비트맵 인덱스(Bitmap Index)

비트맵(Bitmap)인덱스

비트를 이용하여 컬럼값을 저장하고 이를 이용하여 rowid를 자동으로 생성하는 인덱스

비트맵 인덱스의 탄생 배경

기 존 인덱스들의 문제점에 대한 대안

• B-tree 인덱스는 실제 컬럼 값을 인덱스에도 보관함으로써 중복이 생김
• B-tree 인덱스는 컬럼의 분포도가 좁아야 최적의 성능을 발휘 하므로 분포도가 넓을 경우 불리
• 결 합인덱스는 그 조건에 맞지 않는 컬럼이나 '='조건이 아닌경우가 있으면 성능의 저하가 있음
• b-tree 인덱스는 DW 하우스 처럼 카디널러티가 낮은 다수의 디맨전들이 다양한 요구를 할경우 엄청난 개수의 인덱스를 동원해야함
• b-tree 인덱스는 'null','not'을 사용한 부정형 조건 복잡한 'or'등에서 제 성능을 발휘하지 못함
• 일부의 컬럼으로 인덱스를 구성하여 'driving(처리조건 주관)'하고 나머지는 체크역할로 사용
  
  (적은량의 결과에 내부적으로 많은 범위를 액세스한후 조건에 맞는것을 버리는 형태로 동작할수도 있음)

비트맵 인덱스의 구조와 특성

인용:

color라는  컬럼에 'yellow,green,red,null'이 들어있는경우 비트 맵 인덱스를 생성
" create bitmap index prod_color_btidx on prod(color); "
하 면 b-tree와 같은구조로 tree를 구성하여 최종 리프 노드에 각 값들의 bit값으로 변환하여 저장

• 비 트 저장시 rowid를 선분형태(start rowid ~ end rowid)로 저장하여 압축의 효과를 가질수 있으묘 키 압축이 적용되어 저장공간이 절약된다. 컬럼값의 저장역시 비트형태로 '1'이라는 비트가 저장되며 rowid로 전환할때에도 해당비트를 액세서 하여 역연산을 수행하면 되어 btree처럼 각 컬럼마다 rowid를 가지지 않아도 된다
  
• 비트맵 인덱스는 'AND' 와 'OR' 검색 시에 비트 연산을 적용하면 원하는 결과로 나타남
  (비트연산: 0 AND 1 = 0, 0 OR 1 = 1)
  
• null 값역시 bit값을 가지기 때문에 b-tree인덱스의 null의 문제해결

단점

• '=' 이 아닌 LIKE,BETWEEN,>,<,>=,<= 등의 사용시 분리
• 저장시 선분형태로 저장되기 때문에 빈번한 수정이 발생되는 컬럼에서는 블록레벨 잠금등으로 많은 부하가 유발될수 있음

비트연산의 실행계획
BITMAP CONVERSION

• TO ROWIDS : 테이블 액세스를 위해 비트맵을 ROWID로 변환
• FROM ROWIDS : ROWID를 비트맵으로 변환
• COUNT : 실제값이 필요하지 않은 경우 해당 ROWID의 개수만 산출

BITMAP INDEX

• SINGLE VALUE : 인덱스 블록 내에서 하나의 키 값에 해당하는 비트맵을 검색
• RANGE SCAN : 하나의 키 값에 해당하는 여러 개의 비트맵을 검색
• FULL SCAN : 시작/종료값이 제공되지 않은 경우 비트맵 전체를 스캔

BITMAP MERGE

• 범 위 스캔으로 얻은 몇 개의 비트맵을 하나로 머지

BITMAP MINUS

• 부 정형 연사이나 차집합을 구하는 작업

BITMAP OR

• 두 개의 비트맵을 대상으로 비트 열에 대한 OR 연산을 수행

BITMAP AND

• 두 개의 비트맵을 대상으로 비트 열에 대한 AND 연산을 수행

BITMAP KEY ITERATION

• 한 테이블에서 얻은 각각의 로우들을 특정 비트맵 인덱스에 대해 연속해서 확인하여 비트맵을 찾는것
  뒤에 비트맵 머지가 수행되어 하나의 비트맵으로 합쳐지며 스타 변형 조인에서 나타남

인용:

비트맵 인덱스는 분포도가 좁은 컬럼에서 최적의 성능을 발휘하며 인덱스 생성시 ROWID값을
선 분형태( 시작 - 끝 ) 로 저장하고 각 컬럼의 값을 0,1의 비트 값으로 저장한다.
그에 따라 AND, OR 등의 복합 조건 검색시 '논리 연산' 의 결과가 찾고자 하는 자료의 결과를 의미하게
되어 효율 적인 활용이 가능하다.

그리 고 각 DBMS의 버젼에 따라 지원 기능 및 범위가 조금씩 다르며 ORACLE 9i 이상부터는 비트맵조인인덱스도 지원한다.