版本：Latest-3.2

Bitmap 索引

本文介绍了如何创建和管理 bitmap（位图）索引，以及 Bitmap 索引的使用案例。

Bitmap 索引是一种使用 bitmap 的特殊数据库索引。bitmap 即为一个 bit 数组，一个 bit 的取值有两种：0 或 1。每一个 bit 对应数据表中的一行，并根据该行的取值情况来决定 bit 的取值是 0 还是 1。

Bitmap 索引能够提高指定列的查询效率。如果一个查询条件命中列，StarRocks 即可使用前缀索引提高查询效率，快速返回查询结果。但是前缀索引的长度有限，如果想要提高一个非前缀索引列的查询效率，即可以为这一列创建 Bitmap 索引。

Bitmap 索引一般适用于高基数列，基于列构建的 Bitmap 索引的选择性高，并且使用 Bitmap 索引后能筛选出较少数据行的场景。在 StarRocks 中使用 SSB 100G 测试数据集验证 Bitmap 索引加速查询的效果，测试结果如下：

只有为高基数列创建 Bitmap 索引，查询性能才会有比较明显的提升（在此测试数据集中，基数达到 100000 数量级可以看到比较明显的性能提升）。
高基数列可以是高基数的单列，也可以是高基数的多列组合。
为低基数列创建 Bitmap 索引，查询性能基本没有提升甚至会下降。

优势

Bitmap 索引所占的存储空间通常只有索引数据的一小部分，与其他索引技术相比，更节省存储空间。
支持为多个列创建 Bitmap 索引，提高多列查询的效率，具体参见多列查询。

使用说明

Bitmap 索引适用于可使用等值条件 (=) 查询或 [NOT] IN 范围查询的列。
主键表和明细表中所有列都可以创建 Bitmap 索引；聚合表和更新表中，只有维度列（即 Key 列）支持创建 bitmap 索引。
支持为如下类型的列创建 Bitmap 索引：
- 日期类型：DATE、DATETIME。
- 数值类型：TINYINT、SMALLINT、INT、BIGINT、LARGEINT、DECIMAL 和 BOOLEAN。
- 字符串类型：CHAR、STRING 和 VARCHAR。
- 其他类型：HLL。
如要了解一个查询是否命中了 Bitmap 索引，可查看该查询的 Profile 中的 BitmapIndexFilterRows 字段。关于如何查看 Profile，参见分析查询。

创建索引

建表时创建 Bitmap 索引。

CREATE TABLE d0.table_hash
(
    k1 TINYINT,
    k2 DECIMAL(10, 2) DEFAULT "10.5",
    v1 CHAR(10) REPLACE,
    v2 INT SUM,
    INDEX index_name (column_name) [USING BITMAP] [COMMENT '']
)
ENGINE = olap
AGGREGATE KEY(k1, k2)
DISTRIBUTED BY HASH(k1)
PROPERTIES ("storage_type" = "column");

其中有关索引部分参数说明如下：

参数	必选	说明
index_name	是	Bitmap 索引名称。命名要求参见系统限制。在同一张表中不能创建名称相同的索引。
column_name	是	创建 Bitmap 索引的列名。您可以指定多个列名，即在建表时可同时为多个列创建 Bitmap 索引。
COMMENT	否	索引备注。

您可以指定多条 INDEX index_name (column_name) [USING BITMAP] [COMMENT ''] 命令同时为多个列创建 bitmap 索引，且多条命令之间用逗号（,）隔开。关于建表的其他参数说明，参见 CREATE TABLE。

建表后使用 CREATE INDEX 创建 Bitmap 索引。详细参数说明和示例，参见 CREATE INDEX。
```
CREATE INDEX index_name ON table_name (column_name) [USING BITMAP] [COMMENT ''];
```

创建进度

创建 Bitmap 索引为异步过程，执行索引创建语句后可通过 SHOW ALTER TABLE 命令查看索引创建进度，当返回值中 State 字段显示为 FINISHED 时，即为创建成功。

SHOW ALTER TABLE COLUMN [FROM db_name];

说明：当前每张表只允许同时进行一个 Schema Change 任务，在一个 Bitmap 索引未异步创建完成前，无法进行新 Bitmap 索引的创建。

查看索引

查看指定表的所有 Bitmap 索引。详细参数和返回结果说明，参见 SHOW INDEX。

SHOW { INDEX[ES] | KEY[S] } FROM [db_name.]table_name [FROM db_name];

说明

创建 Bitmap 索引为异步过程，使用如上语句只能查看到已经创建完成的索引。

删除索引

删除指定表的 Bitmap 索引。详细参数说明和示例，参见 DROP INDEX。

DROP INDEX index_name ON [db_name.]table_name;

使用案例

例如，有表 employee，其包含了某公司的员工信息。如下展示了表 employee 的部分数据。

ID	Gender	Position	Income_level
01	female	Developer	level_1
02	female	Analyst	level_2
03	female	Salesman	level_1
04	male	Accountant	level_3

单列查询

例如，要提高 Gender 列的查询效率，即可为该列创建 Bitmap 索引。

CREATE INDEX index1 ON employee (Gender) USING BITMAP COMMENT 'index1';

如上语句执行后，bitmap 索引生成的过程如下：

构建字典：StarRocks 根据 Gender 列的取值构建一个字典，将 female 和 male 分别映射为 INT 类型的编码值：0 和 1。
生成 bitmap：StarRocks 根据字典的编码值生成 bitmap。因为 female 出现在前三行，所以 female 的 bitmap 是 1110；male 出现在第 4 行，所以 male 的 bitmap 是 0001。

如果想要查找该公司的男性员工，可执行如下语句。

SELECT * FROM employee WHERE Gender = male;

语句执行后，StarRocks 会先查找字典，得到 male 的编码值是 1，然后再去查找 bitmap，得到 male对应的 bitmap 是 0001，也就是说只有第 4 行数据符合查询条件。那么 StarRocks 就会跳过前 3 行，只读取第 4 行数据。

多列查询

例如，要提高 Gender 和 Income_level 列的查询效率，即可为这两列分别创建 Bitmap 索引。

Gender

CREATE INDEX index1 ON employee (Gender) USING BITMAP COMMENT 'index1';

Income_level

CREATE INDEX index2 ON employee (Income_level) USING BITMAP COMMENT 'index2';

如上两个语句执行后，Bitmap 索引生成的过程如下：

StarRocks 会为 Gender 和 Income_level 列分别构建一个字典，然后再根据字典生成 bitmap。

Gender 列：female 的 bitmap 为 1110；male 的 bitmap 为 0001。
Income_level 列：level_1 的 bitmap 为 1010；level_2 的 bitmap 为 0100；level_3 的 bitmap 为 0001。

如果想要查找工资范围在 level_1 的女性员工，可执行如下语句。

 SELECT * FROM employee 
 WHERE Gender = female AND Income_level = level_1;

语句执行后，StarRocks 会同时查找 Gender 和 Income_level 列的字典，得到以下信息：

female的编码值为0，对应的 bitmap 为1110；
level_1的编码值为0，对应的 bitmap 为1010。

因为查询语句中 Gender = female 和 Income_level = Level_1 这两个条件是 AND 关系，所以 StarRocks 会对两个 bitmap 进行位运算 1110 & 1010，得到最终结果 1010。根据最终结果，StarRocks 只读取第 1 行和第 3 行数据，不会读取所有数据。

Bitmap 索引

优势​

使用说明​

创建索引​

创建进度​

查看索引​

删除索引​

使用案例​

单列查询​

多列查询​

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