【Oracle】ビットマップインデックス完全ガイド｜低カーディナリティ列・DWH クエリの高速化・B-Tree との使い分けまで解説

-- 低カーディナリティ列（ステータス列: 取りうる値が数種類）にビットマップインデックスを作成する
CREATE BITMAP INDEX sales_status_bix
    ON sales(status)
    TABLESPACE idx_tbs;
-- status 列の値が 'PENDING', 'SHIPPED', 'DELIVERED', 'CANCELLED' の 4 種類なら
-- ビットマップが 4 本作成される（各値ごとに全行の 0/1 ビット列）

-- 性別列（M/F）にビットマップインデックス
CREATE BITMAP INDEX customers_gender_bix
    ON customers(gender);

-- 地域コード列にビットマップインデックス
CREATE BITMAP INDEX orders_region_bix
    ON orders(region_code);

-- 複数列のビットマップインデックス（複合ビットマップ）
CREATE BITMAP INDEX sales_status_region_bix
    ON sales(status, region_code);
-- ただし複合ビットマップは値の組み合わせごとにビットマップが作成されるため
-- カーディナリティの積が大きくなると効果が薄れる

-- ビットマップインデックスを確認する
SELECT index_name, index_type, table_name, status
FROM DBA_INDEXES
WHERE table_name = 'SALES' AND owner = 'SALES_DWH';
-- INDEX_TYPE: 'BITMAP'

-- ビットマップインデックスが効果的な複合条件クエリ
-- status ビットマップ AND region_code ビットマップ → 高速
SELECT COUNT(*) FROM sales
WHERE status = 'SHIPPED'
  AND region_code = 'EAST'
  AND sale_year = 2024;

-- OR 条件も高速（status='SHIPPED' OR status='DELIVERED'）
SELECT order_id, amount
FROM sales
WHERE status IN ('SHIPPED', 'DELIVERED')
  AND region_code IN ('EAST', 'WEST');

-- NOT 条件もビット反転で高速
SELECT COUNT(*) FROM sales
WHERE status != 'CANCELLED'
  AND region_code = 'NORTH';

-- NULL 値もビットマップで管理される
SELECT COUNT(*) FROM sales WHERE status IS NULL;

-- 実行計画でビットマップ演算を確認する
EXPLAIN PLAN FOR
SELECT COUNT(*) FROM sales
WHERE status = 'SHIPPED' AND region_code = 'EAST';

SELECT * FROM TABLE(DBMS_XPLAN.DISPLAY(format => 'TYPICAL'));
-- BITMAP CONVERSION TO ROWIDS
-- BITMAP AND
--   BITMAP INDEX SINGLE VALUE (SALES_STATUS_BIX)
--   BITMAP INDEX SINGLE VALUE (ORDERS_REGION_BIX)
-- のような実行計画が表示される

-- ビットマップインデックスが適しているか確認するクエリ
-- カーディナリティ（値の種類数）を確認する
SELECT
    column_name,
    num_distinct,   -- 値の種類数（低いほどビットマップ向き）
    num_nulls,
    density         -- 1 / num_distinct に近い値（均等分布）
FROM DBA_TAB_COL_STATISTICS
WHERE table_name = 'SALES' AND owner = 'SALES_DWH'
ORDER BY num_distinct;

-- 一般的な目安:
-- num_distinct が 1000 未満 → ビットマップインデックス候補
-- num_distinct が 100 未満  → ビットマップインデックスが特に効果的
-- num_distinct がテーブル行数の 1% 未満 → ビットマップ向き

-- 更新頻度を確認する（DBA_TAB_MODIFICATIONS がある場合）
SELECT table_name, inserts, updates, deletes, timestamp
FROM DBA_TAB_MODIFICATIONS
WHERE table_name = 'SALES';
-- 更新頻度が高い場合は B-Tree を検討する

-- スタースキーマの例
-- SALES（ファクトテーブル）と CUSTOMERS（ディメンション）のジョインを事前計算する

CREATE BITMAP INDEX sales_cust_region_bjix
    ON sales(customers.region_code)   -- ディメンション側の列
    FROM sales, customers             -- ジョインするテーブル
    WHERE sales.customer_id = customers.customer_id;
    -- TABLESPACE idx_tbs;

-- このインデックスにより、以下のクエリでジョインなしに region_code での絞り込みが可能になる
-- SELECT COUNT(*) FROM sales, customers
-- WHERE sales.customer_id = customers.customer_id
-- AND customers.region_code = 'EAST';
-- → BITMAP INDEX SINGLE VALUE (SALES_CUST_REGION_BJIX) がジョイン前に適用される

-- ジョインインデックスの制約:
-- ・ファクトテーブル（最大 1 テーブル）と複数のディメンション
-- ・ファクトテーブルには WHERE 句のみ（GROUP BY / ORDER BY は不可）
-- ・ディメンションテーブルの列は主キーで結合する必要がある