received via SQL*Net from client2  SQL*Net roundtrips to/from client0  sorts (memory)0  sorts (disk)6  rows processed

破案分析：
索引“人间蒸发”！ TABLE ACCESS FULL出现了。因为前导%的存在，Oracle不知道检索何时能停下来，只能放弃索引，选择全表扫描。

3. 场景三：后缀匹配的“曲线救国” (‘%LJB’)

正常情况下，后缀匹配与模糊匹配原理相似，无法使用常规索引。但我们可以通过reverse函数和函数索引，巧妙破局。

create index idx_reverse_objname on t(reverse(object_name));
set autotrace on
select object_name,object_id from t where reverse(object_name) like reverse('%LJB');OBJECT_NAME OBJECT_ID
-------------------------------------------------------------------------------------
AAALJB 8执行计划
--------------------------------------------------------------------------------------
|Id |Operation |Name |Rows |Bytes |Cost (%CPU)| Time |
| 0|SELECT STATEMENT | | 3596| 509K| 290 (0)| 00:00:04 |
| 1| TABLE ACCESS BY INDEX ROWID|T | 3596| 509K| 290 (0)| 00:00:04 |
|* 2| INDEX RANGE SCAN |IDX_REVERSE_OBJNAME| 647| | 6 (0)| 00:00:01 |
--------------------------------------------------------------------------------------
统计信息
----------------------------------------------------------0  recursive calls0  db block gets5  consistent gets0  physical reads0  redo size496  bytes sent via SQL*Net to client415  bytes received via SQL*Net from client2  SQL*Net roundtrips to/from client0  sorts (memory)0  sorts (disk)1  rows processed

悬案二：move命令引发的“血案”

案情简介：
这是一起发生在某大型制造业系统的真实“血案”。一个看似无害的ALTER TABLE … MOVE操作，竟导致系统核心查询性能骤降，业务近乎瘫痪。

现场勘查与证据收集：

drop table t_p cascade constraints purge;
drop table t_c cascade constraints purge;
CREATE TABLE T_P (ID NUMBER, NAME VARCHAR2(30));
ALTER TABLE T_P ADD CONSTRAINT T_P_ID_PK PRIMARY KEY (ID);
CREATE TABLE T_C (ID NUMBER, FID NUMBER, NAME VARCHAR2(30));
ALTER TABLE T_C ADD CONSTRAINT FK_T_C FOREIGN KEY (FID) REFERENCES T_P (ID);
INSERT INTO T_P SELECT ROWNUM, TABLE_NAME FROM ALL_TABLES;
INSERT INTO T_C SELECT ROWNUM, MOD(ROWNUM, 1000) + 1, OBJECT_NAME FROM ALL_OBJECTS;
COMMIT;
CREATE INDEX IND_T_C_FID ON T_C (FID);-- 检查索引初始状态
SELECT TABLE_NAME,INDEX_NAME,STATUS FROM USER_INDEXES WHERE INDEX_NAME='IND_T_C_FID';
TABLE_NAME           INDEX_NAME           STATUS
-------------------- -------------------- --------
T_C                  IND_T_C_FID          VALID-- 执行一个“不小心”的操作
ALTER TABLE T_C MOVE;-- 再次检查索引状态
SELECT TABLE_NAME,INDEX_NAME,STATUS FROM USER_INDEXES WHERE INDEX_NAME='IND_T_C_FID';
TABLE_NAME           INDEX_NAME           STATUS
-------------------- -------------------- --------
T_C                  IND_T_C_FID          UNUSABLE

破案分析：
凶手正是MOVE命令！ MOVE操作改变了表中所有行的ROWID，而索引中存储的恰恰是旧的ROWID。Oracle为了避免数据错乱，将该索引标记为UNUSABLE。这个“暗杀”是无声的，操作本身不报错，但索引已悄然“死亡”。

受害者（索引失效后的查询）：

SET LINESIZE 1000
SET AUTOTRACE TRACEONLY
SELECT A.ID, A.NAME, B.NAME FROM T_P A, T_C B WHERE A.ID = B.FID AND A.ID = 880;执行计划
--------------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
| 0 | SELECT STATEMENT | | 25 | 1500 | 111 (1)| 00:00:02 |
| 1 | NESTED LOOPS | | 25 | 1500 | 111 (1)| 00:00:02 |
| 2 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| T_P | 1 | 30 | 0 (0)| 00:00:01 |
|* 3 | INDEX UNIQUE SCAN | T_P_ID_PK | 1 | | 0 (0)| 00:00:01 |
|* 4 | TABLE ACCESS FULL | T_C | 25 | 750 | 111 (1)| 00:00:02 |
--------------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------3 - access("A"."ID"=880)4 - filter("B"."FID"=880)统计信息
----------------------------------------------------------0  recursive calls0  db block gets394  consistent gets0  physical reads0  redo size3602  bytes sent via SQL*Net to client459  bytes received via SQL*Net from client6  SQL*Net roundtrips to/from client0  sorts (memory)0  sorts (disk)72  rows processed

对T_C表执行了TABLE ACCESS FULL，逻辑读高达394。

“救治”方案与效果：

ALTER INDEX IND_T_C_FID REBUILD;-- 再次执行查询
SELECT A.ID, A.NAME, B.NAME FROM T_P A, T_C B WHERE A.ID = B.FID AND A.ID = 880;执行计划
--------------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Bytes | Cost (%CPU)| Time |
| 0 | SELECT STATEMENT | | 72 | 4320 | 87 (0)| 00:00:02 |
| 1 | NESTED LOOPS | | 72 | 4320 | 87 (0)| 00:00:02 |
| 2 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| T_P | 1 | 30 | 0 (0)| 00:00:01 |
|* 3 | INDEX UNIQUE SCAN | T_P_ID_PK | 1 | | 0 (0)| 00:00:01 |
| 4 | TABLE ACCESS BY INDEX ROWID| T_C | 72 | 2160 | 87 (0)| 00:00:02 |
|* 5 | INDEX RANGE SCAN | IND_T_C_FID | 72 | | 1 (0)| 00:00:01 |
--------------------------------------------------------------------------------------
Predicate Information (identified by operation id):
---------------------------------------------------3 - access("A"."ID"=880)5 - access("B"."FID"=880)统计信息
----------------------------------------------------------0  recursive calls0  db block gets81  consistent gets0  physical reads0  redo size3602  bytes sent via SQL*Net to client459  bytes received via SQL*Net from client6  SQL*Net roundtrips to/from client0  sorts (memory)0  sorts (disk)72  rows processed

侦探笔记：
ALTER TABLE … MOVE是一个极其危险的操作。操作规范：在执行MOVE后，必须立即REBUILD该表上的所有索引。

悬案三：外键索引失效引发的“幽灵锁”

案情简介：
如果说上一个案例是MOVE命令造成的直接性能伤害，那么这个案例，则是它更隐蔽、更阴险的“并发症”——锁等待。
现场勘查与证据收集：

-- 准备环境
drop table t_p cascade constraints purge;
drop table t_c cascade constraints purge;
CREATE TABLE T_P (ID NUMBER, NAME VARCHAR2(30));
ALTER TABLE T_P ADD CONSTRAINT T_P_ID_PK PRIMARY KEY (ID);
CREATE TABLE T_C (ID NUMBER, FID NUMBER, NAME VARCHAR2(30));
ALTER TABLE T_C ADD CONSTRAINT FK_T_C FOREIGN KEY (FID) REFERENCES T_P (ID);
INSERT INTO T_P SELECT ROWNUM, TABLE_NAME FROM ALL_TABLES;
INSERT INTO T_C SELECT ROWNUM, MOD(ROWNUM, 1000) + 1, OBJECT_NAME FROM ALL_OBJECTS;
COMMIT;
-- 注意，这里没有给外键列T_C(FID)创建索引-- 以下操作导致外键相关的索引失效（此处原文为move，但实际场景是未创建索引）
-- ALTER TABLE T_C MOVE;

并发测试：

-- 首先开启会话1
select sid from v$mystat where rownum=1;
DELETE T_C WHERE ID = 2;-- 接下来开启会话2，也就是开启一个新的连接
select sid from v$mystat where rownum=1;
DELETE T_P WHERE ID = 2000;
-- 居然发现卡住半天不动了！

破案分析：
这起“幽灵锁”的根源，在于外键约束的底层工作机制。当你操作主表（如DELETE T_P）时，Oracle必须确保子表中没有任何记录引用你将要删除的主表记录。

索引有效时： Oracle会通过外键列上的索引，快速检查子表T_C中是否存在FID = 2000的记录。
索引失效（或不存在）时： Oracle无法快速检查，只能在子表T_C上施加一个全表锁，然后慢慢地进行全表扫描。当会话1持有T_C的行级锁时，会话2想要获取全表锁自然会被阻塞。
侦探笔记：
外键列上必须建立索引，并保证其永远有效！ 这不仅是查询性能的需要，更是保证高并发环境下系统稳定性的“生命线”。

悬案四：shrink操作后的“伪装者”

案情简介：
既然MOVE如此危险，那我们用更现代的SHRINK命令来收缩表空间，总该安全了吧？它确实能避免索引失效，但新的问题又来了：索引明明VALID，优化器为何依然弃之不用？

现场勘查与证据收集：

drop table t purge;
create table t as select * from dba_objects where object_id is not null;
alter table t modify object_id not null;
set autotrace off
insert into t select * from t;
insert into t select * from t;
commit;
create index idx_object_id on t(object_id);
set linesize 1000
set autotrace on
select count(*) from t;
set autotrace off
delete from t where rownum<=292000;
commit;
set autotrace on
alter table t enable row movement;
alter table t shrink space;
select count(*) from t;执行计划
------------------------------------------------------------------------------------
Plan hash value: 2966233522
| Id | Operation | Name | Rows | Cost (%CPU)| Time |
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 5 (0)| 00:00:01 |
| 1 | SORT AGGREGATE | | 1 | | |
| 2 | TABLE ACCESS FULL| T | 740 | 5 (0)| 00:00:01 |
------------------------------------------------------------------------------------统计信息
----------------------------------------------------------0  recursive calls0  db block gets15  consistent gets0  physical reads0  redo size424  bytes sent via SQL*Net to client415  bytes received via SQL*Net from client2  SQL*Net roundtrips to/from client0  sorts (memory)0  sorts (disk)1  rows processed

破案分析：
索引再次“失踪”！它明明状态VALID，为何被优化器无情抛弃？我们强制让它走索引（使用hint）看看。

select /*+index(t)*/ count(*) from t;执行计划
--------------------------------------------------------------------------------------
| Id | Operation | Name | Rows | Cost (%CPU)| Time |
| 0 | SELECT STATEMENT | | 1 | 675 (1)| 00:00:09 |
| 1 | SORT AGGREGATE | | 1 | | |
| 2 | INDEX FULL SCAN| IDX_OBJECT_ID | 740 | 675 (1)| 00:00:09 |
--------------------------------------------------------------------------------------
统计信息
----------------------------------------------------------0  recursive calls0  db block gets649  consistent gets0  physical reads0  redo size424  bytes sent via SQL*Net to client415  bytes received via SQL*Net from client2  SQL*Net roundtrips to/from client0  sorts (memory)0  sorts (disk)1  rows processed

真相大白！强制走索引的成本（Cost=675，逻辑读=649）远高于走全表扫描（Cost=5，逻辑读=15）。原因在于：SHRINK操作虽然收缩了表，但并未有效地收缩索引段的空间。 大量DELETE操作在索引中留下了许多“空洞”，导致索引变得稀疏而“臃肿”，扫描它反而得不偿失。

侦探笔记：
索引的VALID状态，仅仅是它的“准入证”，并不代表它的“健康证”。一个因大量删除而变得臃肿的索引，即便有效，也可能成为性能的拖累。在这种情况下，ALTER INDEX … REBUILD 才是整理索引碎片、恢复其紧凑结构和高性能的“特效药”。

总结

今天的调查到此告一段落。我们揭开了四个导致索引“失踪”或“失效”的经典悬案：

伪装者LIKE： 被前导通配符%所迷惑。
刺客MOVE： 无声地让索引状态变为UNUSABLE。
帮凶“无索引外键”： 在并发操作中制造“幽灵锁”。
“亚健康”的SHRINK后遗症： 索引虽在，却因臃肿而被优化器嫌弃。
然而，索引失踪之谜远未结束。在下一集中，我们将继续追踪另外四位“嫌疑人”，它们同样狡猾，同样致命。敬请期待《索引失踪之谜（下）》。

未完待续…
论索引影响性能的一面⑤：索引失踪之谜（下）

系列回顾

“大白话人工智能” 系列
“数据库拍案惊奇” 系列
“世事洞明皆学问” 系列

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